900t 箱梁運(yùn)梁車橋面垂直提升會(huì)車施工技術(shù)

祁國(guó)歡QI Guo-huan

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安 710038）

0 引言

受現(xiàn)澆梁、高壓線遷改和下部重難點(diǎn)施工等進(jìn)度影響，900t 箱梁架設(shè)工期常被壓縮，為按期完成架梁任務(wù)，單方向架梁是行之有效的措施，為增加箱梁運(yùn)輸能力，將一臺(tái)運(yùn)梁車增加為兩臺(tái)及以上，運(yùn)梁車會(huì)車常采用平臺(tái)法或地面提升機(jī)提升法，該兩法的基礎(chǔ)設(shè)置及拼裝均需要征用臨時(shí)用地，而且會(huì)車位置固定，尤其遇有特長(zhǎng)橋單向運(yùn)距12 km 以上時(shí)，固定點(diǎn)會(huì)車就無(wú)法充分發(fā)揮運(yùn)梁車功效，為突破上述會(huì)車局限，選擇既能滿足會(huì)車又能實(shí)現(xiàn)會(huì)車地點(diǎn)移動(dòng)的方案成為提高運(yùn)梁效率的關(guān)鍵。

1 工程概況

連徐鐵路IV 標(biāo)邳州梁場(chǎng)位于邳州特大橋710#～717#墩左側(cè)，共承擔(dān)660 孔900t 箱梁預(yù)制架設(shè)任務(wù)，最遠(yuǎn)架設(shè)里程18km，原計(jì)劃架梁工期510d，施工過(guò)程中由于外界環(huán)境影響，實(shí)際架梁工期壓縮至340d，依據(jù)工期及運(yùn)距推算，需兩臺(tái)運(yùn)梁車24h 作業(yè)才可完成架梁任務(wù)。同時(shí)，存在現(xiàn)場(chǎng)征地難度大且費(fèi)用高、線路右側(cè)緊靠隴海鐵路等施工難題。實(shí)現(xiàn)安全、高效進(jìn)行兩運(yùn)梁車會(huì)車是架梁工作難點(diǎn)所在。

2 方案比選

2.1 平臺(tái)會(huì)車法

用鋼架于計(jì)算會(huì)車位置橋梁一側(cè)搭設(shè)92.48m×10m平臺(tái)，平臺(tái)與橋面鋪設(shè)120b 型鋼加10mm 鋼板，平臺(tái)處箱梁翼緣板部分設(shè)置鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，箱梁翼緣板下打設(shè)鋼管樁支撐，平臺(tái)搭建后進(jìn)行預(yù)壓。兩運(yùn)梁車會(huì)車時(shí)，空載運(yùn)梁車先駛?cè)肫脚_(tái)等待，重載運(yùn)梁車運(yùn)梁通過(guò)后，空載運(yùn)梁車再駛出平臺(tái)。存在施工成本大、占用臨時(shí)用地、會(huì)車點(diǎn)固定等不足。

2.2 地面提升機(jī)會(huì)車法

用鋼墩和鋼梁于計(jì)算會(huì)車位置拼裝跨墩龍門(mén)吊。會(huì)車時(shí)，龍門(mén)吊將空載運(yùn)梁車提升一定高度，重載運(yùn)梁車馱運(yùn)900t 箱梁從其下穿行通過(guò)。存在增加跨墩龍門(mén)吊成本高、會(huì)車點(diǎn)固定等缺點(diǎn)。

2.3 橋面提升機(jī)會(huì)車法

提升機(jī)放置于橋面上，采用與地面提升機(jī)相似的垂直提升會(huì)車法。并且隨著架梁進(jìn)度向前延伸，提升機(jī)可相應(yīng)轉(zhuǎn)場(chǎng)至最佳會(huì)車位置。橋面提升機(jī)會(huì)車法即可很好地克服上述局限，并可隨時(shí)變換最佳會(huì)車位置。

3 總體設(shè)計(jì)方案概述

①設(shè)計(jì)制作O 型框架提升機(jī)，高度空間滿足兩臺(tái)運(yùn)梁車加箱梁高度，寬度空間滿足箱梁寬度限界，下部?jī)芍吸c(diǎn)設(shè)于箱梁最大承力腹板處。②起升系統(tǒng)采用定點(diǎn)起吊，卷?yè)P(yáng)機(jī)和定滑輪系設(shè)于O 型框架內(nèi)，動(dòng)滑輪系設(shè)于吊具梁內(nèi)。運(yùn)梁車與提升機(jī)起重系統(tǒng)之間用吊板與吊耳相連。③會(huì)車時(shí)，空載駛?cè)胩嵘齾^(qū)域并提升一定高度，然后重載運(yùn)梁車從其下穿行通過(guò)。

4 O 型提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 框架系統(tǒng)

框架橫向上應(yīng)滿足運(yùn)梁車馱運(yùn)900t 箱梁通過(guò)時(shí)寬度限界，縱向上既要滿足空、重載運(yùn)梁車通過(guò)時(shí)高度限界，又要滿足箱梁腹板承力區(qū)域限制，在該縱橫限定的條件下，提升框架橫截面由上曲梁、下曲梁、支撐底座和下橫梁組成O 型形狀，兩框架之間設(shè)三根聯(lián)系梁連為整體。各結(jié)構(gòu)件均為Q325 鋼板焊制的箱體結(jié)構(gòu)，相互之間用螺栓聯(lián)接。各結(jié)構(gòu)件組成形式及整體框架應(yīng)力分配，利用有限元分析驗(yàn)算，各工況受力滿足規(guī)范要求。提升機(jī)截面形式見(jiàn)圖1，框架應(yīng)力分布見(jiàn)圖2。

圖1 提升機(jī)截面形式圖

圖2 框架應(yīng)力分布圖

4.2 承力系統(tǒng)

900t 箱梁屬于單箱薄壁結(jié)構(gòu)，主要承力部位為箱體兩側(cè)腹板區(qū)域。支撐底座既起框架連接作用又起豎向承力作用，其下部200×2400mm 平面與箱梁腹板部位相接觸，然后設(shè)弧形過(guò)渡與框架下曲梁用螺栓聯(lián)接，兩支撐底座水平方向設(shè)下橫梁嵌扣聯(lián)接。提升機(jī)整體承力驗(yàn)算采按平面桿系有限元法模擬，檢算合格。支撐底座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 支撐底座結(jié)構(gòu)圖

4.3 提升系統(tǒng)

O 型框架頂面為曲線形，無(wú)法布置起升小車。根據(jù)框架空間布局，提升系統(tǒng)設(shè)為框架內(nèi)置式定點(diǎn)起吊，將提升卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪繞組設(shè)置于O 型框架內(nèi)，根據(jù)提升重量及空間分析，采用多層纏繞卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)為YZPFE200L-8-15，減速器QJC1100.215C-7，卷筒直徑為750mm，每層容繩13 圈，鋼絲繩為6×31WS+IWR-26-1870-I－光－右交，動(dòng)滑輪組倍率為10。

提升機(jī)前框架設(shè)一條鋼絲繩通過(guò)平衡輪組呈平衡卷繞，后框架兩條鋼絲繩各自獨(dú)立卷繞，使四個(gè)吊點(diǎn)構(gòu)成靜定三點(diǎn)起吊體系，可避免起重體系超載和起吊時(shí)對(duì)運(yùn)梁車主梁產(chǎn)生附加扭矩。提升系統(tǒng)布置圖見(jiàn)圖4。

圖4 提升系統(tǒng)布置圖

4.4 吊具系統(tǒng)

提升機(jī)與運(yùn)梁車相聯(lián)的吊具系統(tǒng)采用特制箱體吊梁和鋼吊板，運(yùn)梁車翼梁間焊制專用吊耳，鋼吊板上部伸入吊梁內(nèi)并用銷軸固定，下部與運(yùn)梁車吊耳設(shè)等孔徑活動(dòng)銷軸。吊具系統(tǒng)聯(lián)接示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 吊具系統(tǒng)聯(lián)接圖

4.5 智能監(jiān)控系統(tǒng)

為保證提升機(jī)提升運(yùn)梁車能夠?qū)崿F(xiàn)安全全面監(jiān)控，安裝專用智能安全監(jiān)控程序?qū)μ嵘龣C(jī)起升速度、起升距離、起升重量進(jìn)行智能控制，并在主要卷?yè)P(yáng)位置安裝攝像監(jiān)控。使提升機(jī)在提升運(yùn)梁車時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控預(yù)警，保障提升作業(yè)時(shí)安全。監(jiān)控畫(huà)面見(jiàn)圖6。

圖6 監(jiān)控畫(huà)面圖

5 提升運(yùn)梁車會(huì)車

5.1 提升機(jī)組裝就位

用吊車或梁場(chǎng)900t 箱梁提梁機(jī)于梁場(chǎng)將支撐底座、下曲梁、上曲梁組成門(mén)架，將兩門(mén)架吊于橋面并用三根聯(lián)接橫梁組成一體，安裝液壓、電器進(jìn)行調(diào)試和報(bào)檢。運(yùn)梁車固定專用馱梁駛?cè)胩嵘龣C(jī)范圍內(nèi)，起升運(yùn)梁車緩沖調(diào)度，使馱梁頂面與提升機(jī)兩框架左右聯(lián)接橫梁相接觸，接觸點(diǎn)位用四個(gè)10t 倒鏈與運(yùn)梁車主梁進(jìn)行緊固。各聯(lián)接檢查合格后，運(yùn)梁車馱運(yùn)提升機(jī)及附件至初次會(huì)車地點(diǎn)并安裝下橫梁和坡度靴板。為確保支撐底座受力均勻，箱梁頂面與底座接觸區(qū)鋪墊10mm 厚橡膠板，不平整處用細(xì)砂找平，四個(gè)著力點(diǎn)高差不大于20mm。提升機(jī)就位后，門(mén)架四角分別用10t 倒鏈緊固于梁面預(yù)埋鋼筋上。

5.2 提升會(huì)車

空載運(yùn)梁車駛?cè)胩嵘龣C(jī)指定區(qū)域，開(kāi)啟提升機(jī)，下落吊具只至鋼吊板孔與運(yùn)梁車吊耳孔對(duì)中，插入Φ10 鋼銷并用防脫卡鎖住。提升機(jī)、運(yùn)梁車及各銷軸檢查正常后，在各監(jiān)控信息提示下，將空載運(yùn)梁車提升6.6～7.0m 高，重載運(yùn)梁車從其下以0.5km/h 速度穿行通過(guò)，然后將空載運(yùn)梁車緩慢下落至梁面，解除吊板銷軸，檢查運(yùn)梁車各狀態(tài)正常后，緩慢駛出提升機(jī)區(qū)域。提升空載運(yùn)梁車狀態(tài)見(jiàn)圖7。

圖7 提升空載運(yùn)梁車狀態(tài)圖

5.3 提升機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)

隨著架梁進(jìn)度向前延伸，兩運(yùn)梁車最經(jīng)濟(jì)會(huì)車點(diǎn)會(huì)不斷更新。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工狀況確需更換會(huì)車位置后，拆除提升機(jī)下橫梁及坡度靴板，空載運(yùn)梁車背負(fù)馱架將提升機(jī)整機(jī)馱起，各聯(lián)接裝置緊固后運(yùn)至新會(huì)車點(diǎn)位放置。運(yùn)梁車馱運(yùn)提升機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)見(jiàn)圖8。

圖8 運(yùn)梁車馱運(yùn)提升機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)圖

6 應(yīng)用效果

連徐鐵路邳州梁場(chǎng)單方向最遠(yuǎn)架梁距離18km，應(yīng)用該技術(shù)三次轉(zhuǎn)點(diǎn)會(huì)車，107d 共架設(shè)900t 箱梁450 孔，奪回?fù)p失工期2.7 個(gè)月。該技術(shù)得到了業(yè)主、同行良好評(píng)價(jià)，相關(guān)媒體也進(jìn)行了宣傳報(bào)道，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、安全可靠，使用場(chǎng)地局限性小。連徐鐵路運(yùn)梁車會(huì)車狀態(tài)見(jiàn)圖9。

圖9 連徐鐵路運(yùn)梁車會(huì)車狀態(tài)圖

7 結(jié)論

①采用閉環(huán)受力原理，設(shè)計(jì)了O 型結(jié)構(gòu)門(mén)架，將卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)置，既滿足了結(jié)構(gòu)、梁體安全受力要求又減輕了整機(jī)重量。②采用特殊底座承力結(jié)構(gòu)，無(wú)需征占專用安裝場(chǎng)地，在橋面閑置位置即可完成全部拼裝工作并進(jìn)行調(diào)試，路基橋面均可設(shè)置，安裝便捷。③設(shè)計(jì)專制馱梁，運(yùn)梁車可馱運(yùn)提升機(jī)移位。隨著架梁距離延伸，根據(jù)最合理重、空載運(yùn)梁車會(huì)車距離，適時(shí)移位。