連續特大剛構橋造橋機設計及施工工藝研究

摘要：連續特大剛構橋作為一種關鍵的橋梁形式，在現代交通網絡中占據著舉足輕重的地位。依托五步河雙線特大剛構橋，針對連續特大剛構橋智能懸臂式造橋機的設計及施工工藝進行系統分析，并優化造橋機安裝、調試和預壓等步驟。通過在實際工程中的應用，驗證了連續特大剛構橋造橋機的高效性及施工工藝的可行性和有效性，為相關工程實踐提供參考。

關鍵詞：連續特大剛構橋；造橋機設計；施工工藝

0" "引言

隨著橋梁工程技術的不斷發展，連續特大剛構橋以其獨特的結構形式和優越性能，成為現代橋梁工程領域的翹楚。然而在橋梁跨度不斷增加、結構形式日益多樣化的背景下，如何確保連續特大剛構橋的施工質量和安全，成為擺在工程師面前的一大難題。

近年來，國內眾多學者對連續特大剛構橋造橋機設計及施工工藝展開研究。朱富杰[1]以巴馬-憑祥公路橋梁工程為例，對連續剛構橋施工控制技術、施工控制內容和控制方法進行了研究。余曾[2]通過對基礎參數及經驗參數的混合修正，確保了橋梁成橋線形達到設計幾何形狀。文庭亞[3]介紹了某客運專線上行式移動模架的結構、拼裝及現澆預應力混凝土箱梁施工工藝流程。

劉宏波[4]對施工工藝集成化、施工過程自動化、施工管理智能化的智能造橋機進行了系統分析。李麗君[5]采用新型懸臂灌注造橋機，成功解決了大節段懸灌梁的施工難題。修鵬磊[6]依托具體的連續梁工程，分析了傳統的掛籃澆筑施工存在的問題和隱患，介紹了工程所采用的造橋機的結構和施工工序。

本文依托五步河雙線特大剛構橋，針對連續特大剛構橋智能懸臂式造橋機的設計及施工工藝進行系統分析，并優化造橋機安裝、調試和預壓等步驟。通過在實際工程中的應用，驗證了連續特大剛構橋造橋機的高效性及施工工藝的可行性和有效性。

1" "工程概況

本文依托新建重慶至萬州高速鐵路站前工程CQWZZQ-9標D2K241+279五步河雙線特大橋工程，其D2K241+082.1～D2K241+475.9里程（24至28號墩）的68m+2×128m+68m連續剛構項目，采用懸臂式造橋機進行施工。該橋梁主墩分別為83m、105m、97m，0號塊長12m，最重節段質量為207.12t，最長節段為4m。24#墩墩高61m，25#墩墩高83m，26#墩墩高105m，27#墩墩高97m，28#墩墩高75.5m。橋面寬度12.6m，梁全長為393.8m，計算跨度為68m+2×128m+68m，中支點截面最低點梁高10.035m，邊跨直線段截面最低點梁高為5.535m。

2" "連續特大剛構橋造橋機設計

2.1" "造橋機結構設計

智能懸臂式造橋機主要包括承重桿件、模板系統、自動控制系統、智能監測系統、噴淋養護系統、平臺防護系統等結構。造橋機的技術參數如表1所示。

2.1.1" "承重桿件

承重桿件在使用過程中將承載混凝土及施工載荷，其將大部分受力桿件設計在梁面以下，再通過結構將受力傳遞到梁面以上。主要包括后上橫梁、C型掛腿、主吊架錨固系統、主桁架、前上橫梁、底籃系統、行走系統、吊掛系統等。

2.1.2" "模板系統

模板系統由側模、內模以及底模組成，內模與側模采用對拉桿對拉，該系統主要用于混凝土成型。

2.1.3" "自動控制系統

自動控制系統主要由運算模塊、數據采集模塊、液壓驅動模塊組成。造橋機設計有行走、模板調節、模板移動、自動脫立模等驅動和控制單元，可以實現造橋機自動行走、自動鋪軌、受力轉換、模板標高調節、模板自動脫立模等功能。

2.1.4" "智能監測系統

智能監測系統包括感應端傳感器、數據處理模塊、報警模塊等。該系統可實現對后上橫梁、C型掛腿、底籃前部吊桿受力情況的監測，同時也能監測主桁架傾斜角度，實時掌控造橋機姿態。

2.1.5" "噴淋系統養護

噴淋系養護統包括噴淋頭、噴淋管道、噴淋泵、溫濕度傳感器以及控制部分等，可以根據實際需要控制噴淋時間與噴淋范圍，為混凝土梁體養護提供幫助。

2.1.6" "平臺防護系統

平臺防護系統包括后上橫梁平臺、C型掛鉤平臺、外模平臺、主桁架平臺、前上橫梁平臺、前端步梯、內模平臺、底籃平臺、兜底防護等，可為施工人員提供方便的作業通道和全方位的安全保障。

2.2" "造橋機制造要點

造橋機承重及關鍵受力構件焊縫質量應滿足一級焊縫標準，各構件如有對接焊縫均需進行100%探傷。造橋機承重系統各構件不宜采用拼接方式，主桁架斜拉桿或斜拉鋼帶、懸吊系統鋼吊帶及其他重要受拉構件不應使用對焊拼接的方式。

所有孔眼均應采用機加工方式成孔，不得氣割成孔。對具有轉動特征的裝配組件，裝配后應進行檢查，轉動應順暢，對有潤滑要求的組件應加注潤滑劑。所有外露的鋼材表面均應進行防銹處理。

2.3" "工程適用性優化設計

基于前文工程概況，本文對造橋機進行了工程適用性的優化設計。鑒于受到橋梁高墩的限制，造橋機只能采用分部吊裝、空中組裝的方案。

受限于塔機最大吊裝質量，設計構件時，要將25m范圍內組合構件的最大質量控制在10t以內。同時，為減少機身配重，可先不組裝主桁架上反頂輪。為便于后續翼緣下方安裝，特設計了C型吊具。

3" "造橋機施工工藝

3.1" "造橋機安裝

3.1.1" "整體框架安裝

首先，安裝梁面構件，包括后上橫梁、滑座和軌道，利用內導梁預留孔錨固后上橫梁。其次，安裝主桁架。先在地面組拼主桁架1和2，將Tr80鋼棒及主吊架扁擔梁等主吊架錨固系統的結構件起吊至梁面。再次，起吊已拼好的主桁架。吊裝后安裝第一層部分平臺防護，再將C型鉤吊裝，安裝在主吊架上，用高強螺栓和后上橫梁進行錨固。之后重復上述步驟，完成另一側主桁架安裝。從次，在地面拼裝底籃系統和兜底，整體起吊，并安裝兜底步行欄和底籃。最后，將前上橫梁和平臺防護在地面拼裝好，吊裝到位后將其和主桁架連接。造橋機底籃系統示意圖如圖1所示。

3.1.2" "安裝平臺防護系統

造橋機整體框架安裝完成后，還要繼續安裝剩余平臺防護系統，如撐桿安裝、主桁架第二層平臺防護、梁面電控柜、泵站、電控系統走線等，確保各部件安裝緊密，并做好基礎防護。造橋機總體安裝效果如圖2所示。

3.2" "造橋機調試

調試前，需確認除內模系統外，所有構件已完成安裝，電控、液壓線路已完成接線。調試時，先輸入控制程序，按照操作流程點動相關控制單元。確定所有液壓缸動作方向，將動作方向相反的進行更正。完成所有動作調試后，調整主桁架的姿態、底籃系統標高和外模，核對各監測點監測值。整個調試過程應保持高度警惕，調整底模時細心觀察，禁止無限制向上提升。

3.3" "造橋機預壓試驗

為了保證懸澆施工安全，造橋機安裝調試后，需要對造橋機進行預壓試驗，以評估造橋機的安全性。預壓試驗以質量最大的1#塊混凝土質量為標準，按預壓總荷載的50%、75%、100%、120%分4級加載。每級加載完成后，在1h后進行變形觀測，然后每間隔6h監測記錄各監測點的位移量。

當相鄰兩次監測位移平均值之差不大于2mm時，開始下一級加載。若在壓重過程中出現變形值的突然增加等異常現象，需立即停止加載并及時處理。預壓荷載卸除時，應按加載預壓時的分次分級逐步卸載，并在卸載的過程中做好沉降量觀測。兩次觀測點相同[7]。預壓塊布置示意圖如圖3所示。

3.4" "造橋機施工要點

造橋機調試和預壓完成后，即可進行標準節段的施工。其施工流程為機器走行到位、調節標高、綁扎鋼筋、混凝土澆筑和張拉壓漿。通過先進的自動同步行走、自動調節標高、自動脫合模等功能，可以實現橋梁的高效施工。當進行合攏段施工時，需要將前上橫梁拆除，然后把底籃系統兩側吊點換位至主桁后退及合攏段澆筑吊點，并進行錨固。之后造橋機前進至指定位置，即可進行合攏段的澆筑。

3.5" "造橋機拆除

當連續剛構造橋機完成施工任務且所有鋼束張拉完畢后，即可進行造橋機拆除[8]。現場不具備直接下放條件時，需將造橋機退回可拆卸位置以便拆除。

拆除順序為：掛籃拆除前準備→拆除內模系統及內導梁→底籃系統吊點轉換→拆除前上橫梁→行走系統切換→后退至可拆除下放節段→拆除C型掛腿→整體下放、地面各構件拆除→清理現場。

施工人員在拆除時，應嚴格按照技術要點進行操作。拆除作業應對稱進行。當各構件拆除出現卡滯等異常情況時，嚴禁強行拆解，應采取措施進行妥善處理。當有多個構件連接時，必須采取分步拆除方式，并在拆除過程中觀察構件是否穩定。嚴禁在惡劣天氣時進行造橋機拆除作業。

3.6" "施工保障措施

為確保造橋機的安全高效運行，本文提出幾項保障措施[9]。首先，對造橋機各構件都進行定期的維護和保養。要實行嚴格的三級檢查制度，對每一道工序進行精細化監控。需建立健全安全管理自控體系，制定明確的安全生產責任制度。應制定安全生產應急救援預案，以應對可能出現的緊急情況。要在施工現場設置醒目的安全警示標志，提醒人員時刻保持警惕。

4" "結束語

本文依托五步河雙線特大剛構橋，針對連續特大剛構橋智能懸臂式造橋機的設計及施工工藝進行系統分析，并優化造橋機安裝、調試和預壓等步驟。通過在實際工程中的應用，驗證了連續特大剛構橋造橋機的高效性及施工工藝的可行性和有效性，

該機具有高效、便捷的特點，其施工工藝適用于地形復雜和跨越能力要求高等施工場景。在五步河雙線特大橋項目中，該機高效完成了澆筑任務，為提高橋梁建設進度、質量和安全性提供了可靠保障。

參考文獻

[1] 文庭亞.武廣客運專線MZ900S型上行式移動模架現澆梁施工技術[J].鐵道勘察，2008（3）：74-77.

[2] 余曾.基于混合修正方法的大跨徑連續剛構橋梁施工控制技術分析[J].工程技術研究，2019，4（16）：92-93.

[3] 朱富杰.大跨徑連續剛構橋施工技術[J].中國高新科技，2021（9）：76-77.

[4] 劉宏波.樁梁一體化智能造橋機設備研究[J].公路，2023，68（5）：141-145.

[5] 李麗君.XGZQ800/8型懸臂灌注造橋機結構體系研究[J].建筑機械化，2024，45（5）：39-42.

[6] 修朋磊.鐵路連續梁下錨式懸灌造橋機構造與靜力性能分析[J].國防交通工程與技術，2024，22（6）：25-28.

[7] TZ 324-2010，鐵路預應力混凝土連續梁（剛構）懸臂澆筑施工技術指南[S].

[8] 陳冰冰.上行式移動模架造橋機安全拆除關鍵技術[J].建筑機械化，2024，45（3）：29-32.

[9] Q/CR 9246—2020，鐵路橋梁工程風險管理技術規范.