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摘要:小半径曲线简支转连续箱梁桥由于半径小、超高大,对架设设备的选择和施工工艺有诸多限制,和位于直线和大半径曲线上的桥梁相比,箱梁架设施工难度大,本文以通沈高速公路赶马河大桥为例,通过对架桥设备及施工工艺的改进,利用现有普通双导梁架桥机短期内成功完成全桥箱梁安装。
关键词:小半径 曲线桥 架设 箱梁
1 箱梁架设工艺及施工难点
1.1 赶马河大桥上部结构形式为9×30m连续箱梁,三跨一联,一跨半幅五片箱梁。本桥位于半径R=700m左偏圆曲线上,横向超高5%,左右半幅桥墩不在同一断面,错开约10m左右,下部构造为扩大基础+双柱+挑臂式预应力盖梁。
1.2 设计箱梁架设顺序:①张拉盖梁4、3号预应力束。②架设纵向一端内侧(靠近墩柱)三片箱梁,后架设纵向同一端(远离墩柱)两片箱梁。③然后架设纵向另一端内侧(靠近墩柱)三片箱梁,后架设纵向同一端(远离墩柱)两片箱梁。④张拉盖梁剩余其他6、5、2、1号预应力束。
1.3 施工难点:①本桥曲线半径仅700m,而箱梁长30m,架设时翼板宽度2.4m(边梁2.8m),箱梁喂入架桥机难度大。②桥面横坡5%,对架桥机横移影响大。③小半径曲线桥上,架桥机过孔就位难度大。
2 架桥机选择和施工工艺的确定
2.1 因该桥工期紧,采购可以进行曲线桥梁架设的架桥机成本高、时间长,利用工地现有架桥机进行改进,满足喂梁、过孔、横移等需求更为合理,短期内即可投入使用。现有架桥机为贝雷片拼装双导梁结构,总长度66m,双导梁中心间距5.2m。架桥机共前中后三排横移轨道,前-中支腿间距32.8m,中-后支腿间距33.2m。
2.2 箱梁架设施工工艺:铺设架桥机轨道→架桥机过孔→固定(临时)支座安装→架桥机后部喂梁→带梁横移→落梁就位→固定箱梁,以上工序重复进行。
3 架桥机及架设工艺改进
要满足本桥的箱梁架设,主要针对以下三个方面对架桥机进行改进:
3.1 喂梁:本桥曲线半径700m,每两跨梁纵向角度偏移约2.43度,架桥机全长66m,架桥机平行于所吊装跨箱梁,则架桥机尾部将偏离运梁轨道1.68m左右,如此以来导致无法喂梁。
考虑到调整运梁轨道位置以适应架桥机喂梁方式工作量大,可操作性不高,因此利用架桥机可以横移的特点进行改进,把架桥机横移轨道斜向布置,喂梁时架桥机先横移使尾部对着横移轨道,架桥机前吊梁天车起吊箱梁前端,前行一定距离后架桥机带梁横移,然后继续向前喂梁,架桥机再横移,直至箱梁全部进入架桥机内,后吊梁天车起吊箱梁尾端,前移落梁就位,如图1所示。
3.2 架桥机纵向角度调整:在曲线桥上架桥机需要不断调整方向,该架桥机双导梁间距5.2m,架桥机行走轨道需单独铺设。借此可将行走轨道铺设为小于桥半径的弧形,架桥机在前移过孔过程中可自行修正和下一跨箱梁间的夹角。
3.3 消除桥面超高影响:桥面右侧超高5%,桥面半幅宽度为14.50m,如架桥机调整至完全水平,横移轨道一侧至少需要垫高72.5cm,这样前横移轨道没有足够空间铺设在盖梁上,且三个横移轨道均存在顺桥向稳定性较差、轨道拆装时间长且竖向沉降量大的不利因素,影响架桥机安全架设。结合该架桥机的结构特点,采取以下方式调整架桥机横坡度:①中后支腿一侧加高和横移轨道一侧垫高相结合的方式进行调整。②因两个前支腿是可以独立调整的,直接调至满足架桥机水平既可。见如图2:
4 主要施工工序
4.1 该桥左右半幅桥墩纵向错开10m左右,因此只能左右半幅分开架设,整体架设顺序如下:铺设运梁及架桥机轨道至左幅桥头→架桥机拼装→安全调试→架设左半幅箱梁→架桥机倒退回桥头→铺设横移轨道→铺设右幅架桥机及运梁轨道→架桥机横移至右幅→安全调试→架设右半副箱梁→架桥机拆除。
4.2 架桥机过孔:铺设架桥机轨道→前支腿收起→安放前横移轨道→中、后支腿收起旋转90°(横移变纵向行走)→吊梁天车起吊横移轨道后移到架桥机尾部→前行过孔→前支腿就位→鋪设中、后横移轨道→中、后支腿旋转90°(纵向行走变横移)→全面安全检查。
4.3 箱梁安装:支座安装→运梁→吊梁天车后移到架桥机尾部→箱梁前端进入架桥机→前吊梁天车起吊箱梁→前吊梁天车带梁前行→架桥机横向移动→前吊梁天车前移→后吊梁天车起吊箱梁→箱梁前行进入待安装跨→箱梁下落接近盖梁(或已安装箱梁)顶部→架桥机带梁横移就位→落梁→箱梁固定。
5 箱梁架设施工要点
5.1 架桥机拼装完成后进行全面调试,重点检查各行走、横移装置的刹车性能。每次吊装箱梁前检查支腿行走电机、吊梁天车的刹车性能。
5.2 该桥为挑臂式预应力盖梁,架设顺序需按照设计要求先吊装每跨梁的中间3片,不可为了吊装方便而先吊边梁、后吊中梁,以避免对盖梁产生附加竖向扭转弯矩。
5.3 每个盖梁共有15束钢绞线,架设箱梁前张拉4、3号束(共计5束),架设完每个盖梁顶的两跨箱梁后,张拉剩余6、5、2、1号预应力束(共计10束)。因此在每架设完一跨且架桥机过孔完成,应立即安排对盖梁剩余10束钢绞线进行张拉、压浆施工,使盖梁尽快达到设计的受力工况。
5.4 每安装完一片箱梁,应立即把相邻箱梁翼板钢筋焊接连成整体,保证箱梁的稳定。
6 结束语
采用上述方式架设箱梁,赶马河大桥90片箱梁仅用35天就全部完成,扣除架桥机从左幅转移至右幅时间,平均达到一天3片的安装速度;不考虑架桥机过孔,仅箱梁安装实际可达到一天一跨(5片)的速度。通过改进箱梁架设施工工艺和较少的架桥机改造投入,有效的提高了生产效率,因此以上施工工艺在小半径曲线桥箱梁架设中是切实可行的。
参考文献:
[1]《桥梁施工技术规范》.
[2]孔凡强.长距离小半径曲线盾构法地铁隧道施工关键技术[J].价值工程,2011(15).
[3]李茂奇.小半径曲线梁桥受力性能分析[D].东北林业大学,2010.
[4]孙全胜,李茂奇.小半径曲线桥抗扭性能静载试验研究[J].公路,2009(12).
关键词:小半径 曲线桥 架设 箱梁
1 箱梁架设工艺及施工难点
1.1 赶马河大桥上部结构形式为9×30m连续箱梁,三跨一联,一跨半幅五片箱梁。本桥位于半径R=700m左偏圆曲线上,横向超高5%,左右半幅桥墩不在同一断面,错开约10m左右,下部构造为扩大基础+双柱+挑臂式预应力盖梁。
1.2 设计箱梁架设顺序:①张拉盖梁4、3号预应力束。②架设纵向一端内侧(靠近墩柱)三片箱梁,后架设纵向同一端(远离墩柱)两片箱梁。③然后架设纵向另一端内侧(靠近墩柱)三片箱梁,后架设纵向同一端(远离墩柱)两片箱梁。④张拉盖梁剩余其他6、5、2、1号预应力束。
1.3 施工难点:①本桥曲线半径仅700m,而箱梁长30m,架设时翼板宽度2.4m(边梁2.8m),箱梁喂入架桥机难度大。②桥面横坡5%,对架桥机横移影响大。③小半径曲线桥上,架桥机过孔就位难度大。
2 架桥机选择和施工工艺的确定
2.1 因该桥工期紧,采购可以进行曲线桥梁架设的架桥机成本高、时间长,利用工地现有架桥机进行改进,满足喂梁、过孔、横移等需求更为合理,短期内即可投入使用。现有架桥机为贝雷片拼装双导梁结构,总长度66m,双导梁中心间距5.2m。架桥机共前中后三排横移轨道,前-中支腿间距32.8m,中-后支腿间距33.2m。
2.2 箱梁架设施工工艺:铺设架桥机轨道→架桥机过孔→固定(临时)支座安装→架桥机后部喂梁→带梁横移→落梁就位→固定箱梁,以上工序重复进行。
3 架桥机及架设工艺改进
要满足本桥的箱梁架设,主要针对以下三个方面对架桥机进行改进:
3.1 喂梁:本桥曲线半径700m,每两跨梁纵向角度偏移约2.43度,架桥机全长66m,架桥机平行于所吊装跨箱梁,则架桥机尾部将偏离运梁轨道1.68m左右,如此以来导致无法喂梁。
考虑到调整运梁轨道位置以适应架桥机喂梁方式工作量大,可操作性不高,因此利用架桥机可以横移的特点进行改进,把架桥机横移轨道斜向布置,喂梁时架桥机先横移使尾部对着横移轨道,架桥机前吊梁天车起吊箱梁前端,前行一定距离后架桥机带梁横移,然后继续向前喂梁,架桥机再横移,直至箱梁全部进入架桥机内,后吊梁天车起吊箱梁尾端,前移落梁就位,如图1所示。
3.2 架桥机纵向角度调整:在曲线桥上架桥机需要不断调整方向,该架桥机双导梁间距5.2m,架桥机行走轨道需单独铺设。借此可将行走轨道铺设为小于桥半径的弧形,架桥机在前移过孔过程中可自行修正和下一跨箱梁间的夹角。
3.3 消除桥面超高影响:桥面右侧超高5%,桥面半幅宽度为14.50m,如架桥机调整至完全水平,横移轨道一侧至少需要垫高72.5cm,这样前横移轨道没有足够空间铺设在盖梁上,且三个横移轨道均存在顺桥向稳定性较差、轨道拆装时间长且竖向沉降量大的不利因素,影响架桥机安全架设。结合该架桥机的结构特点,采取以下方式调整架桥机横坡度:①中后支腿一侧加高和横移轨道一侧垫高相结合的方式进行调整。②因两个前支腿是可以独立调整的,直接调至满足架桥机水平既可。见如图2:
4 主要施工工序
4.1 该桥左右半幅桥墩纵向错开10m左右,因此只能左右半幅分开架设,整体架设顺序如下:铺设运梁及架桥机轨道至左幅桥头→架桥机拼装→安全调试→架设左半幅箱梁→架桥机倒退回桥头→铺设横移轨道→铺设右幅架桥机及运梁轨道→架桥机横移至右幅→安全调试→架设右半副箱梁→架桥机拆除。
4.2 架桥机过孔:铺设架桥机轨道→前支腿收起→安放前横移轨道→中、后支腿收起旋转90°(横移变纵向行走)→吊梁天车起吊横移轨道后移到架桥机尾部→前行过孔→前支腿就位→鋪设中、后横移轨道→中、后支腿旋转90°(纵向行走变横移)→全面安全检查。
4.3 箱梁安装:支座安装→运梁→吊梁天车后移到架桥机尾部→箱梁前端进入架桥机→前吊梁天车起吊箱梁→前吊梁天车带梁前行→架桥机横向移动→前吊梁天车前移→后吊梁天车起吊箱梁→箱梁前行进入待安装跨→箱梁下落接近盖梁(或已安装箱梁)顶部→架桥机带梁横移就位→落梁→箱梁固定。
5 箱梁架设施工要点
5.1 架桥机拼装完成后进行全面调试,重点检查各行走、横移装置的刹车性能。每次吊装箱梁前检查支腿行走电机、吊梁天车的刹车性能。
5.2 该桥为挑臂式预应力盖梁,架设顺序需按照设计要求先吊装每跨梁的中间3片,不可为了吊装方便而先吊边梁、后吊中梁,以避免对盖梁产生附加竖向扭转弯矩。
5.3 每个盖梁共有15束钢绞线,架设箱梁前张拉4、3号束(共计5束),架设完每个盖梁顶的两跨箱梁后,张拉剩余6、5、2、1号预应力束(共计10束)。因此在每架设完一跨且架桥机过孔完成,应立即安排对盖梁剩余10束钢绞线进行张拉、压浆施工,使盖梁尽快达到设计的受力工况。
5.4 每安装完一片箱梁,应立即把相邻箱梁翼板钢筋焊接连成整体,保证箱梁的稳定。
6 结束语
采用上述方式架设箱梁,赶马河大桥90片箱梁仅用35天就全部完成,扣除架桥机从左幅转移至右幅时间,平均达到一天3片的安装速度;不考虑架桥机过孔,仅箱梁安装实际可达到一天一跨(5片)的速度。通过改进箱梁架设施工工艺和较少的架桥机改造投入,有效的提高了生产效率,因此以上施工工艺在小半径曲线桥箱梁架设中是切实可行的。
参考文献:
[1]《桥梁施工技术规范》.
[2]孔凡强.长距离小半径曲线盾构法地铁隧道施工关键技术[J].价值工程,2011(15).
[3]李茂奇.小半径曲线梁桥受力性能分析[D].东北林业大学,2010.
[4]孙全胜,李茂奇.小半径曲线桥抗扭性能静载试验研究[J].公路,2009(12).