论文部分内容阅读
作者简介：
杨环荣（1987—），工程师，主要从事公路桥梁施工管理工作;
林 峰（1977—），高级工程师，主要从事公路桥梁施工技术研究工作;
贤良华（1985—），高级工程师，主要从事公路桥梁施工管理工作。
文章结合古毛2#高架大桥工程实践，介绍了落地钢管支架整体横移施工技术的特点与原理，分析了采用该施工技术的工艺流程与操作要点，并提出了相应的施工质量与安全控制措施。该工程现浇段落地钢管支架整体横移顺利完成，降低了施工安全风险，减少了钢材用量，缩短了施工工期，为该桥梁的顺利建设打下坚实基础。
落地钢管;整体横移;操作要点;轨道
U445.4A270914
0 引言
连续梁桥施工一般分为0#块施工、挂篮悬臂浇筑段施工、现浇段施工、合龙段施工四个部分。现浇段施工采用落地支架法及托架法较为常见，落地支架法具有较高的稳定性、安全性和较大的承载能力，但缺点是用钢量较大、体积大且笨重，安装与拆卸具有高空作业时间长、操作平台小、安全风险极高的缺点。采用连续梁桥现浇落地钢管支架整体横移施工技术，将其中一幅已施工完成的支架整体横移至另一幅，桥梁左右幅共用一套落地钢管支架，既可以发挥安全可靠、质量可控的优点，也可以节约钢材用量，本文通过对施工过程的总结，介绍了成熟的落地钢管支架整体横移施工技术，可为相类似工程提供施工经验。
1 工程概况
融水至河池高速公路三分部古毛2#高架大桥现浇段14#墩高度为27.2 m，长度为6.42 m，左右两幅宽度均为12.75 m。由于现浇段长度较大，不适用托架法，优先选择采用落地支架法。该现浇段采用9根落地480×8 mm钢管立柱，钢管立柱横向间距为3 m，纵向间距为2 m，纵梁采用双拼Ⅰ45a#工字钢，纵梁上设置贝雷片，贝雷片上沿纵向设置Ⅰ20a〗#工字钢横梁，再设置Ⅰ10#槽钢分配横梁。现浇混凝土箱梁构造如下页图1所示，现浇段支撑结构如下页图2所示。
2 工艺原理
14#墩右幅现浇完成后，再往左幅横移方向上浇筑轨道基础及轨道安装（利用挂篮前移轨道双拼Ⅰ45），由扁担梁（利用挂篮后锚扁担梁双拼Ⅰ33）挑起落地钢管相互连接的20#槽钢，并在扁担梁底部安装滑船，滑船落在轨道上。扁担梁与滑船对位打孔，孔径为2 cm，供牵引系统的钢绞线穿过，并锚固在扁担梁双拼Ⅰ33后。将钢管立柱底部割断，通过牵引系统牵引滑船在轨道上滑动，到达目标位置后把割断的钢管立柱焊接并加固，从而完成落地钢管整体横移至左幅[1]。工艺原理如图3所示，横移体系如图4所示，现场情况如图5所示。
3 施工工艺流程
施工工艺流程如图6所示。
4 操作要点
4.1 施工准备
清理支架下方杂物，对轨道基础底部进行换填深度为1 m的片石混凝土。根据支架设计图纸，计算出每根钢管桩、轨道的坐标和标高，进行精确放样测量。机具及材料应根据方案及图纸要求准备，并符合设计文件要求，所有材料应经检验合格后方可投入使用。
4.2 軌道基础浇筑及轨道安装
轨道基础设置2条，基础顶宽为60 cm，长度为25 m，采用C30混凝土浇筑，并在基础顶面两侧每间隔1 m预埋16 mm螺纹钢筋，用于后期固定轨道。施工前须严格控制轨道基础浇筑及轨道安装的位置及高程，使切割钢管前后扁担梁与20#槽钢紧密贴合，确保整体横移后位置准确。每条轨道基础顶各设置一条轨道，轨道采用双拼Ⅰ45，根据现场测量放样安装轨道，使用水准仪调整轨道水平，调整后将提前预埋的16 mm螺纹钢筋固定轨道，轨道顶面需打磨平整，并采用黄油在轨道顶面涂抹均匀，以减小摩阻力。
4.3 滑船加工及20#槽钢加固
滑船采用（45×40×1.5） cm不锈钢板制作，焊接（40×20×1） cm不锈钢板，并设置3个三角斜撑加固，前端位置适当翘曲，以减小摩阻力。扁担梁双拼Ⅰ33挑起的20#槽钢受力点处及焊缝处用3 cm厚钢板补焊加强，增加刚度。滑船细部图如图7所示。
4.4 缆风绳安装
使用3组16 mm缆风绳和10 t手拉葫芦固定整体结构。其中一组一端固定在钢管立柱上部，另外一端固定在不远处的塔吊基础上;其余两组一端分别固定钢管立柱两侧上部，另外一端分别固定于左右幅盖梁右侧挡块上处。横移过程中需根据横移方向收紧或放松手拉葫芦，使缆风绳保持稍稍紧绷状态，防止支架倾覆。当支架横移至轨道行程一半时，更换固定在左右幅盖梁右侧挡块上的缆风绳的固定端，固定于左右幅盖梁左侧挡块上。缆风绳布置如图8所示。
4.5 千斤顶及牵引绳选择
技术部、试验室结合现场情况，对加工好的滑船及轨道进行了静摩擦系数试验，相关试验数据见表1。
钢管立柱及其上部贝雷片、分配梁等总重332 t，根据表1，滑船与轨道之间的静摩擦系数取0.15，则单套千斤顶需提供牵引力最小值f=332×10×0.15÷2=249 kN，即选择利用挂篮前移50 t千斤顶能满足要求。采用抗拉强度标准值为1 860 MPa、截面面积为140 mm2的钢绞线，则钢绞线最大抗拉力F=1 860×140=260.4 kN>249 kN，满足要求[2]。
4.6 钢管切割及横移过程
切割钢管立柱底部，为使后期焊缝在同一平面数量≤50%，相邻两根钢管立柱应错位切割。在轨道上标注刻度，横移过程中必须实时监控结构倾斜情况，若倾斜严重，则立即停止作业，调整结构垂直度。钢管立柱顶部贝雷片、分配梁应进行有效的捆绑加固，防止横移过程出现错位、脱落。因为横移启动瞬间克服的静摩擦力最大，横移应控制和避免中途停顿次数，尽量保持匀速且不宜过快[3]。 4.7 焊接及加固
横移完成后根据现场实际情况接长钢管立柱与预埋钢板焊接，并在焊缝外部加焊钢板固定。钢管立柱应与墩柱预埋件焊接，保证整体的稳定性，支撑结构未完成所有加固、检查验收前不能拆除缆风绳。
5 材料及机械设备
5.1 材料准备（表2）
5.2 机械设备准备（表3）
6 质量控制
（1）严格控制材料的进场质量，使用材料符合国家标准，由技术、安全、质检、物资部门把关，严禁劣质产品进入施工现场。
（2）技术管理人员对参加横移体系加工、安装的各工种劳务作业人员，要开展质量控制关键点培训并进行安全技术交底，使劳务作业人员熟悉有关的工艺流程和操作要点。
（3）焊工必须持有特种作业操作证，且由整个劳务队伍中焊接技术水平较高者实施。支撑结构及横移体系的焊接不得有裂纹、咬边、未熔合等现象。
（4）两套千斤顶必须同步加载，且钢绞线移动速度相同，防止不对称移动，造成整体各联结部位损伤。
（5）横移前需在轨道上标记移动距离、终点位置，用于校验横移速度，确保横移位置准确。
（6）横移完成后需对支架结构进行检查，各部件间焊缝有脱落的需加强补焊，并按要求进行预压。
7 安全措施
（1）在支架结构投影的危险区域设置警戒带、安全标识标牌，禁止非作业人员进入。
（2）遇大风、大雨等恶劣天气及夜间，禁止施工。
（3）禁止上下同时垂直作业及高空投掷工具或材料。
（4）横移过程中发现锚固失效、钢绞线断裂、油压表错乱、支架倾斜等情况时，应马上停止，分析查找异常来源，及时纠正。
（5）整个横移过程需要多人配合控制千斤顶及缆风绳，需确定一名现场总体指挥人员。
（6）施工现场严禁材料乱堆乱放，保持场面整洁干净。
8 经济效益
经综合分析，14#墩左幅现浇段施工充分利用了右幅现浇段落地钢管支架。相同劳动力情况下的经济效益见表4。
采用上述施工方法避免了长时间高空作业，降低了施工安全风险，施工进度加快了25 d，减少一套落地钢管支架投入，节省总费用35.5万元。
9 结语
通过设计、计算、实践，证明边跨现浇段落地钢管整体横移施工技术施工安全有效、劳动力及材料投入较少，符合国家节能减排的要求，加快了施工进度，得到建设单位以及当地政府部门的一致认可。
运用该施工技术时应充分考虑可行性，制定确实有效的监控量测措施，控制横移速度，保证施工安全，可进行推广使用。
[1]GB 50017-2017，鋼结构设计标准[S].
[2]周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.
[3]JTG/T 3650-2020，公路桥涵施工技术规范[S].
杨环荣（1987—），工程师，主要从事公路桥梁施工管理工作;
林 峰（1977—），高级工程师，主要从事公路桥梁施工技术研究工作;
贤良华（1985—），高级工程师，主要从事公路桥梁施工管理工作。
文章结合古毛2#高架大桥工程实践，介绍了落地钢管支架整体横移施工技术的特点与原理，分析了采用该施工技术的工艺流程与操作要点，并提出了相应的施工质量与安全控制措施。该工程现浇段落地钢管支架整体横移顺利完成，降低了施工安全风险，减少了钢材用量，缩短了施工工期，为该桥梁的顺利建设打下坚实基础。
落地钢管;整体横移;操作要点;轨道
U445.4A270914
0 引言
连续梁桥施工一般分为0#块施工、挂篮悬臂浇筑段施工、现浇段施工、合龙段施工四个部分。现浇段施工采用落地支架法及托架法较为常见，落地支架法具有较高的稳定性、安全性和较大的承载能力，但缺点是用钢量较大、体积大且笨重，安装与拆卸具有高空作业时间长、操作平台小、安全风险极高的缺点。采用连续梁桥现浇落地钢管支架整体横移施工技术，将其中一幅已施工完成的支架整体横移至另一幅，桥梁左右幅共用一套落地钢管支架，既可以发挥安全可靠、质量可控的优点，也可以节约钢材用量，本文通过对施工过程的总结，介绍了成熟的落地钢管支架整体横移施工技术，可为相类似工程提供施工经验。
1 工程概况
融水至河池高速公路三分部古毛2#高架大桥现浇段14#墩高度为27.2 m，长度为6.42 m，左右两幅宽度均为12.75 m。由于现浇段长度较大，不适用托架法，优先选择采用落地支架法。该现浇段采用9根落地480×8 mm钢管立柱，钢管立柱横向间距为3 m，纵向间距为2 m，纵梁采用双拼Ⅰ45a#工字钢，纵梁上设置贝雷片，贝雷片上沿纵向设置Ⅰ20a〗#工字钢横梁，再设置Ⅰ10#槽钢分配横梁。现浇混凝土箱梁构造如下页图1所示，现浇段支撑结构如下页图2所示。
2 工艺原理
14#墩右幅现浇完成后，再往左幅横移方向上浇筑轨道基础及轨道安装（利用挂篮前移轨道双拼Ⅰ45），由扁担梁（利用挂篮后锚扁担梁双拼Ⅰ33）挑起落地钢管相互连接的20#槽钢，并在扁担梁底部安装滑船，滑船落在轨道上。扁担梁与滑船对位打孔，孔径为2 cm，供牵引系统的钢绞线穿过，并锚固在扁担梁双拼Ⅰ33后。将钢管立柱底部割断，通过牵引系统牵引滑船在轨道上滑动，到达目标位置后把割断的钢管立柱焊接并加固，从而完成落地钢管整体横移至左幅[1]。工艺原理如图3所示，横移体系如图4所示，现场情况如图5所示。
3 施工工艺流程
施工工艺流程如图6所示。
4 操作要点
4.1 施工准备
清理支架下方杂物，对轨道基础底部进行换填深度为1 m的片石混凝土。根据支架设计图纸，计算出每根钢管桩、轨道的坐标和标高，进行精确放样测量。机具及材料应根据方案及图纸要求准备，并符合设计文件要求，所有材料应经检验合格后方可投入使用。
4.2 軌道基础浇筑及轨道安装
轨道基础设置2条，基础顶宽为60 cm，长度为25 m，采用C30混凝土浇筑，并在基础顶面两侧每间隔1 m预埋16 mm螺纹钢筋，用于后期固定轨道。施工前须严格控制轨道基础浇筑及轨道安装的位置及高程，使切割钢管前后扁担梁与20#槽钢紧密贴合，确保整体横移后位置准确。每条轨道基础顶各设置一条轨道，轨道采用双拼Ⅰ45，根据现场测量放样安装轨道，使用水准仪调整轨道水平，调整后将提前预埋的16 mm螺纹钢筋固定轨道，轨道顶面需打磨平整，并采用黄油在轨道顶面涂抹均匀，以减小摩阻力。
4.3 滑船加工及20#槽钢加固
滑船采用（45×40×1.5） cm不锈钢板制作，焊接（40×20×1） cm不锈钢板，并设置3个三角斜撑加固，前端位置适当翘曲，以减小摩阻力。扁担梁双拼Ⅰ33挑起的20#槽钢受力点处及焊缝处用3 cm厚钢板补焊加强，增加刚度。滑船细部图如图7所示。
4.4 缆风绳安装
使用3组16 mm缆风绳和10 t手拉葫芦固定整体结构。其中一组一端固定在钢管立柱上部，另外一端固定在不远处的塔吊基础上;其余两组一端分别固定钢管立柱两侧上部，另外一端分别固定于左右幅盖梁右侧挡块上处。横移过程中需根据横移方向收紧或放松手拉葫芦，使缆风绳保持稍稍紧绷状态，防止支架倾覆。当支架横移至轨道行程一半时，更换固定在左右幅盖梁右侧挡块上的缆风绳的固定端，固定于左右幅盖梁左侧挡块上。缆风绳布置如图8所示。
4.5 千斤顶及牵引绳选择
技术部、试验室结合现场情况，对加工好的滑船及轨道进行了静摩擦系数试验，相关试验数据见表1。
钢管立柱及其上部贝雷片、分配梁等总重332 t，根据表1，滑船与轨道之间的静摩擦系数取0.15，则单套千斤顶需提供牵引力最小值f=332×10×0.15÷2=249 kN，即选择利用挂篮前移50 t千斤顶能满足要求。采用抗拉强度标准值为1 860 MPa、截面面积为140 mm2的钢绞线，则钢绞线最大抗拉力F=1 860×140=260.4 kN>249 kN，满足要求[2]。
4.6 钢管切割及横移过程
切割钢管立柱底部，为使后期焊缝在同一平面数量≤50%，相邻两根钢管立柱应错位切割。在轨道上标注刻度，横移过程中必须实时监控结构倾斜情况，若倾斜严重，则立即停止作业，调整结构垂直度。钢管立柱顶部贝雷片、分配梁应进行有效的捆绑加固，防止横移过程出现错位、脱落。因为横移启动瞬间克服的静摩擦力最大，横移应控制和避免中途停顿次数，尽量保持匀速且不宜过快[3]。 4.7 焊接及加固
横移完成后根据现场实际情况接长钢管立柱与预埋钢板焊接，并在焊缝外部加焊钢板固定。钢管立柱应与墩柱预埋件焊接，保证整体的稳定性，支撑结构未完成所有加固、检查验收前不能拆除缆风绳。
5 材料及机械设备
5.1 材料准备（表2）
5.2 机械设备准备（表3）
6 质量控制
（1）严格控制材料的进场质量，使用材料符合国家标准，由技术、安全、质检、物资部门把关，严禁劣质产品进入施工现场。
（2）技术管理人员对参加横移体系加工、安装的各工种劳务作业人员，要开展质量控制关键点培训并进行安全技术交底，使劳务作业人员熟悉有关的工艺流程和操作要点。
（3）焊工必须持有特种作业操作证，且由整个劳务队伍中焊接技术水平较高者实施。支撑结构及横移体系的焊接不得有裂纹、咬边、未熔合等现象。
（4）两套千斤顶必须同步加载，且钢绞线移动速度相同，防止不对称移动，造成整体各联结部位损伤。
（5）横移前需在轨道上标记移动距离、终点位置，用于校验横移速度，确保横移位置准确。
（6）横移完成后需对支架结构进行检查，各部件间焊缝有脱落的需加强补焊，并按要求进行预压。
7 安全措施
（1）在支架结构投影的危险区域设置警戒带、安全标识标牌，禁止非作业人员进入。
（2）遇大风、大雨等恶劣天气及夜间，禁止施工。
（3）禁止上下同时垂直作业及高空投掷工具或材料。
（4）横移过程中发现锚固失效、钢绞线断裂、油压表错乱、支架倾斜等情况时，应马上停止，分析查找异常来源，及时纠正。
（5）整个横移过程需要多人配合控制千斤顶及缆风绳，需确定一名现场总体指挥人员。
（6）施工现场严禁材料乱堆乱放，保持场面整洁干净。
8 经济效益
经综合分析，14#墩左幅现浇段施工充分利用了右幅现浇段落地钢管支架。相同劳动力情况下的经济效益见表4。
采用上述施工方法避免了长时间高空作业，降低了施工安全风险，施工进度加快了25 d，减少一套落地钢管支架投入，节省总费用35.5万元。
9 结语
通过设计、计算、实践，证明边跨现浇段落地钢管整体横移施工技术施工安全有效、劳动力及材料投入较少，符合国家节能减排的要求，加快了施工进度，得到建设单位以及当地政府部门的一致认可。
运用该施工技术时应充分考虑可行性，制定确实有效的监控量测措施，控制横移速度，保证施工安全，可进行推广使用。
[1]GB 50017-2017，鋼结构设计标准[S].
[2]周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.
[3]JTG/T 3650-2020，公路桥涵施工技术规范[S].