改装悬臂吊在悬拼施工中的应用

1改装悬臂吊在悬拼施工中的应用——嘉兴新粮桥高空悬拼方案关键词：悬拼、悬臂吊、龙门吊一、引言悬臂施工创始于欧洲，由前联邦德国迪维克公司于50年代创造并首先使用。由于其施工在墩顶沿桥跨方向对称逐段施工，可跨越深谷、河流而不影响通航与交通，因此自其技术成熟以来在国内外桥梁建设中得到广泛应用。我国悬臂施工始于60年代，80年代初顺德容奇大桥的建成标志着我国大跨径悬臂施工技术的成熟。但由于种种原因，悬臂施工的两个分支发展极不平衡，悬臂浇筑使用较广泛，施工方法也较完善，而悬臂拼装则应用较少，见诸于各种施工手册和学术交流论文上的施工方法也很单调，尤其是水上悬拼，一般都离不了浮吊、方驳等水上运输工具，同时块件下河还要搭设临时栈桥，这样不但影响工期，还增加了施工费用，降低施工企业的经济效益。下面以浙江嘉兴新粮桥为例介绍用改装悬臂吊代替浮吊与方驳的高空悬拼方法。二、新粮桥概况新粮桥是浙江内河道网改造工程12标的一座中型桥，属世行贷款项目。桥址位于浙江省嘉兴市新丰镇，于1998年5月竣工。主桥40m+60m+40m，主跨60m,由T构悬臂加全挂梁构成，边跨40m由T构悬臂加半挂梁构成，桥面净宽9M，桥型为T型刚构桥，根据设计要求其T构采用悬拼工艺，块件起重量24T~32T之间，全桥两个T构，每个T构由两个对称的1~9＃块及1个0＃块共19块组成，其中0＃块为现浇，其它9对采用预制拼装工艺，1#块为托架支承安装。三、新粮桥悬拼方案的制定一）、方案的选择。每个T构均有一半伸入河中，一半在岸边，鉴于场内移运的需要，靠岸边的半个T构确定采用龙门吊吊装，但河中的半个T构则必须借助于方驳、浮吊等水上运输工具把待拼块件移运到拼装位，而当地航道部门规定连续封航时间不得大于3小时，且该桥中标价偏低，采用水上运输工具施工成本也较高，因此施工技术人员尝试寻找无水上运输工具辅助的悬拼方案，实际施工中通过改装2单悬吊成功地完成了无水上运输工具辅助的高空悬拼施工。二）、技术可行性分析。根据新粮桥设计要求，T构悬拼完成后允许逐跨安装〈既非对称安装〉挂梁，施工图对此作出说明，要求先吊装主跨的四片挂梁，每片挂梁安装重量为33T，挂梁对T构产生的荷载为集中荷载，作用每个T构端部的9#块上，对T构产生的最大弯矩和剪应力发生在0#块与1#块的接面上，分别为12078KN.M和660KN。而改装悬臂吊走道梁和横梁（包括卷扬机与滑车等）的最大重量（安装9#块时）分别为90KN和70KN，总荷载为160KN，远远小于设计允许的660KN，且走道梁对T构产生的荷载为均布荷载，对T构产生的弯矩远远小于12078KN.M，故用改装悬臂吊进行悬拼施工从技术上是可行的。四、高空悬拼施工工艺一）、施工工艺流程高空悬拼工艺主要是包括块件预制、块件场内移运、块件空中移运就位及块件拼装等四个阶段的施工内容，其施工工艺流程见图1，其拼装构造图见图2、图3。二）、施工方法1、块件预制。为配合块件场内移运，预制底模沿桥跨方向长线布置，底模采台模，浆砌块石护边，中心填土，表层浇10CM后C10砼面层。岸上1-9＃块与水上1-9＃采用同一台模，预制并移运水上1-9＃块后修整台模再预制岸上1-9＃块。块件预制其它工序按常规施工即可，此不赘述。2、场内移运。1）、平面布置。场内移运指块件出坑并移运到场内合适的位置堆放。场内移运的主要工具是龙门吊机和运梁轨道。龙门吊机地面轨道平行于预制台模布置，其净宽为：箱梁顶面宽+2×1M。运梁轨道平行河道布置，一端在已安装完成的靠河的1＃块下方。场内预制场及各轨道布置见图4。2）、主要机具（1）、龙门吊机：龙门吊机由贝雷桁节组成，依靠其行走系统和轨道可以在纵横两个方向移运块件。纵向移动牵引采用3T慢速卷扬3图1：悬拼工艺流程图机，地车与轨道为滚轮接触，横向移动系统与纵向相同，但牵引采用水上块件预制1—9#下一块件吊装水上2#块空中移运水上2#块移到已拼装的1#块下张拉、灌浆现浇0#块搭托架安装1#块长线台模的筑岸上1—9#块件预制水上1—9#块件场内移运堆放2#块拼装龙门吊吊装岸上2#块单悬吊移位41.5T卷扬机。地车及横向移动天车为焊接件，与贝雷梁、车轮等为销（轴）连接，龙门吊机承担岸上块件吊装、水上1-9＃块吊离台座并运至运梁轨道上等工作内容。（2）、运梁轨道。龙门吊机把块件移运至主墩旁边，余下移运工作由运梁轨道完成。运梁轨道由三八轨组成。轨道上置地车一台，地车与轨道为铁走板接触，地车牵引为3吨慢走卷扬机。放置块件时从已安装好的1＃块下朝外依次为：2＃、3＃、4＃、5＃、6＃、7＃、8＃及9＃块件，堆放次序必须规则，否则无法进行空中移运。3、块件空中移运。块件空中移运是高空悬拼的关键工序，它代替了传统的块件装船、浮运、浮吊等工序，是高空悬拼的优越性所在。1）、单悬臂的改装。（1）、走道梁加长。走道梁由贝雷桁节组拼而成，作双排单层布置。普通悬臂吊的纵梁仅作锚固和承重之用，而加上后的走道梁还兼起运梁轨道支架之作用；每一块件拼装完成后，移动走道梁，然后在其尾部加长至0＃中间，在走道梁上设置钢轨，使横梁天车可在0＃块与待拼位之间纵向移运，承担空中纵向移运的工作。（2）、走道轨。纵梁加长后，可作走道支架之用，在其上铺设枕木，再把钢轨锚固其上，这样纵梁即改装为走道梁。（3）、横梁加长。悬臂吊横梁必须伸到箱梁冀缘外至少1M，在该处置天车、绞车及卷扬机等提升设备。天车与横梁为螺丝固定连接。（4）、扁担梁。块件吊点必须在块件宽度外才能用加长横梁吊装和纵向移运，但块件预埋吊环设置在块件肋板上，因此必须使用辅助梁把吊点引到块件宽度以外，扁担梁用型钢加工而成块件重量在32吨以下使用25槽钢靠背焊接，组成一条扁担梁，吊梁时每个块件使用2条扁担梁，每个扁担梁端部均设吊点，扁担梁与块件吊环用钢丝绳捆扎连接。2）、单悬臂的空中移运。（1）、纵向移动。每一块件拼装完成后，先把模梁移回0＃块上并临时固定。然后再走道梁尾部接长1节贝雷桁（长3M、块件最长2.7M），用千斤顶顶起纵梁，在下面置木滚筒，横向松扯钢丝绳，用5手拉葫芦牵引纵梁前行，使端部到达另一个拼装位，再接长钢轨，把纵梁锚固好，把横梁移到1＃块上，通过加长扁担梁吊起已移到1＃块下方的待拼块件，移动横梁至拼装位。（2）、横向移运。地面上横向移运通过运梁轨道完成，组拼时少量的移动用手拉葫芦即可。4、块件拼装。1）、1#块的安装。1#块是T构两侧的基准块件，控制T构安装精度的关键就在于1#块的定位准确。施工时先在1#块安装位置下安装托架，用于支承1#块，然后由龙门吊悬吊就位。2）、2#—9#块件的安装。水上块件高空移运就位后，靠岸的块件用龙门吊就地吊起就位。通过提升系统校正块件上下位置，通过手拉葫芦校正左右位置并固定块件，拼装块件企口要结合紧密，各控制标志的位置与高程要符合要求，然后再张拉和灌浆。6卷扬机(5T)横梁吊篮龙门架T构安装立面示意图3#承台2#轨道锚固筋Φ253#2#轨道平台1#1#0#墩身吊篮3#铁轨4#轨道平板车吊篮河走道梁卷扬机(3T)单悬吊机侧面示意图箱梁滑车省力系数9卷扬机3T枕木200*200*2600*2箱梁走道梁横梁7块件水平运输示意图龙门吊箱梁箱梁台座身墩轨道4#3#轨道2#