06-下行式架桥机节段拼装施工技术(二)

桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司163下行式架桥机预制节段拼装施工技术第二工程公司潘大鹏方伟太内容提要：介绍了下导梁造桥机的结构和主要性能、施工工艺及在广州轨道四号线高架桥中的应用。关键词：下导梁式造桥机节段梁高架桥1.工程概况广州地铁高架十标上部结构均采用下行式架桥机预制节段梁拼装，总共94跨(其中1#--9#为单线，分左右幅)。设计跨度分为20m、21.5m、25m、30m和32.5m，标准节梁体顶宽均为9.3m，梁高均为1.7m，腹板为斜腹板，其倾斜度为1:4。标准节长度为2.5m，跨度20m梁2.45m+6×2.5m+2.45m=19.9m，共8段；跨度21.5m梁2.45m+2×2.5m+2+2.5m+2+2×2.5m+2.45m=21.4m，共9段；跨度25m梁分成2.45m+8×2.5m+2.45m=24.9m，共10段；跨度30m梁分成2.45m+10×2.5m+2.45m=29.9m，共12段；跨度32.5m梁分成2.45m+11×2.5m+2.45m=32.4m，共13段。本桥1#-9#墩间为单线简支梁，跨径布置为9×30m，顶板宽度为5.3m，9#-11#墩间为双线异型简支梁，顶板宽度从10.75m变为9.3m，跨径布置为22×30m，11#-75#为双线标准段简支梁，顶板宽度为9.3m，跨径布置为49×30m+14×32.5m+21.5m，79#-89#为双线标准段简支梁，顶板宽度为9.3m，跨径布置为20m+3×30m+3×25m+3×25m（蕉门车站）。全桥共计94跨，标准段重量为38t。桥梁最小曲率半径为550m。2.节段拼装工艺特点2.1质量优势采取在预制场内生产节段梁，降低了天气对生产制品的影响。在施工中采取自动化生产的程度高，生产的速度大幅度提高，生产的成品质量有保证，施工误差及以外发生几率可降到最低2.2安全和适用优势采用节段预制拼装可降低施工作业对周边环境的干扰，对繁忙的交通要道无需进行长期的交通疏解。相对于现浇省略了施工脚手架的搭设，排除了很多人为和现场复杂的场地等不安全因素。2.3经济跨距大等高的简支梁，其经济跨径较其他工法长。2.4工期优势在基础施工作业进行的同时，节段梁可以在预制场预制完成并达到设计强度，因此，节段梁的预制和等强、收缩徐变不占用工期，能大大地缩短总体工期。此外，节段梁还具有重量轻，尺寸小，运输方便，拼装成梁速度快等优点。3.适用范围下行式架桥机节段预制拼装适用的场地和梁型：a..跨径：22.5～35m的简支梁或简支后连续的连续梁。b.桥长：经济桥长至少3000m以上。c.桥宽：≤9.3m。d.平面曲线：R＞450m。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术164中铁十三局集团有限公司e.工期：1.5～3d/孔。f.最大承重：600tg.最大起重：60th.最大纵坡：4%4.机具设备4.1主要机械设备主要机械设备见表1.表1主要机械设备表序号设备名称规格型号主要工作性能指标数量出厂时间使用时间（年）现在何处备注1架桥机NRS-AS600t2套新购新购2运梁板车自制60t2台新购广州新购3千斤顶YCWB400400t6套01.34广州自有4YC6060t8套02.33广州自有5YCWB250250t6套03.12广州自有6扁平千斤顶250t8套01.24广州自有7手拉葫芦10t20套01.24深圳自有8张拉油泵ZB3/6308台01.34中山自有9ZB4/500500MPa6台02.53中山自有10灰浆拌和机QV-300/508台02.33广州自有11压浆机UB35.5KW4台02.43广州自有12螺旋式落浆机UBL33m3/h6台03.22广州自有13真空泵SZ-24kw4台02.33广州自有14龙门吊60t1台01.24广州自有4.2架桥机的结构功能介绍节段拼装架桥机采用挪威NRS500T下行式架桥机（图1），在国外有成熟的架梁施工经验，能够满足跨度22.5～35m跨径节段梁的架设，适应桥梁平面曲线半径：R＞450m。本架桥机主要由墩旁托架、主梁、鼻梁、推进小车、悬挂梁、门式起重机、电气系统、液压系统等组成。该架桥机的优点：液压部件多、自动化程度较高；节段梁的三维坐标调整简便，操作便捷；节段梁整跨永久张拉以后，还可以进行第二次的三维调整。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司165缺点：在张拉落梁时存在一个体系转换，力的传递转变不够明确，节段梁所受的应力较为复杂。图1架桥机全景图4.2.1墩旁托架每台架桥机设计有三对制式的支撑托架（图2），托架通过钢立柱或砼小立柱支撑在桥墩承台上，采用8根张拉杆将托架与桥墩进行锚固，每根张拉杆预紧力为50t，保证支撑和锚固稳定可靠。托架顶面设有不锈钢板滑道，推进小车的底座下设置四氟板，通过水平千斤顶的作用使推进小车在托架下平滑的移动。图2支撑托架4.2.2主梁主梁设计为钢板组合而成的矩形断面箱型梁，全长38m（图3）。为了方便运输将主梁分成四段，到达工地再以高强摩擦螺栓（防滑、有摩擦力）连接。主梁钢板厚度为10～14mm。两片主梁是独立的单元，可以各自进行纵向推进。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术166中铁十三局集团有限公司主梁腹板下方设有轨道，可由推进小车作纵向横向移动。每个主梁顶面的外侧设有纵向的工作平台。每一个节段梁的重量由悬挂梁直接传至主梁。图3架桥机主梁4.2.3鼻梁桁架鼻梁为主梁的延伸部分，连接于主梁的两端，每一片鼻梁分前后两单元，中间设置垫片来调节鼻梁前端的挠度，总长19m（图4）。鼻梁的设计采用桁架形式，基本的杆件为槽钢和角钢。鼻梁内设有工作平台。鼻梁的主要作用是架桥机在过孔时作为引导梁；在节段吊装时也加长了龙门吊的走行长度，为吊装增加了空间。图4架桥机鼻梁桁架4.2.4主梁和鼻梁相接铰链鼻梁与主梁以铰相接，是为了架设曲线桥梁而设计的，这使鼻梁可以作水平方向的转角（图5）。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司167图5、主梁与鼻梁相接铰链4.2.5推进小车4.2.5.1推进小车组成推进小车主要由调整节、竖向调整千斤顶、横、纵推进千斤顶、千斤顶支座及支架系统组成。推进小车共3套，两套安装在当前跨的两个桥墩托架上，另一套安装在下一跨的桥墩托架上（图6）。图6推进小车4.2.5.2推进小车功能支承导梁和节段梁的重量并将载荷转移至墩旁托架上。架桥机过孔时，通过设在主梁梁底支撑座及推进小车横撑上的支座间的千斤顶实现主梁的纵移。高位架梁时，通过坐在托架上的千斤顶的顶升，将整个架桥机顶起，通过调整节将推进小车升高，从而实现高位架梁。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术168中铁十三局集团有限公司在墩旁托架上和推进小车的底座间设有水平千斤顶，在水平千斤顶的作用下，推进小车可以整体滑移，实现架桥机的横向调整。4.2.6悬挂梁悬挂梁是各个节段的吊挂系统，主要由主横梁、纵向可调端支座、吊杆及吊杆横梁组成（图7）。该横梁高度为43.2cm，提前安装在待架梁段上，节段梁吊运至导梁上后，主横梁通过端支座支承在主导梁上。吊杆分为两种，标准吊具和墩顶节段吊具。通过吊具，可以单独调节每个节段块水平位置及其横向和纵向坡度，从而满足桥梁设计要求。墩顶吊具可以提升或下落整跨桥梁，在特殊地段，用来解决张拉空间不足的问题，可以满足双向张拉要求。同时吊具上均设有吊杆水平调节装置，在架设弯桥时，用来调节节段块的水平位置，以适应弯桥的施工需要。为适应特殊段梁的安装，1＃架桥机的悬挂梁设计宽度满足异型梁段的安装。图7悬挂梁4.2.7主梁顶门式起重机门式起重机由型刚加工而成，主要由立柱、横梁、走行装置、提升装置组成，立柱通过走行装置支撑在导梁顶面的轨道上，完成节段梁的起吊、运输和粗略的拼装（图8）。提梁绞车最大吊重60t,在导梁上的运行距离为52m，吊具上配有液压马达实现节段梁的360度回转。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司169图8龙门吊5.主要材料无溶剂型环氧树脂胶，其技术性能指标详见表2。表2环氧树脂胶结的主要技术性能指标性能参数数值备注抗剪强度（MPa）≥C50砼抗剪强度抗压强度（MPa）24小时≥36.57天≥83颜色度灰色、均匀、细腻膏状无约束线性收缩率≤0.022%吸水性12%抗剪弹性模量（MPa）≥2400溶水性4%LD50值（mg/kg）改性环氧树脂（A组分）：≥5000改性环保固化剂（B组分）：≥840抗拉强度（MPa）≥C50砼抗拉强度抗压弹模（MPa）≥7860MPa耐热性（℃）≥50触变性（mm）≤30/10min凝胶时间（min）≥45~70抗老化2000小时人工加速老化6.工艺原理桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术170中铁十三局集团有限公司悬挂梁上用精轧螺纹钢悬吊节段梁，每一节节段梁配备一片悬挂梁，悬挂梁放置在架桥机主梁顶部的纵向滑移支座上。节段的三维调整靠悬挂梁上的三向（3组）千斤顶进行调整。节段拼装完成后，进行永久预应力张拉完成体系转化，摘除中间吊点，进行整孔梁的纠偏调整，最后靠端悬挂梁上的千斤顶被动下落完成落梁。详见标准节段拼装施工步骤图一～图四。7.工艺流程和施工工艺7.1工艺流程详见图9桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司171地面步骤一：架桥机转移至待安装跨后，对架桥机进行调整，准备架梁。-1+1架设方向地面步骤二：龙门吊吊装节段梁：节段梁在存梁场安放悬挂梁，并用运梁板车运至待架梁孔的前一孔（采用前面喂梁方式），用龙门吊起吊、转体。然后节段梁沿着导梁运至指定位置，将悬挂梁安放到主梁上。-1+1架设方向悬挂梁标准节段拼装施工步骤图一桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术172中铁十三局集团有限公司地面步骤三：继续按顺序将节段梁悬吊在下导梁上，节段之间预留一定的空间用于涂刷粘结剂。-1+1架设方向悬挂梁地面步骤四：用悬挂梁精确对位起始块节段梁，完成后开始逐块拼装。-1+1架设方向悬挂梁标准节段拼装施工步骤图二桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司173地面步骤五：在节段梁端面上涂刷粘合剂并张拉临时预应力进行逐块拼装，直至完成整跨节段梁。-1+1架设方向悬挂梁地面步骤六：分批张拉节段箱梁正弯距预应力，逐步松悬挂梁吊杆进行荷载转移。-1+1架设方向悬挂梁标准节段拼装施工步骤图三桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术174中铁十三局集团有限公司地面步骤七：架桥机转移至下一跨，准备架梁。-1+1架设方向标准节段拼装施工步骤图四桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术中铁十三局集团有限公司175施工准备架桥机拼装就位架桥机检验调试节段梁吊装起始节段调整固定节段胶拼施加临时预应力按顺序完成整孔梁拼装张拉永久预应力整孔调整落梁就位架桥机过孔孔道灌浆是否全面检修、整改三维坐标的测量控制图9节段拼装施工工艺流程图7.2施工工艺7.2.1节段梁运输标准节段梁长为9.3m，宽度为2.5m，重量38t，数量883块，单线节段梁192段。特殊节段梁36块。桥梁施工新技术现场经验交流会下行式架桥机预制节段拼装施工技术176中铁十三局集团有限公司车型选配：选用自制运梁小车。具体见图10。图10运梁车整车总重：车头7t+车板5t+节段梁38t＝50t挂车轴压：（38+5）/2/3＝7.17t挂车轮压：7.17/4＝1.79t整车行驶全长：6m整车行驶总宽：3m绑扎加固措施：大围双分头两端倒链紧固。绑扎数量：2道。绑扎钢丝绳：规格Φ24-6×19，长度4.5m，数量2根。紧固工具：手拉葫芦、卡环；规格1t、数量各2件。注意事项：钢丝绳与梁角棱出使用护垫对其进行保护7.2.2吊装当架桥机位置固定以后，在预制节段梁