蔡書洪

摘要：本文以濱綏線K169+334.01預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋架設(shè)施工為實(shí)例，詳盡的論述了在既有線架設(shè)橋梁的特點(diǎn)與難點(diǎn)、橋梁架設(shè)的要求、橋梁架設(shè)施工工藝流程、橋梁架設(shè)操作要點(diǎn)及安全技術(shù)要求等內(nèi)容。

Abstract： This paper takes the K169+334.01 prestressed concrete box girder bridge construction of Binsui Railway as an example to elaborate the characteristics and difficulties of erecting bridges on existing railways， the requirements for bridge erection， bridge bridge construction process， bridge erection operation points and security technical requirements， etc.

關(guān)鍵詞：既有線；平改立；箱梁架設(shè)；施工技術(shù)

Key words： existing lines；level crossings replaced with grade separation；box girder erection；construction technology

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0156-04

1 工程概況

本橋位于黑龍江省尚志市一面坡鎮(zhèn)境內(nèi)，位于濱綏鐵路線K169+334.01處，本橋?yàn)楣枮I至牡丹江鐵路電氣化改造工程而設(shè)。本工程全長1465m，含主橋及兩側(cè)引道及附屬工程，本橋孔跨布置5×25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，橋全長130.6m，橋梁中心道路里程樁號K0+307.13，設(shè)計(jì)角度90°。本橋上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑25m的裝配式預(yù)應(yīng)力小箱梁。橋跨每孔由3片箱梁組成，其中中梁1片，邊梁2片，全橋總計(jì)中梁5片，邊梁10片。下部結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，每個橋墩2根柱，柱徑1.2m，樁徑1.5m，橋臺采用肋板式橋臺，本橋鉆孔灌注樁共計(jì)16根，墩柱8根。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際適合汽車式起重機(jī)吊裝箱梁，擬采用2臺200t起重機(jī)架梁，最大吊裝重量約74t。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

該橋箱梁在引道路基上預(yù)制，運(yùn)輸距離約50m，箱梁運(yùn)輸途中由軸車板運(yùn)至橋下。箱梁運(yùn)輸、吊裝前要仔細(xì)檢查沿線便道，對路面較窄及坑凹不平地段進(jìn)行拓寬整平碾壓處理。按要求提報(bào)施工封鎖計(jì)劃，利用垂直封鎖時間進(jìn)行箱梁安裝作業(yè)。橋梁結(jié)構(gòu)形式如圖1。

3 橋梁架設(shè)要求

本橋上部結(jié)構(gòu)采用5×25m裝配式預(yù)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)小箱梁，梁高1.4m，頂寬2.4m，底寬1m，每孔3片梁，共計(jì)15片，梁重71t-74t，其中第3孔跨既有濱綏線施工，在吊裝過程中為了保證箱梁及既有線的安全，第3孔需要在封鎖時間（根據(jù)鐵路局天窗時間為準(zhǔn)）內(nèi)完成架設(shè)任務(wù)。第3孔上跨既有線，需二級封鎖施工。

本橋箱梁架設(shè)采用2臺200t吊車進(jìn)行裝梁及架梁，運(yùn)梁采用3臺LPLG200TK運(yùn)梁車，其中第3孔采用一臺吊車在墩身外側(cè)，一臺吊車在孔跨外側(cè)穩(wěn)吊進(jìn)行吊裝。

4 橋梁架設(shè)工藝流程

橋梁架設(shè)工藝流程見圖2。

5 橋梁架設(shè)施工操作要點(diǎn)

運(yùn)梁通道、架梁便道形成，采用靜力觸探進(jìn)行檢測地基承載力，支腿處地基承載力大于120kPa。安裝前必須保證梁體混凝土及孔道內(nèi)水泥漿、橋墩、橋臺、蓋梁及支座墊石的強(qiáng)度符合規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求。架設(shè)箱梁前必須報(bào)監(jiān)理工程師檢查、驗(yàn)收、簽認(rèn)后才可以進(jìn)行吊裝。組織施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，對全體作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，建立健全各種責(zé)任制度和勞動紀(jì)律，分工細(xì)化責(zé)任到人。蓋梁、臺帽、支座墊石頂及梁體在安裝前必須進(jìn)行清洗。預(yù)先對墊石頂支座的中心線進(jìn)行放樣，在蓋梁和臺帽上用墨線彈出支座安裝的位置和各箱梁安裝的具體位置。運(yùn)梁道路必須保證平整、堅(jiān)固，縱坡不大于3%，轉(zhuǎn)彎最小半徑不小于20m。提前調(diào)試好架梁所需的設(shè)備，確保各設(shè)備在吊裝過程中良好運(yùn)行。核對支座類型、規(guī)格是否安裝正確。

5.1 裝梁及運(yùn)輸

在存梁現(xiàn)場采用2臺200t吊車進(jìn)行裝梁，3臺LPLG200TK運(yùn)梁車進(jìn)行運(yùn)梁。運(yùn)梁通道利用村道結(jié)合新修運(yùn)梁通道運(yùn)輸。箱梁運(yùn)輸途中，對曲線半徑不滿足運(yùn)梁車通過地段，需要拓寬處理，拓寬填料采用山皮土碾壓密實(shí)，壓實(shí)度不小于95%，地基承載力不小于100KPa，拓寬后最小半徑為20m，橫坡、縱坡控制在3%之內(nèi)，滿足運(yùn)梁車的運(yùn)梁要求。

吊車QAY200起重機(jī)2臺，3臺四橋運(yùn)梁車，吊車提前在梁場吊裝箱梁3片，3臺運(yùn)梁車依次分別運(yùn)梁就位，吊車回調(diào)至架設(shè)墩旁站位吊裝架設(shè)箱梁，3片箱梁架設(shè)完后，吊車及運(yùn)梁車返回預(yù)制、存梁場裝梁。

箱梁運(yùn)輸時，箱梁兩側(cè)采用斜撐及方木進(jìn)行加固，并采用手拉葫蘆捆綁加固。運(yùn)梁車由專門的司機(jī)駕駛，并設(shè)專人沿途監(jiān)護(hù)，嚴(yán)禁非作業(yè)人員靠近。運(yùn)梁車行駛速度宜控制在10m/min以內(nèi)，發(fā)現(xiàn)偏離應(yīng)及時糾正。

5.2 臨時支座安裝

臨時支座采用C40混凝土預(yù)制塊，預(yù)制塊幾何尺寸：30cm*30cm*30cm（長*寬*高），預(yù)制塊統(tǒng)一在梁場預(yù)制。臨時支座下面用不等邊角鋼做盒子，鋼盒子幾何尺寸31cm*31cm（長*寬），不等邊角鋼采用75mm×50mm，鋼盒子中填充5cm高左右中砂，鋼盒中砂壓力達(dá)25MPa即可滿足要求。根據(jù)橋面豎曲線、橫坡及箱梁高度進(jìn)行臨時支座的高度計(jì)算，保證永久支座與梁底的位置與設(shè)計(jì)一致。

臨時支座位于永久支座墊石以外的區(qū)域中心處，其高程通過水準(zhǔn)儀觀測和裝砂量控制，保證箱梁就位后位置準(zhǔn)確，避免二次調(diào)整。橋梁臨時支座見圖3。

5.3 吊車選型及吊裝驗(yàn)算

已知梁自重G=73.76t，因雙車抬吊考慮2車動作不均衡性，取不均衡系數(shù)K1=1.1，則計(jì)算荷載Q計(jì)=73.76×K1=81.2t。則每車的荷載Q=40.6t。

為滿足吊重需求，吊車站位時需靠近橋墩，保證最大作業(yè)半徑不大于14m，經(jīng)現(xiàn)場勘查場地情況可滿足最大作業(yè)半徑要求，依據(jù)吊裝工況并結(jié)合我單位設(shè)備情況，選擇2臺200t汽車吊，200t吊車施工時掛載55t配重，全支腿工況。

200t吊車吊鉤自重1.5t，鋼絲繩估重0.5t，則吊裝總荷載W=40.6+1.8+0.5=42.6t，查吊車數(shù)據(jù)表可知，200t吊車全支腿55t配重工況下，作業(yè)半徑14m，出桿31.09m時，額定吊重43噸，滿足吊裝要求。

5.4 吊點(diǎn)布置

箱梁吊裝采用兜底吊，起重鋼絲繩穿過箱梁底部，在端部以內(nèi)150cm位置設(shè)置吊點(diǎn)，避開支座位置。鋼絲繩與箱梁之間設(shè)置鋼板襯墊，防止鋼絲繩與梁體混凝土間集中應(yīng)力壓裂混凝土。吊裝鋼絲繩長度12m，鋼絲繩與梁體間夾角不小于60°。吊點(diǎn)布置見圖4和圖5。

將鋼絲繩掛在吊裝位置并與吊車大鉤掛牢，確認(rèn)安全后由指揮員指揮吊車起升。當(dāng)梁底起離支座20cm高度時，停止設(shè)備，檢查其穩(wěn)定性：吊機(jī)制動是否可靠、鋼絲繩是否變形，如無異常，經(jīng)指揮及監(jiān)理等相關(guān)人員同意后，方能正式起吊。

確認(rèn)無誤后，由指揮員指揮吊車起升，提升機(jī)單繩起升的最大速度控制在20m/min，同時保持橋梁平衡上升。

5.5 兜底鋼絲繩選用

選用6×37+1的麻芯鋼絲繩，鋼絲繩的公稱直徑選65mm，鋼絲繩長度12m。

吊裝時鋼絲繩與預(yù)制小箱梁的夾角為60°。取鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1700（MPa），鋼絲繩破最小斷拉力為2665kN；鋼絲繩與梁體水平夾角為60度，即單根鋼絲繩拉力F=74×0.58/2=214.6kN鋼絲繩破斷拉力Fmax=2665kN×0.82=2185.3kN。安全系數(shù)K=2185.3kN/214.6kN=10.2>8，滿足吊裝使用要求（兜底吊裝安全系數(shù)大于8倍，吊環(huán)吊裝安全系數(shù)大于6倍）。

5.6 地基承載力檢算

200t吊車此吊裝工況下，自重72t，負(fù)載55t，梁重40.6t，對地總荷載為167.6t，在每個支腿下墊一塊面積9m2的鋼板以增大與地面的接觸面積，則對地壓強(qiáng)P=（167.6×10）/（2×9）=93.1kPa。設(shè)計(jì)地基承載力最小值為120kPa>93.1kPa，滿足要求。

5.7 吊裝作業(yè)

把吊機(jī)開到橋墩就位地點(diǎn)，吊機(jī)的位置工作半徑應(yīng)在25米以內(nèi)，吊機(jī)前后支腿全部伸出，支腿下面應(yīng)墊鋼板、枕木，加大支撐面，確保吊機(jī)的平衡與穩(wěn)定。

在箱梁吊裝前，必須進(jìn)行試吊。箱梁自重按25m箱梁自重74t考慮。試吊過程由總指揮指揮，兩臺吊機(jī)必須同步進(jìn)行作業(yè)。試吊工況必須與現(xiàn)場實(shí)際起吊工況相符，200t吊車臂長31.06m，作業(yè)半徑14m，完全模擬起吊作業(yè)。起升高度分為三個階段，第一階段起吊10cm，檢查支腿基礎(chǔ)、吊車機(jī)械性能、吊鉤與鋼絲繩連接情況，確認(rèn)合格后進(jìn)行下一階段起吊。第二階段起吊高度30cm，第三階段起吊高度50cm。三階段起吊完成后靜止10分鐘，然后先進(jìn)行上、下提升，提升幅度為50cm，次數(shù)不少于10次；上、下提升結(jié)束后再進(jìn)行左右移動，移動次數(shù)不少于10次，移動幅度1m。試吊結(jié)束后將箱梁吊至支點(diǎn)位置，起吊高度50cm后靜止30分鐘，檢查確認(rèn)支腿基礎(chǔ)、吊車機(jī)械性能、吊鉤與鋼絲繩連接情況，確認(rèn)合格后進(jìn)行正式吊裝作業(yè)。

試吊合格后，2臺吊車聯(lián)合吊裝架設(shè)箱梁。司機(jī)按照指揮員的指示，控制吊車出臂轉(zhuǎn)臂進(jìn)入最佳工作狀態(tài)，司索人員準(zhǔn)確計(jì)算出吊繩的載荷能力、長度和工作線數(shù)，保證吊鉤的垂線與鋼絲繩夾角為30度。準(zhǔn)備起吊前，鋼絲繩應(yīng)分別綁于距離橋梁兩端1.5米處。

5.8 吊裝步驟

當(dāng)橋梁高度越過橋墩高度后，吊車轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)，每次轉(zhuǎn)動5公分，待橋梁底部與橋墩面平行后，由指揮員指揮吊車依次下降變幅5公分，使橋梁越過橋墩后平穩(wěn)下降。當(dāng)梁體下降到距離橋墩（臺）1米左右時，司索工穩(wěn)定住梁體，減少其晃動，指揮員指揮吊車緩慢轉(zhuǎn)動，依次回轉(zhuǎn)5cm即停止動作，觀察吊車吊臂、梁體及橋墩（臺）的距離。梁體到達(dá)待就位點(diǎn)上部后，吊車以10m/min速度下鉤。梁體距離橋墩（臺）待就位點(diǎn)5cm高度時，停止校正位置，放吊鉤，使箱梁一端先著橋墩，然后按照預(yù)先設(shè)置好的就位點(diǎn)將梁體穩(wěn)定。

第一步：邊梁安裝

箱梁下落就位后檢查梁體支承線是否與支座中心重合，梁軸線等是否符合規(guī)范要求，當(dāng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收合格后，采用木支撐及楔塊臨時固定，準(zhǔn)備下一片箱梁的架設(shè)。

第二步：中梁安裝

首先將準(zhǔn)備架設(shè)的中梁用運(yùn)梁車喂梁，吊車吊裝中梁。下落梁體時，為防止箱梁下落時會撞擊已安裝好的邊梁，用2cm薄木板作緩沖墊，當(dāng)下落梁體距底座5cm左右時，保持梁的穩(wěn)定，當(dāng)穩(wěn)定后下落就位，為了加強(qiáng)穩(wěn)定性，經(jīng)測量位置無誤后，中梁與邊梁濕接縫鋼筋應(yīng)焊接牢固。

第三步：中梁架設(shè)完畢后，再進(jìn)行左邊梁架設(shè)（詳見箱梁吊裝過程圖6、7、8、9）。

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6 安全技術(shù)要求

①必須嚴(yán)格按照經(jīng)專家評審的專項(xiàng)施工方案進(jìn)行箱梁吊裝。作業(yè)前應(yīng)向全體作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底及安全教育，交底及教育要覆蓋全體參與人員。

②箱梁梁體的混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到100%，齡期達(dá)到14天，孔道壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，方可進(jìn)行移運(yùn)及吊裝。

③橋墩、橋臺及支座墊石等部位的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行箱梁安裝。

④吊車操作應(yīng)遵守設(shè)備操作規(guī)程的規(guī)定，正式吊裝前必須進(jìn)行試吊，經(jīng)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門驗(yàn)收確認(rèn)合格并形成書面文件。

⑤架梁設(shè)備的電氣接線與拆卸必須由持證的專職電工操作，并符合施工用電的相關(guān)規(guī)定。保證設(shè)備和線路良好的絕緣效果，電氣部分應(yīng)設(shè)防雨罩，外露傳動部件必須設(shè)防護(hù)裝置。

⑥箱梁吊裝時，被吊箱梁上嚴(yán)禁站人及放置工具、材料。

7 結(jié)束語

在鐵路既有線進(jìn)行橋梁架設(shè)施工，最突出的難點(diǎn)是安全風(fēng)險大，施工封鎖時間短，施工配合單位多。因此，在施工過程中，在有限的時間內(nèi)，所有參建單位及施工設(shè)備要統(tǒng)一聽從揮指，步調(diào)要協(xié)調(diào)一致，才能在“天窗”時間內(nèi)完成橋梁架設(shè)任務(wù)。

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