韓曉軍

（江蘇東南工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210018）

1 工程案例

江蘇某城際軌道交通工程某標(biāo)段甲站至乙站區(qū)間為高架橋梁區(qū)間，其中在某幾個(gè)墩的位置處上跨既有立交橋，跨度為30.5 m+50 m+30 m，為了減少對(duì)既有立交的影響，采用預(yù)制節(jié)段懸臂拼裝法施工。預(yù)制節(jié)段懸拼連續(xù)采用U梁結(jié)構(gòu)形式，受作業(yè)環(huán)境制約及為縮短工期，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備造橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段拼裝，節(jié)段梁匹配面使用環(huán)氧樹(shù)脂膠作為膠結(jié)劑，并設(shè)置濕接縫進(jìn)行線型調(diào)整?？紤]到節(jié)段拼裝時(shí)，須跨越立交橋，為了保障橋上通行車(chē)輛及過(guò)往行人的安全，在吊裝施工階段，須對(duì)立交橋進(jìn)行交通導(dǎo)行。

2 施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)控制

預(yù)制節(jié)段采用懸臂拼裝，其工藝原理可概括如下。首先進(jìn)行中墩墩頂0號(hào)塊現(xiàn)澆施工并設(shè)置臨時(shí)支撐；然后采用造橋機(jī)進(jìn)行對(duì)稱懸臂拼裝預(yù)制節(jié)段；同時(shí)進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工，澆筑邊跨濕接縫完成邊跨合龍；最后進(jìn)行中跨合龍，拆除臨時(shí)支撐，完成體系轉(zhuǎn)換。

2.1 預(yù)制節(jié)段

U梁節(jié)段采用短線法，選在標(biāo)段U梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行集中預(yù)制生產(chǎn)。預(yù)制節(jié)段共分7段（1#-7#），如圖1所示，采用連續(xù)澆筑法， 即在預(yù)制場(chǎng)設(shè)置預(yù)制臺(tái)座，所有梁段都在預(yù)制臺(tái)座上進(jìn)行澆筑，在澆筑時(shí)，利用前一段梁端進(jìn)行匹配，循環(huán)預(yù)制完成各跨節(jié)段。底模設(shè)置為可調(diào)整標(biāo)高，以適應(yīng)橋面豎曲線的變化。

圖1 各節(jié)段示意圖

2.2 節(jié)段運(yùn)輸

節(jié)段U梁運(yùn)輸選用2臺(tái)工程物流專用運(yùn)梁車(chē)，車(chē)身整體長(zhǎng)20 m，寬3.2 m，高3.2 m，后掛實(shí)用長(zhǎng)度為11.5 m，額定載重96 t，拼接3軸線后達(dá)到150 t。通過(guò)計(jì)算和分析（表1）最重節(jié)段梁約89.7t，寬10.88m，長(zhǎng)3m，高3.1m，所以該運(yùn)梁車(chē)型完全符合標(biāo)準(zhǔn)。

表1 節(jié)段梁型號(hào)及質(zhì)量

節(jié)段運(yùn)輸?shù)氖┕た刂迫缦拢?）合理選擇運(yùn)輸路線，運(yùn)輸?shù)缆返穆访鎸挾群娃D(zhuǎn)彎半徑必須符合車(chē)輛滿載要求。2）節(jié)段梁的墊點(diǎn)和吊點(diǎn)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)。運(yùn)梁時(shí)梁段采用方木等可靠措施加以支墊固定，以保證梁段安放平穩(wěn)。3）節(jié)段梁在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)采用鋼絲繩、手拉葫蘆、卡環(huán)等綁扎固定牢固，以防在運(yùn)輸中途傾倒，或在道路轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)速過(guò)高被甩出。

2.3 節(jié)段梁拼裝

設(shè)備應(yīng)滿足節(jié)段拼裝施工所需要的起重能力、跨越能力以及滿荷載時(shí)的剛度、承載能力及穩(wěn)定性要求。在造橋機(jī)作業(yè)時(shí)，提升設(shè)備在提升、拼接、行走時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)不小于2.0。綜合考慮選用LHPZ48型造橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段拼裝，經(jīng)過(guò)受力分析和計(jì)算，該機(jī)型完全滿足拼裝要求。該機(jī)由2臺(tái)橋式起重機(jī)及主支承框架組成。主支承框架的主梁支腿均由鐵路六四式軍用梁、八三式輕型墩組合而成，機(jī)電液壓配套滿足起重特種設(shè)備相關(guān)規(guī)范要求。LHPZ48造橋機(jī)主要用于鐵路客運(yùn)專線主跨度為48m連續(xù)梁的節(jié)段梁?jiǎn)蜹構(gòu)架設(shè)施工，主跨50m連續(xù)梁節(jié)段雙T構(gòu)架設(shè)施工，滿足曲線半徑大于2500 m的曲線橋梁架設(shè)，可實(shí)現(xiàn)造橋機(jī)尾部橋上、橋下喂梁，造橋機(jī)下方喂梁。整機(jī)采用雙跨布置形式，全長(zhǎng)132.5m，寬8.1m，高14.2m。主支承框架主要包括主梁、前后支腿、中支腿以及尾部輔助托架等。

該造橋機(jī)一次跨越一聯(lián)（3孔）連續(xù)梁，從連續(xù)梁一端提梁上橋，進(jìn)行節(jié)段懸拼，與橋面吊和普通兩跨式造橋機(jī)相比具有以下4個(gè)優(yōu)點(diǎn)（造橋機(jī)總體布置如圖2所示）：1）解決了連續(xù)梁主跨由于跨越既有高架橋而無(wú)法從從懸拼位置上梁的問(wèn)題。2）造橋機(jī)各支腿均支承在墩頂0號(hào)塊或橋墩上，懸拼過(guò)程中造橋機(jī)自身質(zhì)量對(duì)T構(gòu)無(wú)影響。3）造橋機(jī)拼裝完成后，無(wú)須過(guò)孔即可完成一聯(lián)（3孔）連續(xù)梁節(jié)段拼裝。4）2個(gè)T構(gòu)可同時(shí)循環(huán)施工，施工效率高。

圖2 造橋機(jī)總體布置

在2個(gè)0號(hào)梁上拼裝造橋機(jī)2、3號(hào)中支腿，2個(gè)邊墩上拼裝1、4號(hào)前后支腿，然后拼裝主梁、天車(chē)，使造橋機(jī)具備持續(xù)架梁條件。造橋機(jī)安裝完成后必須經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)前檢查，空載試驗(yàn)（分別進(jìn)行各檔位下的起升和下降，小車(chē)運(yùn)行和取物裝置的動(dòng)作試驗(yàn)，次數(shù)不應(yīng)少于3次），額定載荷試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)及動(dòng)載試驗(yàn)和檢查驗(yàn)收合格后，方可使用。

造橋機(jī)具備架梁條件后，再將由制梁場(chǎng)運(yùn)來(lái)的節(jié)段梁段運(yùn)至造橋機(jī)指定位置，以造橋機(jī)承重梁為依托，以0號(hào)塊為中心依次向兩側(cè)逐節(jié)裝配，調(diào)整就位，涂膠拼裝，然后穿鋼鉸線、張拉，即可完成墩頂原位成梁作業(yè)，節(jié)段裝配過(guò)程中，兩個(gè)T構(gòu)循環(huán)同步施工。

架設(shè)總體步驟如下。造橋機(jī)按一次跨三跨站位拼裝，天車(chē)吊1號(hào)段→兩天車(chē)對(duì)稱拼裝一側(cè)T構(gòu)的1號(hào)段→兩天車(chē)對(duì)稱拼裝一側(cè)T構(gòu)的2號(hào)段→按以上步驟循環(huán)拼裝一側(cè)T構(gòu)的3～7號(hào)節(jié)段→按以上步驟循環(huán)拼裝另一側(cè)T構(gòu)的1～7號(hào)節(jié)段→澆筑邊跨濕接縫完成邊跨合龍；最后進(jìn)行中跨合龍，拆除臨時(shí)支撐，完成體系轉(zhuǎn)換。

1號(hào)梁為基準(zhǔn)段，與現(xiàn)澆0號(hào)梁段留有20cm濕接縫。

1號(hào)梁起吊至與現(xiàn)澆0號(hào)梁段相同高度后停止，緩慢調(diào)整天車(chē)向0號(hào)梁縱移，使1號(hào)梁與0號(hào)梁之間的間距調(diào)整到設(shè)計(jì)規(guī)定值。待梁段穩(wěn)定后，通過(guò)吊具對(duì)1號(hào)梁段的位置進(jìn)行調(diào)整，使其與0號(hào)梁段端面匹配。安裝輔助吊桿及設(shè)置1個(gè)70t液壓千斤頂。通過(guò)千斤頂對(duì)節(jié)段梁標(biāo)高及左右高度偏差進(jìn)行微調(diào)，使1號(hào)梁精確對(duì)位到位。

對(duì)位拼裝過(guò)程中的調(diào)整措施有4個(gè)：1）段梁縱向位置、橫向位置分別通過(guò)起重機(jī)的縱向移動(dòng)和橫向水平千斤頂進(jìn)行調(diào)整。2）高度利用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。3）縱、橫向傾角通過(guò)吊具上的千斤頂調(diào)整。4）節(jié)段梁高度及橫向傾角通過(guò)輔助吊桿千斤頂精確調(diào)整。

起重機(jī)將1號(hào)梁準(zhǔn)確對(duì)位，焊接勁性骨架后，安裝預(yù)應(yīng)力管道，預(yù)應(yīng)力管道在安裝前檢查兩側(cè)預(yù)埋管道對(duì)位情況，發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)位情況及時(shí)處理，安裝完畢后檢查管道連接部位密封情況，并進(jìn)行可靠固定。安裝濕接縫模板，澆筑混凝土。

預(yù)制節(jié)段架設(shè)時(shí)應(yīng)保證各吊點(diǎn)受力平衡，預(yù)制節(jié)段在架設(shè)過(guò)程中，由于吊裝精度控制不好，一方面容易造成節(jié)段拼接錯(cuò)位，另一方面容易引起預(yù)應(yīng)力損失和孔道堵塞，為避免該情況，在施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制架設(shè)誤差控制要求，必須遵守有關(guān)安全操作技術(shù)規(guī)程，并事先制定預(yù)制節(jié)段拼裝的糾偏方案，在各種工況下，首先應(yīng)按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行預(yù)拼裝，保證預(yù)制節(jié)段的就位精度。

預(yù)拼對(duì)位施工控制包括以下7點(diǎn)：1）2號(hào)梁段起吊至與1號(hào)梁段相同高度后停止，緩慢將天車(chē)向1號(hào)段靠攏，在將近靠攏時(shí)，用鋼鍥在兩梁段接縫間臨時(shí)墊塞，以免梁段相撞。2）待梁段穩(wěn)定后，分別根據(jù)上下頂板和斜腹板剪力鍵公母槽對(duì)應(yīng)的位置可以確定梁體的橫向位置和高程位置（因梁段吊著時(shí)中腹板會(huì)下?lián)希虼酥懈拱寮袅︽I的高程偏差可以忽略）。3）通過(guò)吊具對(duì)2號(hào)梁段的位置進(jìn)行調(diào)整，使其與1號(hào)梁段端面匹配。4）取出鋼鍥，緩慢驅(qū)動(dòng)天車(chē)將2號(hào)梁段與1號(hào)梁段拼接到位，并觀察接縫是否嚴(yán)密和錯(cuò)臺(tái)。5）試拼裝時(shí)，調(diào)整2號(hào)節(jié)段標(biāo)高，節(jié)段拼接面靠攏，使1號(hào)和2號(hào)節(jié)段拼接面完全匹配。6）通過(guò)輔助吊桿上的千斤頂對(duì)節(jié)段梁標(biāo)高及左右高度偏差進(jìn)行微調(diào)，使節(jié)段梁精確對(duì)位；位置預(yù)拼好后，在梁體內(nèi)劃線做好標(biāo)記，脫開(kāi)梁體進(jìn)行涂膠。7）預(yù)拼時(shí)匹配面完全吻合后，對(duì)節(jié)段梁進(jìn)行高程、軸線偏位等測(cè)量，確定其安裝位置是否需要采取墊環(huán)氧墊片等措施調(diào)整；檢查預(yù)應(yīng)力孔道接頭對(duì)位情況，進(jìn)行消除或糾偏。

預(yù)拼完成后，脫開(kāi)梁體向外平移設(shè)計(jì)寬度，留出空隙進(jìn)行涂膠作業(yè)。環(huán)氧膠涂抹可在梁面上完成。

涂膠前，應(yīng)對(duì)梁段匹配面進(jìn)行清理，要確保接觸面干凈，無(wú)浮漿、無(wú)油污等不利于黏結(jié)的污染物?；炷两佑|表面應(yīng)干燥。涂膠要均勻飽滿，保證涂抹厚度3mm。涂膠作業(yè)應(yīng)該控制在20min內(nèi)完成。涂膠完成后，平移梁體及利用造橋機(jī)吊具上的調(diào)位系統(tǒng)精調(diào)梁體就位至預(yù)拼時(shí)的標(biāo)記線位置，確保匹配面密貼。

張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力、正式預(yù)應(yīng)力及管道壓漿。重復(fù)造橋機(jī)走行、懸拼節(jié)段梁的施工步驟架設(shè)3號(hào)～7號(hào)剩余節(jié)段懸拼梁至合龍口。

造橋機(jī)架設(shè)施工過(guò)程中應(yīng)注意，雨、五級(jí)以上大風(fēng)等惡劣天氣嚴(yán)禁作業(yè)，停止作業(yè)時(shí)必須用纜繩穩(wěn)固造橋機(jī)和起吊天車(chē)，停止工作時(shí)要切斷電源，以防發(fā)生意外；每天工作結(jié)束后，必須用手拉葫蘆把造橋機(jī)固定，在有縱坡的情況下，起吊天車(chē)應(yīng)用鐵楔塞住，清理現(xiàn)場(chǎng)后方可下班；造橋機(jī)在高壓輸電線路下作業(yè)時(shí)，安全距離達(dá)不到規(guī)定要求的，應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案，施工作業(yè)時(shí)請(qǐng)供電部門(mén)到場(chǎng)監(jiān)護(hù)，并按規(guī)定對(duì)造橋機(jī)和施工人員采取防護(hù)措施，造橋機(jī)應(yīng)按規(guī)定設(shè)避雷裝置；造橋機(jī)吊裝拼接施工操作，應(yīng)設(shè)有專門(mén)的操作平臺(tái)，并采取防墜落措施，保障施工人員及橋下交通通行安全；造橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段拼裝，移動(dòng)就位，維護(hù)保養(yǎng)等工作時(shí)，應(yīng)按造橋機(jī)操作手冊(cè)、保養(yǎng)手冊(cè)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，事先應(yīng)制定安全可靠的工藝流程，并應(yīng)在作業(yè)過(guò)程中加強(qiáng)安全管理和監(jiān)控。

邊、中跨合攏施工，拆除合攏段模板，合攏完成（圖3）， 拆除邊跨支架，拆除架橋機(jī)設(shè)備，解除中墩臨時(shí)固結(jié)，完成體系轉(zhuǎn)換。

圖3 邊、中跨完成合攏

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上工程實(shí)踐，城市軌道交通高架橋采用造橋機(jī)進(jìn)行U型梁懸臂拼裝施工技術(shù)對(duì)工程施工質(zhì)量、成本、工期等控制都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)：1）根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)合理選擇懸臂拼裝機(jī)械是該施工技術(shù)的關(guān)鍵，并嚴(yán)格控制懸臂造橋機(jī)整體剛度，確保架梁時(shí)不會(huì)由于造橋機(jī)變形而導(dǎo)致預(yù)制梁節(jié)段開(kāi)裂。2）節(jié)段梁運(yùn)輸應(yīng)采用專用運(yùn)梁車(chē)，車(chē)底設(shè)置調(diào)平裝置，確保節(jié)段梁在運(yùn)輸過(guò)程中，不因底板變化而導(dǎo)致不均勻受力，引起梁體裂紋。3）節(jié)段梁懸臂架設(shè)過(guò)程中，嚴(yán)格控制每個(gè)節(jié)段的前端點(diǎn)標(biāo)高。4）加強(qiáng)施工監(jiān)控，聘請(qǐng)具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方監(jiān)控單位在施工中對(duì)梁體和墩柱各個(gè)控制界面的應(yīng)力，應(yīng)變，位移及變形進(jìn)行施工監(jiān)控，隨時(shí)檢查結(jié)構(gòu)變形對(duì)橋梁線形和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響， 并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，時(shí)時(shí)調(diào)整架設(shè)指標(biāo)，保障成橋線型、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全。5）嚴(yán)格控制涂膠和現(xiàn)澆接縫的施工質(zhì)量。6）嚴(yán)格控制節(jié)段梁吊裝過(guò)程中的不對(duì)稱加載，以防止因不平衡荷載引起的梁體開(kāi)裂、變形及失穩(wěn)等質(zhì)量問(wèn)題。7）U型梁在拼裝施工過(guò)程中的線型控制是該施工技術(shù)的關(guān)鍵，其主要通過(guò)梁節(jié)段的外型尺寸、匹配梁段的調(diào)位、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體情況的監(jiān)測(cè)、基準(zhǔn)梁段的準(zhǔn)確位置、施工工藝的程序、過(guò)程中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析和預(yù)測(cè)、產(chǎn)生偏差后的原因分析及控制措施等方法來(lái)控制。

隨著U型梁在城市軌道交通高架橋梁工程中的廣泛使用，高架橋跨越既有橋梁采用造橋機(jī)進(jìn)行懸臂拼裝施工技術(shù)也將具有更大的發(fā)展空間，在橋梁的施工質(zhì)量、進(jìn)度、成橋線形、橋梁跨越能力、提高整體施工效率以及有效緩解既有道路交通壓力等方面，都有重要的作用。