楊世杰
(中交二公局第五工程有限公司,陜西西安 710119)
我國公路常規(guī)的30m 架橋機,能適應的平曲線半徑為400m。由于馮家莊互通立交匝道橋設計平曲線半徑?。≧=120m),橫坡大(6%),且馮家莊互通B、G匝道橋設計平曲線半徑為120m,共有30m 梁片167 片。
如采取常規(guī)30m 架橋機,在架梁時前中支腿軌道必須平行,主桁架與支腿軌道垂直,設置在彎橋上,架橋機尾部喂梁空間不足、喂梁困難;在蓋梁不加寬的情況下,架橋機無法橫移到曲線外側邊梁位置上,外側邊梁無法架設。同時,在彎橋上進行梁板架設時,架橋機過孔需要轉動一定角度,常規(guī)架橋機過孔轉角極難控制,存在較大安全隱患。過孔后,使前支腿(前支腿軌道)平行于蓋梁軸線,然后調整中支腿,使之保證與前中支腿的軌道平行。
常規(guī)架橋機改裝相對較容易,對架橋機中托和后橫梁進行加寬處理,或拆解架橋機主桁架,減少主桁架長度,但僅適用于少量的小半徑T 梁架設。本文主要通過調整架橋機的前、中支腿和支腿橫梁的球鉸連接設計,使架橋機可左、右主桁架的錯位布置,前、中支腿可以扭轉,實現(xiàn)架橋機姿態(tài)調整,本文基于該架橋機對小半徑T 梁架設工藝進行詳細的闡述。
貴州省貴陽至黃平高速公路馮家莊互通立交匝道橋設計先簡支后橋面連續(xù)結構,馮家莊立交B 匝道0#-11#墩、16#-22#墩、G 匝道9#-18#墩,橋梁設計標準寬度為10.5m,最小平曲線半徑為120m,橋梁最大橫坡為6%,最大縱坡4%。共有30m 跨橋面連續(xù)T 梁167 片(B 匝 道112 片,G 匝 道55 片)。
馮家莊互通小半徑曲線外側邊梁長度為31.17m,曲線內側邊梁長度為28.80m。30m 標準T 梁重約80t,外曲線邊梁重85t,內側曲線邊梁重75t,梁高2m。如圖1 所示。
圖1 小半徑平曲線橋梁斷面圖(單位:mm)
馮家莊互通小半徑架橋機型號為WQJQ-150-30A3,架橋機主結構之間采用銷軸連接。主要構件有主桁架、提升小車、前支腿、中支腿、行走軌道、運梁天車、液壓和電氣等幾部分。主桁架每列分為5 節(jié)、每節(jié)節(jié)長不超11m,節(jié)重6t,節(jié)與節(jié)之間采用銷軸連接,主桁架通過后上橫梁、前框架及前支腿橫梁連接在一起。單個天車重約13t,前支腿重約2t,前支腿軌道重約4t。
架橋機前、中支腿和支腿橫梁采用球鉸連接設計,使得主桁架可以不同步縱移,從而實現(xiàn)前、中支腿橫梁的水平轉動,保證前、中支腿橫梁和蓋梁軸線平行[1]。另外,前支腿可以實現(xiàn)左、右主桁架的錯位布置,加大喂梁作業(yè)空間。
貴州省貴陽至黃平高速公路馮家莊互通立交橋在T 梁架設中存在的問題為:運梁過程中橫坡過大梁體容易傾覆;喂梁以及落梁困難。針對以上問題,通過移梁、運梁,過孔,架梁等方面工序優(yōu)化,量化控制指標,確保生產安全[2]。
2.1.1 運梁通道處理措施
由于橋梁小半徑曲線的為120m,梁長30m,重量為80t。橋梁縱坡和橫坡分別為4%與6%,就要求運梁通道具備較高的強度和較大的摩擦力。因此,在T 梁架設運輸中,采用如下方法進行處理:
(1)小半徑T 梁濕接縫寬約0.7m,3#、4#T 梁濕接縫間采用搭接鋼板鋪平,鋼板厚度不小于3cm,橫橋向寬度不小于1.2m,順橋向滿鋪,同時與濕接縫鋼筋焊接固定。
(2)運梁便道位于③#、④#梁上,運梁車輪距2.4m。在③#、④#梁濕接縫按搭設鋼板,鋼板厚度不小于3cm,橫橋向寬度不小于1.2m,順橋向滿鋪;其余位置鋪設粒徑5mm 以下級配的石粉進行調整。為確保石粉不會滑移,須將石粉進行裝袋處理。采用20cm×20cm 的麻袋裝好石粉后,在濕接縫邊進行碼砌,其余位置采用石粉鋪墊。石粉鋪裝厚度在高邊不小于8cm,低邊不大于15cm,表面平整后方可進行運梁[3]。
(3)為加強已架設T 梁的整體穩(wěn)定性,T 梁之間橫隔板上下主筋須滿焊連接,確保架橋機、運梁通道的安全穩(wěn)固。
2.1.2 運梁要求
(1)裝車時,梁體重心應落在臺車縱向中心線上,偏差不得超過20mm。可在距離運梁車中心位置做好-2cm、0cm、+2cm 的標記,T 梁安裝時不能超過標記線。
(2)梁體與運梁車支承間,支墊硬木或橡膠墊;在T 梁翼緣板處設置好限位架支撐桿,并采用手拉葫蘆、鋼絲繩等捆綁牢固[4]。
(3)運梁時,主、副車駕駛員各1 名,跟車安全監(jiān)控應急人員1 名。啟動時,必須慢擋起動;運輸時重載速度不大于5km/h,在小半徑匝道上控制重載速度不大于3km/h,空載速度不大于15km/h。
(4)在橋梁大縱坡運輸條件下,在車上配備好大塊方木或其他防滑墊塊;在剎車完后,立即設置好防滑措施。
以G 匝道11#-13#墩T 梁架設為例,向大樁號側架梁,對過孔的每道工序細化控制措施。
步驟一:架橋機完成本跨(G12 跨)T 梁架設后,架橋機由中支腿和前支腿穩(wěn)定受力,兩個天車位于中支腿和前支腿之間。根據(jù)架橋機位置情況,1#前支腿點①#落在G12#蓋梁曲線外側擋塊上,右側主桁架點②#位于G11#蓋梁曲線內側擋塊上端[5]。
步驟二:架橋機姿態(tài)初調整。前、中支腿處于支撐狀態(tài),后托及后支腿不受力。前支腿向曲線內側橫移,1#、2#主桁架單片向后退方向移動,緩慢推動架橋機姿態(tài)調整,直至2#前支腿落在G12#蓋梁曲線內側擋塊上。姿態(tài)調整過程中,要采用控制器上的點動功能實現(xiàn)碎步慢走,每點動一次,需核查落實無誤后,才能進行下一步點動??刂魄爸葯M移速度不大于3m/min,桁架縱移速度不大于3/min。
姿態(tài)調整過程中,配置專人指揮和輔助盯控,對前支腿、主桁架的移動情況,并及時警示。
步驟三:中支腿過孔。中支腿過孔前,后支腿、天車處設鋼絲繩錨固作為防滑措施[6]。后托移動至距離架橋機尾部12m 處,采用方木支撐后。頂升后托,使后托受力,中支腿脫離架橋機桁架。移動中支腿至G12#孔梁前端,中支腿應與G13#蓋梁平行,控制指標為:左中支腿軌道距離梁端約1m;右中支腿軌道距離梁端約3.75m 中支腿軌道布置需水平,采用水平靠尺及連通器進行調整架橋機縱坡,控制架橋機縱坡不大于2%。調整天車移動至距主桁架前端12~18m 范圍內,前天車捆綁已架設的T 梁作為保險。
步驟四:主桁架過孔。啟動中支腿、后托縱移電機,使主桁架同步向前過孔10~15m,直至架橋機后支腿能完全落在橋面上。主桁架前移速度不超過3m/min。天車保持原位不動。采用方木支墊后支腿,頂起后支腿千斤頂,后托及中支腿穩(wěn)定受力。后托脫離架橋機,采用后天車吊裝后托前移15~20m。后托前移15~20m 后,采用方木支墊、調平。利用后天車捆綁已架設的T 梁作為保險。松開后支腿千斤頂油缸,使后托穩(wěn)定受力。完成后托前移流程。再次檢查架橋機縱坡,按照不大于2% 的縱坡進行微調。啟動中、后托縱移電機,使架橋機再次前移(后托和后支腿不沖突)直至架橋機前支腿即將接近G13#蓋梁。左側主桁架緩慢縱移1~2m,使前支腿接近于G13#蓋梁平行。同步緩慢向曲線內側橫移中支腿,使架橋機前端慢慢轉向。架橋機再縱移調整,使前支腿位于G13#蓋梁大樁號側。作業(yè)人員通過架橋機主桁架里的通道到G13#蓋梁上,調整前支腿軌道。軌道安裝完成后,檢查架橋機縱坡不大于2%。
過孔過程中,中支腿前移電機處的騎馬螺栓應在電機使用前放松,電機停止使用后立即固定。
下坡過孔時,為確保天車穩(wěn)定,采用2 道鋼絲繩進行錨固,前后交替使用。在下坡過孔完成后,減小前支腿支撐高度50~100cm,同步減少中支腿方木支墊高度,從而降低架橋機高度,增加架橋機的穩(wěn)定性。
上坡過孔時,緊固后天車剎車,確保穩(wěn)定,并吊掛已架設T 梁作為保險。在過孔完成后,一般不需要調整架橋機高度。
小半徑T 梁架設按照先彎曲半徑外側邊梁(長邊)—外側中梁—彎曲半徑內側邊梁(短邊)—內側中梁,即a—b—c—d—e 的順序,見圖2。
圖2 架梁順序
步驟一:架橋機姿態(tài)調整,增大尾部喂梁空間。調整架橋機位于G12~G13 跨的斜角上,使1#前支腿落在G13#蓋梁曲線外側擋塊上,2#主桁架位于G12#蓋梁擋塊上端。每橫向移動50cm 時,調整1#、2#主桁架向前進方向縱移,確保架橋整體穩(wěn)定。
步驟二:喂梁。運梁車將待架T 梁運送到架橋機尾部。前天車起吊預制梁,前天車和后運梁車一塊將預制梁前移。移動過程中,后炮車轉彎調整線型,并有專人指揮、盯控運輸通道(防止炮車車輪誤入濕接縫)、T 梁與主桁架的相對關系(防止梁碰撞架橋機主桁),確保安全。
步驟三:架橋機橫移、姿態(tài)調整。架橋機在為喂梁前進行姿態(tài)調整,使架橋機增大的尾部喂梁空間,但也使得架橋機與本跨T 梁設計位置呈7~10°的夾角。啟動中支腿橫移電機,驅動架橋機攜梁移動。中支腿每移動50cm,調整左側主桁架向后縱移,右側主桁架向前縱移,以保證架橋結構穩(wěn)定。
通過馮家莊互通立交為實例,描述了山區(qū)高速公路小曲線半徑、大橫坡、大縱坡匝道橋梁,采用WQJQ-150-30A3 型自平衡架橋機進行T 梁架設施工技術。在實際施工時,應結合該架橋機的施工特點與工程特點,編制安全可靠的小半徑曲線橋、較大跨徑T 梁的架設施工技術方案,保證架梁施工安全,對今后類似工程起到參考作用。