橋梁施工中高位落梁施工技術(shù)及安全質(zhì)量措施

馬勁松 上海鐵路局杭州鐵路樞紐建設(shè)有限公司

在當(dāng)前鐵路建設(shè)施工中，如何應(yīng)對(duì)緊張的工期和有限的空間將重噸位、高落差箱梁安全順利地落至橋位，并在落梁過程中控制好兩側(cè)梁底的均勻落量，防止梁體翻轉(zhuǎn)和開裂，是當(dāng)前橋梁施工中值得研究探討的一個(gè)技術(shù)問題。

1 工程概況

新建××大橋位于滬昆下行改線線位上，橋跨布置為:(1-24)m+(1-32)m+(3-24)m+(3-32)m+(1-20)m 簡(jiǎn)支箱梁。在原施工方案中擬采用膺架原位制梁、單端后張法進(jìn)行施工，施工順序從杭州方向往上海方向逐孔現(xiàn)澆。為適應(yīng)工期的需要，隨即投入兩套模板同方向制梁（第一套模板從9#墩往4#墩制梁，第二套模板從3#墩往0#臺(tái)制梁），由于張拉受空間限制，導(dǎo)致3#～4#墩箱梁無法原位制梁，鑒于現(xiàn)場(chǎng)情況決定采用膺架法高位制梁，張拉完畢拆除支架后再垂直將箱梁落回至橋位。

2 施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）3#～4#墩為1-24 m 箱梁，采用膺架高位制梁時(shí)，需將梁體抬高3.1 m，落梁時(shí)總重量達(dá)到379 t。如此大的噸位和落梁高度，保證箱梁安全順利地落至橋位成為本工程的施工重點(diǎn)。

（2）落梁過程中如何控制好兩側(cè)梁底下落量均勻，防止梁體翻轉(zhuǎn)及開裂，則是本工程的施工難點(diǎn)。

3 施工方法及步驟

3.1 施工方法

高位制梁采用箱梁支架形式，即鋼管立柱與雙層貝雷片組成的膺架結(jié)構(gòu)進(jìn)行制梁施工；落梁則采用鉆孔樁、承臺(tái)基礎(chǔ)、鋼管樁立柱、貝雷片縱橫梁等組成的支架系統(tǒng)，鋼絞線以及張拉油頂?shù)仍O(shè)備組成的吊掛系統(tǒng)進(jìn)行落梁施工。

3.2 施工步驟

落梁支架基礎(chǔ)施工（鉆孔樁及承臺(tái)）→高位制梁支架搭設(shè)→高位制梁→落梁支架搭設(shè)（鋼管樁立柱、貝雷片縱、橫梁等）→吊掛系統(tǒng)安裝（頂面HW400 型鋼箱型橫梁、預(yù)應(yīng)力鋼絞線及配套設(shè)備等）→拆除高位制梁支架、碗扣支架→落梁至墊石上,支座安裝→落梁至橋位→拆除整個(gè)落梁系統(tǒng)。

4 高位制梁施工

圖1 高位制梁支架縱斷面圖

圖2 鋼管樁支架橫截面圖

4.1 支架搭設(shè)

高位制梁支架搭設(shè)按照箱梁支架形式進(jìn)行搭設(shè)，僅對(duì)鋼管樁立柱和箱梁梁端過渡段支架進(jìn)行局部變化。

高位制梁支架縱斷面見圖1，鋼管樁支架橫截面見圖2。

（1）高位箱梁底比兩邊相鄰箱梁頂高約10 cm，現(xiàn)鋼管樁立柱搭設(shè)高度比原擬定鋼管樁立柱高約3.1 m。采用通長(zhǎng)鋼管樁進(jìn)行綁焊連接，綁焊條采用8 塊復(fù)強(qiáng)板沿樁周均勻分布并滿焊加強(qiáng)，焊縫高度大于6 mm。每側(cè)梁端在支座處設(shè)兩個(gè)支墩，由于張拉時(shí)支墩不僅承受梁體全部荷載，還承受預(yù)應(yīng)力筋張拉產(chǎn)生的縱向力，為了確保作業(yè)安全，則采用通長(zhǎng)φ60 cm 鋼管樁接長(zhǎng)至梁體底模作為支墩，并在兩支墩之間采用[20 槽鋼設(shè)橫向連接系、支墩與原位制梁梁體設(shè)縱向連接系確保支墩施工過程中的穩(wěn)定性。

（2）高位箱梁兩端過渡段由于箱梁抬高，底模無法直接支撐于墊石上，在箱梁兩端1.5 m 過渡段處采用在腹板處橫向間距為0.3 m,其余位置縱、橫向間距、步距均為0.6 m 的滿堂碗扣支架，并采用通長(zhǎng)剪刀撐加固。頂托上安設(shè)Ⅰ10 工字鋼，工字鋼頂設(shè)方木大楞，間距30 cm,方木大楞上再滿鋪厚竹膠板。碗口支架搭設(shè)需避開墊石上鋼管支墩位置。

箱梁過渡段支架縱斷面見圖3，箱梁過渡段支架橫斷面見圖4。

圖3 箱梁過渡段支架縱斷面圖

圖4 箱梁過渡段支架橫斷面圖

4.2 制梁施工

為保證落梁吊掛系統(tǒng)鋼絞線安裝，在箱梁距梁端3.5 m處兩腹板內(nèi)采用φ16 cm 鋼管各預(yù)留1 個(gè)孔道，孔道中心間距3.12 m?？椎廊襞c梁鋼筋相沖突，可適當(dāng)移動(dòng)梁鋼筋位置，并在孔道周圍采用螺旋筋加強(qiáng)。落梁后孔道采用梁體同等級(jí)混凝土塞填。

采用高位制梁后，需事先在墩身墊石上將支座中心線標(biāo)出，并測(cè)量各角點(diǎn)標(biāo)高。待落梁至梁底距墊石30 cm 時(shí)安裝支座，根據(jù)事先測(cè)得標(biāo)高調(diào)平支座，然后進(jìn)行支座灌漿。在支座承受梁體重量前，進(jìn)行梁底高差測(cè)量以及跨度測(cè)量,若同端梁體存在高差，則通過升降落梁油頂調(diào)平，確保支座受力均勻；若梁體位置有偏差，則用千斤頂組合調(diào)整箱梁的縱橫向位置，調(diào)整到位后采用鋼支撐對(duì)梁體進(jìn)行限位，最后在支座灌漿料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后將梁體緩慢落至支座上，完成體系受力轉(zhuǎn)換。

5 高位落梁支架及吊掛系統(tǒng)安設(shè)與施工

5.1 支架系統(tǒng)

高位落梁支架系統(tǒng)下部基礎(chǔ)共設(shè)計(jì)四個(gè)承臺(tái)，承臺(tái)沿箱梁縱向?qū)ΨQ布置，共布置上下兩層φ16 鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格采用C35 砼澆筑，承臺(tái)頂面在上部鋼管樁中心預(yù)埋帶U 型錨筋的鋼板,以便與上部鋼管樁有效連接。每個(gè)承臺(tái)下布置兩根鉆孔樁，鉆孔樁和承臺(tái)均采用陸地常規(guī)法施工。

支架系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)采用φ60 cm 鋼管樁作為立柱支立于承臺(tái)預(yù)埋鋼板上，鋼管樁之間采用[20 槽鋼進(jìn)行剪刀撐形式連接，保證其整體穩(wěn)定性。樁頂找平后焊接鋼板,其上再焊接2HW400 型鋼做為立柱橫梁，橫梁上鋪雙排單層貝雷片做為支架承重縱梁，采用[20 槽鋼斜撐將貝雷片縱梁與型鋼固定，防止貝雷片縱梁側(cè)向傾倒，并在貝雷片兩端頭加設(shè)兩道豎向[20 槽鋼加強(qiáng)筋，確保安全。雙排單層貝雷片縱梁上采用U 型卡扣連接頂部雙層加強(qiáng)貝雷片橫梁，共6 排之間采用標(biāo)準(zhǔn)45支撐架連接。

5.2 吊掛系統(tǒng)

高位落梁吊掛系統(tǒng)頂部為2.4 m 長(zhǎng)HW400 型鋼箱型縱梁，通過安裝低松弛鋼絞線及配套張拉油頂設(shè)備吊住箱梁底部腹板處形成高位落梁吊掛系統(tǒng)。

落梁油頂采用四頂單泵，在四個(gè)千斤頂間設(shè)置球形閥，確保四個(gè)千斤頂頂舉力一致，采用無級(jí)升降調(diào)節(jié)，并在千斤頂?shù)幕钊庠O(shè)有圓環(huán)形鋼板套箍，隨著千斤頂活塞的伸長(zhǎng)而增加，隨著干斤頂活塞的縮短而拆除，作為落梁施工中一道保險(xiǎn)措施，確保整個(gè)落梁過程的安全。

5.3 落梁施工

落梁施工應(yīng)在無雨和沒有大風(fēng)的白天進(jìn)行，堅(jiān)持寧慢勿快的原則。在落梁系統(tǒng)搭設(shè)好之后，張拉油頂受力，將梁底吊起，拆除梁端碗扣支架及雙層貝雷片支架、鋼管樁支墩，然后在支座處采用15 節(jié)20 cm 高HW400 型鋼墊塊支撐梁體，高度不足部分采用20 mm 鋼板墊塊。最后采用逐節(jié)拆除兩端型鋼墊塊，逐次降落的循環(huán)法將高位梁落至橋位上。支架搭設(shè)完成，檢查合格后，進(jìn)行千斤頂、油泵安設(shè)，并將鋼絞線從千斤頂穿至腹板底錨固，通過將梁體吊起，維持約6 h 對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，同時(shí)檢查鋼絞線等張拉設(shè)備的可靠性。

落梁時(shí)由千斤頂?shù)南鹿ぞ邐A片夾緊鋼絞線，松開上工具夾片，主頂活塞向上頂進(jìn)，活塞頂進(jìn)到位后夾緊上工具夾片，主頂活塞繼續(xù)向上前進(jìn)約3 cm 將梁體吊起。將梁底鋼墊塊拆除1 節(jié)，打開下工具夾片，主頂活塞向下回縮約15 cm 梁體下落。待主頂活塞回縮至剩余行程3 cm 后，下工具夾片再次夾緊鋼絞線，完成一次循環(huán)。重復(fù)以上步驟直至落梁至墊石頂以上30 cm 安裝支座。支座準(zhǔn)確就位后再次重復(fù)以上落梁步驟將梁落至橋位。箱梁落至橋位后，從上至下依次拆除落梁系統(tǒng)。

6 質(zhì)量措施

6.1 測(cè)量質(zhì)量保證措施

（1）對(duì)現(xiàn)澆箱梁施工用的測(cè)量?jī)x器，按計(jì)量要求定期到指定單位進(jìn)行校核，如果發(fā)現(xiàn)儀器誤差過大，應(yīng)立即送修并重新校核，滿足精度要求后方可使用。

（2）施工基線、水準(zhǔn)點(diǎn)、測(cè)量控制點(diǎn)，應(yīng)定期校核，各項(xiàng)工序開工前，應(yīng)校核所有的測(cè)量點(diǎn)。

（3）現(xiàn)澆箱梁施工過程中加強(qiáng)預(yù)壓沉降觀測(cè)及箱梁線型、標(biāo)高的控制。

（4）強(qiáng)落梁過程中加強(qiáng)對(duì)梁兩端高差及同側(cè)梁底高差的控制。

6.2 模板及支架質(zhì)量保證措施

（1）現(xiàn)澆箱梁使用的模板，應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度、平整度和光潔度并要裝拆方便，要采用優(yōu)質(zhì)脫模劑涂刷模板表面。

（2）鋼管樁立柱垂直度要求，確保鋼管樁立柱頂標(biāo)高一致，高差不大于2 mm。

（3）支架搭設(shè)過程中要確保焊接質(zhì)量，經(jīng)“加載驗(yàn)收”合格后，才可進(jìn)入下道工序施工。

（4）模板、支架在使用過程中，派專人經(jīng)常不定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

（5）拆卸模板、支架時(shí)，應(yīng)依次按順序拆除，小心輕放，分類堆放整齊。

7 技術(shù)安全及施工組織措施

7.1 技術(shù)安全保證措施

（1）落梁系統(tǒng)主要受力構(gòu)件應(yīng)按落梁過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載（包括沖擊荷載）進(jìn)行檢算并留有一定的安全儲(chǔ)備。落梁用的設(shè)備千斤頂要按落梁過程中可能出現(xiàn)的最不利荷載進(jìn)行選型，并在每個(gè)張拉油頂及油泵上增設(shè)截止閥，這樣可有效對(duì)千斤頂進(jìn)行雙控。

（2）為防止出現(xiàn)梁端四個(gè)落梁千斤頂?shù)牟煌皆斐傻牧后w偏載，除采取四頂單泵、千斤頂間設(shè)球形閥外，還應(yīng)在梁底設(shè)水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)并布設(shè)水平尺，由專人觀測(cè)落梁過程中梁體兩側(cè)底板的下落情況，并在落梁過程中，隨時(shí)通報(bào)兩側(cè)及兩端的下落量，通過調(diào)節(jié)油頂，把兩側(cè)梁底的下落量差控制在2 mm 范圍內(nèi),確保梁體不發(fā)生翻轉(zhuǎn)、開裂現(xiàn)象；通過調(diào)節(jié)油頂，保證兩端梁底起落高差控制在1 cm 以內(nèi)，同時(shí)觀察梁底與橋臺(tái)基礎(chǔ)的變位情況。

（3）在拆除貝雷梁、鋼管樁過程中，必須系繩防護(hù)，防止在吊卸過程中晃動(dòng)過大。

7.2 施工組織保證措施

（1）作業(yè)必須在無雨和無大風(fēng)的白天進(jìn)行，堅(jiān)持寧慢勿快原則，嚴(yán)禁在惡劣的天氣和夜間進(jìn)行作業(yè)。

（2）在施工前，應(yīng)編制作業(yè)指導(dǎo)書向現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，對(duì)張拉油頂?shù)仍O(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收合格，整個(gè)施工過程加強(qiáng)各工序的合理控制。

（3）落梁操作應(yīng)由專人統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，每道工序由專人負(fù)責(zé)操作，落梁的設(shè)備要有專人保管并定期校核。

(4）在千斤頂?shù)幕钊庠O(shè)有圓環(huán)形鋼板套箍。隨著千斤頂活塞的伸長(zhǎng)而增加，隨著千斤頂活塞的縮短而拆除，始終保證即使落梁千斤頂萬一失靈，也能將沖擊荷載控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。

（5）落梁時(shí)，按每次下降約15 cm 進(jìn)行，分多次循環(huán)作業(yè)，箱梁下落過程中隨同千斤頂回落、鋼絞線的伸長(zhǎng)隨時(shí)量測(cè)，確保同側(cè)梁底高差保持在2 mm 以內(nèi)。

（6）落梁過程中一定要確保四個(gè)千斤頂勻速下落，不要過快，且箱梁兩端高差不宜太大，每次起落高差應(yīng)控制在1 cm，使梁體的縱向斜度小于5‰。整個(gè)作業(yè)過程中嚴(yán)禁梁底站人或停放機(jī)械設(shè)備。

8 結(jié)束語

高位落梁施工是危險(xiǎn)性較大的施工方法，必須對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)充分考慮。施工中所采用的關(guān)鍵設(shè)備都應(yīng)根據(jù)落梁過程中的最不利荷載組合進(jìn)行設(shè)計(jì)；過程中的各項(xiàng)安全保障措施，則應(yīng)根據(jù)橋位所處的周邊環(huán)境及施工設(shè)備等因數(shù)綜合考慮制定。本項(xiàng)施工是樞紐工程中一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)工程，直接影響到滬昆下行改線的順利開通，由于精心準(zhǔn)備，認(rèn)真控制，整個(gè)施工過程非常平穩(wěn)，為今后同類施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。