雙垂直線路橋大型箱梁運輸施工技術(shù)

錢華偉，榮萬嶺，韋新強，傅建勝

（中交二航局第三工程有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

1 工程概況

南通洋口港區(qū)管線橋工程位于江蘇南通市如東縣洋口港開發(fā)區(qū)黃海大橋西側(cè)，主橋與黃海大橋平行，兩端引橋分別與接岸、接島引堤相連，全橋總長10763m，橋?qū)?3m。其中接岸引橋垂直于接岸引堤，長225 m；接島引橋垂直于接島引堤，長225m。該橋平面上呈π形布置，見圖1。

圖1 管線橋橋形布置圖（π型）

本橋梁上部結(jié)構(gòu)均為簡支梁結(jié)構(gòu)。兩頭引橋均為7跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m組合箱梁，主橋為244跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑40 m組合箱梁。

2 工程特點及難點

1）橋形呈π形布置，箱梁運輸及安裝須完成兩個90°轉(zhuǎn)彎。因本橋梁兩頭引橋分別垂直于主橋及接岸、接島引堤，故稱雙垂直線路橋形。箱梁預(yù)制場布置在接岸引堤和接島引堤上管線橋引橋橋頭處，因此箱梁出運時須完成兩個90°轉(zhuǎn)彎方可到達主橋上。

2）箱梁跨度大、自重大；轉(zhuǎn)彎區(qū)域小。本工程30 m箱梁每榀重186 t，40 m箱梁每榀重284 t。因此箱梁運輸及安裝具有較大難度，且需在狹小的轉(zhuǎn)彎區(qū)域內(nèi)完成小半徑大角度轉(zhuǎn)彎。

3 施工方案比選

該π形且轉(zhuǎn)彎區(qū)域有限的橋形，較為罕見，沒有施工經(jīng)驗可循。按常規(guī)箱梁運輸方式難以滿足施工需要。為此，經(jīng)專題會研究探討，主要有以下兩種箱梁運輸方案：1）出梁通道法；2）輪胎式運梁小車法。

3.1 出梁通道法

出梁通道法[1]原理為：在引橋檢修道箱梁頂面沿軸線方向鋪設(shè)運梁軌道，然后在引橋軸線前進方向的左側(cè)平行搭設(shè)一道出梁棧橋，出梁棧橋頂上鋪設(shè)運梁軌道組成出梁棧橋軌道；引橋運梁軌道與出梁棧橋軌道距離38 m，共同組成出梁通道；出梁通道起點延伸至預(yù)制場龍門吊工作區(qū)域內(nèi)，終點與主橋運梁軌道相接；運梁車按車輪或底盤可以旋轉(zhuǎn)進行設(shè)計制造，配合液壓千斤頂完成在軌道上的轉(zhuǎn)向；40 m箱梁預(yù)制完成滿足安裝要求后通過2臺150 t龍門吊抬吊至出梁通道處的運梁車上，運梁車載運箱梁通過出梁通道橫移至出梁通道與主線橋運梁軌道的交接處，然后通過液壓千斤頂將運梁車與箱梁一同垂直頂起，再旋轉(zhuǎn)運梁車車輪或底盤完成90°轉(zhuǎn)向，松頂將運梁車落在主橋運梁軌道上。通道示意圖見圖2。

圖2 出梁通道平面示意圖

出梁通道由出梁棧橋和管線橋引橋運梁軌道組成。出梁通道采用高樁梁式結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為φ800×10 mm鋼管樁作基礎(chǔ)、φ600×6 mm管樁作平聯(lián)、3H45a型鋼作下橫梁，上部結(jié)構(gòu)為13排貝雷梁作主縱梁、2I25a型鋼作軌道分配梁和軌道墊梁、P43鋼軌。出梁通道標(biāo)準(zhǔn)跨徑為9 m，前端與管線橋主橋運梁軌道相連接，棧橋頂面高程與管線橋引橋軌道高程一致。

3.2 輪胎式運梁小車法

輪胎式運梁小車法[2]指的是采用五軸輪胎式小車作為箱梁運輸工具。其原理為：采用2臺150 t龍門吊將梁吊上運梁小車，綁扎牢固后，運梁小車開往引橋方向，在距引橋30 m處，運梁小車緩慢轉(zhuǎn)向，當(dāng)運梁小車轉(zhuǎn)彎90°至與引橋軸線相一致時，運梁車順著引橋行走給架橋機喂梁，安裝引橋30 m箱梁；安裝主橋40 m箱梁時，運梁小車在引橋和主橋轉(zhuǎn)彎區(qū)處需要再次轉(zhuǎn)彎90°直至方向轉(zhuǎn)至與主橋同向，然后沿著主橋方向進行運梁，最后進行主橋40 m箱梁安裝。

本工程所采用的五軸輪胎式運梁小車由主、副車組成[3]。副車（前車）是一臺不帶驅(qū)動力，配有液壓轉(zhuǎn)向機構(gòu)的五軸鉸鏈?zhǔn)脚_車，載重量150t；主車（后車）是一臺以103kW（140匹馬力）柴油機作為動力源，載重量150 t的五軸鉸鏈?zhǔn)脚_車。

五軸輪胎式運梁小車是由傳統(tǒng)輪胎式運梁小車經(jīng)過改進而成。為滿足施工需要，根據(jù)現(xiàn)場實際情況作如下改進：1）傳統(tǒng)輪胎式運梁小車通常只有二或三軸，為滿足大噸位梁板運輸需要，將運梁車設(shè)計為五軸；2）傳統(tǒng)運梁車無轉(zhuǎn)向裝置，為滿足梁板轉(zhuǎn)彎運輸需要，增加運梁車主車及副車液壓轉(zhuǎn)向裝置；3）為滿足運梁車小半徑大角度轉(zhuǎn)彎需要，將運梁車支承部分與下部框架分離，并采用轉(zhuǎn)向輪盤技術(shù)增加其轉(zhuǎn)彎角度及靈活性。五軸輪胎式運梁小車結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)分別見圖3和表1。

圖3 五軸輪胎式運梁小車結(jié)構(gòu)示意圖

五軸輪胎式運梁小車完成兩次90°轉(zhuǎn)彎運輸箱梁行走路線見圖4。

采用五軸輪胎式運梁小車運輸箱梁在安裝主橋第一跨40 m箱梁時，因管線橋轉(zhuǎn)彎區(qū)尺寸為30 m×28 m，轉(zhuǎn)彎區(qū)域過小，不滿足運梁小車在運送40 m箱梁時的最小轉(zhuǎn)彎區(qū)域要求，無法直接實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向，因而須采取其他辦法解決該處90°轉(zhuǎn)彎難題。經(jīng)過研究，主要有以下兩個方案：1）在主橋第一跨搭設(shè)鋼棧橋輔助轉(zhuǎn)向；2）采用浮吊安裝主橋第一跨40 m箱梁。下面分別簡要介紹該兩種方案。

表1 五軸輪胎式運梁小車性能參數(shù)表

圖4 五軸輪胎式運梁小車運輸箱梁平面路徑示意圖

1）五軸輪胎式運梁小車+搭設(shè)主橋第一跨鋼棧橋。該方案核心理念為借助鋼棧橋先安裝主橋第二和第三跨40 m箱梁，然后再將橋機退回安裝主橋第一跨40 m箱梁。具體施工方法為在主橋第一跨處搭設(shè)1個8.5 m×40 m的臨時鋼棧橋，借助該鋼棧橋使得運梁車在轉(zhuǎn)彎區(qū)處順利實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)彎，從而達到先架設(shè)主橋第二和第三跨箱梁，然后將第一跨3榀梁暫時存放在第二、三跨上，最后將架橋機退回到第一跨安裝主橋第一跨40 m箱梁。

2）五軸輪胎式運梁小車+浮吊安裝主橋第一跨箱梁。根據(jù)起重船性能及工程地形泥面標(biāo)高進行綜合分析，采用浮吊安裝法進行安裝是可行的，但需趁潮作業(yè)。

4 方案確定

綜上，本工程箱梁安裝主要有以下兩種方案，其優(yōu)劣性如表2所示。

表2 兩種箱梁運輸方案優(yōu)劣性對比表

從安全、施工效率和經(jīng)濟上考慮，方案二優(yōu)于方案一，因而選擇方案二。在方案二中，最為高效、經(jīng)濟的當(dāng)是五軸輪胎式運梁小車+浮吊安裝法。

實踐證明，采用“五軸輪胎式運梁小車+浮吊安裝”法進行本工程箱梁運輸及安裝是正確的選擇，不但成功解決了雙垂直線路大型箱梁運輸及安裝難題，而且施工過程安全、高效、經(jīng)濟。

5 結(jié)語

經(jīng)在管線橋工程中應(yīng)用，五軸輪胎式運梁小車和浮吊配合安裝主橋第一跨40 m箱梁的施工技術(shù)得到了具體實施。五軸運梁車經(jīng)過1 a多的運行，各方面性能仍十分良好，在完成兩個90°轉(zhuǎn)彎時未產(chǎn)生任何不良表現(xiàn)，轉(zhuǎn)彎十分平穩(wěn)、順暢、安全，從而使得該工程提前3個多月實現(xiàn)全橋貫通，受到了業(yè)主、監(jiān)理及社會各界的大力推崇。該運梁車是根據(jù)本工程特點而專門設(shè)計制造的，為國內(nèi)首創(chuàng)。其特點為主車和副車均為五軸輪胎式，具備小半徑大角度轉(zhuǎn)彎能力。該施工技術(shù)為本工程節(jié)約了2 000多萬元的投入，經(jīng)濟效益相當(dāng)明顯。該項施工技術(shù)成功解決了雙垂直線路、大跨度、大噸位箱梁在狹小區(qū)域內(nèi)進行大角度（90°）轉(zhuǎn)彎運輸及安裝箱梁難題，填補了該方面的技術(shù)空白，具有較大推廣價值。

[1]中鐵大橋局集團有限公司.大跨度橋梁與設(shè)計施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]姚振偉，孟北方，楊云慶，等.大噸位T梁小半徑轉(zhuǎn)彎運梁車設(shè)計改進[J].筑路機械與施工機械化，2004（6）：38-60.

[3]岳有明.HMY400型輪胎式運梁車[J].建筑機械化，2007(1):34-35.