大角度小箱梁安裝技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題分析與對(duì)策

□文 /盧向君

大角度小箱梁安裝技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題分析與對(duì)策

□文 /盧向君

橋梁平面角度給預(yù)制小箱梁的安裝施工帶來(lái)一定的施工難度和安全隱患，大角度小箱梁的安裝更使施工難度和安全隱患達(dá)到最高，對(duì)施工工藝的選擇與確定提出了更高的要求。文章對(duì)大角度小箱梁安裝技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析并提出相應(yīng)的對(duì)策，便于控制此類梁體安裝的技術(shù)與安全風(fēng)險(xiǎn)。

大角度；小箱梁；安裝；風(fēng)險(xiǎn)

1 工程概況

1工程概述

津?qū)幦龢?biāo)永金引河特大橋位于東麗區(qū)歡坨以北，金鐘河與永金引河交匯口以西，橋梁設(shè)計(jì)范圍樁號(hào)K8+339.67～K9+388.13，橋梁面積 35 448.4 m2。

該橋梁跨越永金引河，橋梁第24#～32#墩位與河道以135°斜交且平面按曲線半徑900 m布置，主體采用跨徑為36.5 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。橫橋向單幅標(biāo)準(zhǔn)寬度17 m共布置5片預(yù)制梁，該部分共計(jì)有小箱梁80片，最大梁體質(zhì)量170 t。

2 安裝過(guò)程中關(guān)鍵問(wèn)題分析與對(duì)策

2.1 地面運(yùn)輸安全

2.1.1 分析

梁高2.2 m，運(yùn)輸車高1.2 m，運(yùn)輸過(guò)程容易出現(xiàn)傾覆現(xiàn)象，如何確保地面運(yùn)輸安全，是安全防范重點(diǎn)之一。

2.1.2 對(duì)策

1）修筑施工輔路時(shí)要確保地基承載力，底部如有軟土應(yīng)清除干凈，整體采用1 m厚優(yōu)質(zhì)拆房土修筑，表面用碎石灌縫并找平，為防止梁體運(yùn)輸過(guò)程傾斜，輔路橫向坡度保證水平，鑒于運(yùn)梁車的爬坡能力，縱向坡度＜5%。

2）梁體與運(yùn)梁車采取加固措施。按照小箱梁側(cè)面斜度，運(yùn)梁車與小箱梁接觸的橫梁兩側(cè)焊接坡度4∶1三角架，三角架采用10 cm角鐵焊接，高60 cm，與梁側(cè)面間距5 cm，為避免三角架與小箱梁直接接觸對(duì)混凝土表面造成損傷，中間填塞5 cm厚方木。同時(shí)小箱梁裝車后，用5 t倒鏈進(jìn)行捆綁，見(jiàn)圖1。

2.2 橋面運(yùn)輸安全

2.2.1 分析

前跨梁架設(shè)完畢后，施工下一跨梁，運(yùn)梁車要行走于未澆筑濕接縫的2片梁之間，現(xiàn)場(chǎng)不具備采用鋼軌及小平車運(yùn)輸?shù)臈l件。運(yùn)梁車是否能行走于未澆筑濕接縫的梁體之間，是否能造成已架設(shè)小箱梁的傾覆，是本工程要考慮的技術(shù)與安全問(wèn)題之一。

2.2.2 對(duì)策

1）抗傾覆驗(yàn)算。以最不利荷載時(shí)的傾覆臨界狀態(tài)為分析對(duì)象，因?yàn)檫\(yùn)梁車?yán)簳r(shí)運(yùn)邊跨邊梁走在中跨中梁上時(shí)最危險(xiǎn)。計(jì)算模型見(jiàn)圖2。

P1=1427 kN，為已安裝完畢中跨中梁自重。

P2為作用在圖2上的運(yùn)梁車及上部梁重，以最重的邊跨邊梁為例，取170 t，其下每片梁承擔(dān)重量之和的一半，則有

P2=（1700+120）/2=910（kN），120 為運(yùn)梁車重。

P1、P2分別對(duì)右側(cè)支座邊緣處o取矩則有

M穩(wěn)=P1×0.425=1427×0.425=606（kN·m）

M傾=P2×0.232=910×0.232=211（kN·m）

抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K=M穩(wěn)/M傾=2.87，因此在運(yùn)梁車載梁行走于小箱梁上時(shí)，其不會(huì)發(fā)生傾覆。但是經(jīng)計(jì)算知，運(yùn)梁車縱向行走時(shí)其偏移量不得＞28 cm（抗傾覆安全穩(wěn)定系數(shù)取1.3），所以本工程控制運(yùn)梁路線的偏移量是保證安全的關(guān)鍵要素之一。

2）梁體與運(yùn)梁車采取加固措施。

（1）為防止運(yùn)梁車走偏，運(yùn)梁車行走路線兩側(cè)用掛小彩旗的鋼索各拉一條直線，引導(dǎo)司機(jī)行進(jìn)中保持直線。

（2）運(yùn)梁車行走位置的小箱梁梁端濕接頭和張拉孔等位置采用2 cm的鋼板或者自制的鐵箅子進(jìn)行加蓋，以起到保證運(yùn)梁車運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定和保護(hù)梁端鋼筋不被壓變形的作用。

（3）由于橋面存在縱坡，梁車在運(yùn)輸過(guò)程中因故中途停車時(shí)，必須采取有效的措施將其固定，如在輪胎后方放置方木，防止運(yùn)梁車溜車傷人故。

（4）在橋面運(yùn)輸過(guò)程中，為防止運(yùn)梁車對(duì)下部小箱梁的沖擊產(chǎn)生位移（尤其端跨易滑動(dòng)），對(duì)安裝完成的小箱梁全部進(jìn)行濕接縫鋼筋的焊接，既防止下部梁移動(dòng)，又能提高抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。

2.3 架橋機(jī)在超高段穩(wěn)定性

2.3.1 分析

由于待架位置位于超高段上，鋪設(shè)前中支腿下橫梁時(shí)兩側(cè)高差最大相差90 cm。如果采用硬雜木支墊橫梁，由于高側(cè)方木接頭多，受力后壓縮量較大，導(dǎo)致橫梁不水平，在架設(shè)邊梁時(shí)支腿下橫梁端頭失穩(wěn)可能發(fā)生危險(xiǎn)。

2.3.2 對(duì)策

1）橫梁端頭1～2 m范圍內(nèi)下部支墊的硬雜木采用密排的方式并使端部略高于其他位置2 cm左右。

2）橫梁下部支墊全部采用鋼墩。

2.4 架橋機(jī)步履式跨孔時(shí)的安全

2.4.1 分析

由于待架設(shè)梁體下方為河道，架橋機(jī)跨孔無(wú)法實(shí)現(xiàn)吊車引導(dǎo)前行的方式，只能采用架橋機(jī)利用自身配重或其他方式跨孔。從技術(shù)與安全角度要論證此方法是否可行。

2.4.2 對(duì)策

當(dāng)引導(dǎo)梁下的臨時(shí)支腿剛到達(dá)前一孔蓋梁上方還未固定時(shí)為過(guò)孔最不利工況，此時(shí)整機(jī)前支腿與蓋梁接觸點(diǎn)為轉(zhuǎn)點(diǎn)，可發(fā)生縱向傾覆，見(jiàn)圖3和圖4。

主要構(gòu)件質(zhì)量見(jiàn)表1。

表1 主要構(gòu)件質(zhì)量

穩(wěn)定力矩M1=（17.8/2）×10×（30+32.5）+0.65×10×35.52/2=9660（kN·m）

傾覆力矩M2=1.4×10×36.5+4.1×10×30.5+0.65×10×24.52/2=3720（kN·m）

抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K=M1/M2=2.6，滿足規(guī)范要求≮1.3，所以本橋機(jī)理論計(jì)算上可滿足安全跨孔要求。

但是經(jīng)計(jì)算可知前起重小車退后至前支腿后距離不得＜3 m，為安全起見(jiàn)本次施工跨孔過(guò)程中2臺(tái)小車全部退到導(dǎo)梁尾部做配重。

本計(jì)算未考慮風(fēng)荷載，實(shí)際施工時(shí)5級(jí)（包括5級(jí)）以上大風(fēng)天氣嚴(yán)禁跨孔作業(yè)。

在最不利工況下，支點(diǎn)下受力最大，所以跨孔時(shí)保證中支腿底部具備足夠的承受能力并受力均勻，支腿底部為鋼橫梁，但與梁面接觸部位，如有空隙用硬木板塞嚴(yán)。

2.5 邊梁一次就位

2.5.1 分析

邊梁就位是預(yù)制梁架設(shè)過(guò)程中難度和風(fēng)險(xiǎn)最大的工序，二次就位既增加施工的復(fù)雜性又延長(zhǎng)了工時(shí)。本工程采取邊梁一次就位的施工方式，安裝時(shí)如果整機(jī)橫移不到位，完全通過(guò)起重小車在縱行桁車橫移來(lái)對(duì)位，梁體重心線與前支腿處外側(cè)支腿距離過(guò)大，可能造成架橋機(jī)的橫向傾覆。

2.5 .2對(duì)策

1）理論驗(yàn)證。起重小車在縱行桁車橫移的極限位置為小車吊繩的邊繩緊貼架橋機(jī)外側(cè)主梁的內(nèi)邊緣，此時(shí)可能以前支腿處外側(cè)支腿輪為支點(diǎn)發(fā)生橫向傾覆。對(duì)其可能性計(jì)算模型見(jiàn)圖5。

主要部位質(zhì)量見(jiàn)表2。

表2 主要部位質(zhì)量

其余部件質(zhì)量較輕或者對(duì)抗傾覆力矩有增大效果的部件未參與計(jì)算。

抗傾覆力矩M1=41.9×10×6+15.4×10×2.2+7.365×10×2.2=301.5（kN·m）

傾覆力矩M2=41.9×10×1.6+170×10×0.75+7.425×10×0.75×2=205.7（kN·m）

抗傾覆系數(shù)K=M1/M2=1.46

通過(guò)驗(yàn)算表明即使起重小車到達(dá)極限位置（外吊繩緊貼外主梁內(nèi)側(cè)），架橋機(jī)不會(huì)發(fā)生橫向傾覆。

2）施工措施。邊梁架設(shè)應(yīng)先于緊鄰的中梁，邊梁架設(shè)后便于與中梁進(jìn)行固定；捆梁位置要合理，采用合理的方法避免邊梁因偏重引起的歪斜；邊梁就位后立即用斜撐（鋼管和千斤頂）支好并采取橫梁與濕接縫鋼筋焊接的保險(xiǎn)措施，但兩片相鄰的梁體就位必須盡快焊接，特別是在運(yùn)梁車輪胎路線下面的梁體，必須保證橫隔板焊牢，在整機(jī)吊梁橫移之前，為安全起見(jiàn)，必須使全部受載梁體濕接縫及橫梁鋼筋焊牢；架橋機(jī)架梁橫移時(shí)，前后軌道設(shè)專人進(jìn)行行走監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)叫停，防止發(fā)生危險(xiǎn)；控制小車在極限位置內(nèi)側(cè)≮10 cm的距離，避免鋼絲繩索與架橋機(jī)主梁之間產(chǎn)生力，此外架橋機(jī)整機(jī)整體橫移時(shí)一定設(shè)專人監(jiān)護(hù)，前、中支腿的外側(cè)支腿行走輪箱不得距離蓋梁外端過(guò)小，否則將會(huì)發(fā)生支腿失穩(wěn)，造成側(cè)翻。

3 結(jié)語(yǔ)

1）輪胎式運(yùn)梁車的應(yīng)用，在滿足現(xiàn)場(chǎng)條件的同時(shí)增加了施工的靈活性。運(yùn)梁車能沿橋梁曲線方向前進(jìn)，保證了已架設(shè)梁體的穩(wěn)定性。不澆筑濕接縫直接從梁體上行走，節(jié)省了大部分工期。

2）超高段采用加墊硬木的形式，既解決了高差問(wèn)題，又確保支腿底部橫梁的穩(wěn)定性，是行之有效地措施。

3）架橋機(jī)步履式跨孔，既降低了操作的復(fù)雜性，又降低了工程造價(jià)，關(guān)鍵是能滿足現(xiàn)場(chǎng)跨越河道而不受制約的施工條件，使安裝工程得以順利實(shí)施。

4）邊梁一次就位降低了施工操作的復(fù)雜性，同時(shí)減少工期。

U445.5

C

1008-3197（2012）06-30-03

2012-08-15

盧向軍/男，1956年出生，天津城建集團(tuán)有限公司工程總承包公司副總經(jīng)理，高級(jí)工程師，從事施工管理和項(xiàng)目管理工作。