會車平臺在哈大鐵路客運(yùn)專線長大橋梁運(yùn)架梁中的應(yīng)用

楊 雍，陳建申，郭相武

(中鐵八局集團(tuán)有限公司，成都 610031)

1 概述

哈大客運(yùn)專線TJ－1標(biāo)段5號梁場，預(yù)制箱梁990榀，計劃日產(chǎn)5榀箱梁，其中南向架梁332孔，北向架梁658孔，原施組箱梁運(yùn)架均采取一運(yùn)一架方案。

由于受征地拆遷和氣候環(huán)境影響，北向架梁進(jìn)度滯后，如按原方案則無法實現(xiàn)既定工期目標(biāo)。為了保證工期，其主要矛盾是解決長距離運(yùn)梁問題，從而提高架梁工效，使箱梁制運(yùn)架相匹配。

5號梁場往北最遠(yuǎn)架梁距離24 km多，需要架梁的2座橋梁長度分別為17.5、4.2 km。按照空載6 km/h、裝梁 1.5 km/h、重載 3.5 km/h、喂梁 1 h/孔計算，平均來回1趟需8 h左右，24 h正常作業(yè)平均最多可架梁3孔。而按工期倒排，日架梁必須不低于4孔方能保證計劃工期。在此客觀情況下，為了解決運(yùn)架梁不匹配問題，提高架梁工效，采取了兩運(yùn)一架并設(shè)置運(yùn)梁車會車平臺方案。

2 會車平臺方案比選

考慮技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)適用原則，以滿足現(xiàn)場需要為根本，對軍用梁支架方案和跨線龍門吊方案進(jìn)行了比選。

方案一:軍用梁支架方案。

在已架箱梁側(cè)面，采用軍用梁支架搭設(shè)平臺，空車駛?cè)肫脚_會讓重車。

根據(jù)“運(yùn)梁車主要技術(shù)參數(shù)表”和地面模擬試驗得出，平臺長92.48 m、寬10 m時即可滿足運(yùn)梁車轉(zhuǎn)彎和停放。平臺采用六五式軍用鋼墩立柱，六四式軍用梁主梁，主梁與箱梁用鋼絲繩橫向聯(lián)系，平臺縱向在主梁頂面按照間距30 cm鋪設(shè)I20b型鋼，在I20b型鋼上面鋪設(shè)厚10 mm鋼板作橋面層，并焊接φ6 mm鋼筋作為防滑網(wǎng)，其頂面與已架設(shè)箱梁頂面同一高程。平臺處箱梁在預(yù)制時，對箱梁翼緣板部分鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)處理，并在運(yùn)梁車通過的箱梁翼緣板下方設(shè)置鋼管樁支撐，滿足空載運(yùn)梁車進(jìn)出。

方案二:跨線龍門吊方案。

在會車位置處設(shè)置900 t跨線龍門吊進(jìn)行梁片換裝或提空車避讓重車，將重載運(yùn)梁車上的箱梁換裝至返空運(yùn)梁車上或提空車橫移避讓重車。

2種方案優(yōu)缺點(diǎn)對比見表1。

表1 回車平臺方案對比分析

經(jīng)過上述方案對比，從技術(shù)、安全、工期、經(jīng)濟(jì)結(jié)合現(xiàn)場實際多方面綜合考慮，選擇軍用梁支架作為會車平臺方案。

3 會車平臺位置選擇

3.1 運(yùn)架梁作業(yè)流程及作業(yè)時間測算

有關(guān)運(yùn)梁車的實際指標(biāo)為:運(yùn)梁車空車運(yùn)行速度6 km/h，裝梁時間1.5 h，重車運(yùn)行速度3.5 km/h，喂梁時間1 h。

3.2 會車平臺理論位置計算

制梁場位置里程為A，架設(shè)方向橋梁臺尾里程為B，設(shè)運(yùn)梁會車平臺距梁場里程為x，則距臺尾距離為:(B－A－x)km。

設(shè)空載運(yùn)梁車從會車平臺運(yùn)行到梁場裝完梁并返回會車平臺處所消耗的時間為t1，則t1=x/6+1.5+x/3.5。

設(shè)重載運(yùn)梁車從會車平臺運(yùn)行到架橋機(jī)并喂梁完畢，返回會車平臺處并避讓平均所消耗的時間為t2，則t2=(B－A－x)/(3.5×2)+1+(B－A－x)/(6×2)。

當(dāng)t1=t2時，運(yùn)梁工效最高。

即:x/6+1.5+x/3.5=(B－A－x)/(3.5×2)+1+(B－A－x)/(6×2)

根據(jù)上述公式求出x，即得出會車平臺的理論設(shè)置位置。

4 會車平臺設(shè)計

4.1 軍用梁支架和立柱搭設(shè)設(shè)計

平臺設(shè)計采用六四式軍用梁支架，其下采用軍用墩立柱。

軍用梁支架長92.48 m，寬10 m，按照4×20.5 m跨度布置，六四式軍用梁主梁5片，每片軍用梁主梁按照采用雙排雙層設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)三角架88片及端構(gòu)架4片，并與立柱上墊梁用U形螺栓相連。平臺軍用梁主梁上方鋪設(shè)I20b型鋼作為分配梁，間距30 cm，并用φ20 mm鋼筋橫向焊接連成整體。平臺面鋪設(shè)10 mm厚鋼板作面層，并焊接φ6 mm鋼筋防滑網(wǎng)，其頂面與已架設(shè)箱梁頂面同一高度，滿足空載運(yùn)梁車進(jìn)出。

共設(shè)六五式軍用梁鋼墩立柱5個，每個立柱按照縱橋向×橫橋向=3排×5排點(diǎn)陣布置，3 m立柱與1.5 m立柱各1層，頂部和底部均與墊梁相連。會車平臺搭設(shè)布置見圖1。

圖1 會車平臺搭設(shè)布置(單位:mm)

荷載分析:

空載運(yùn)梁車按總重3 000 kN計;

平臺面層自重:I20b型鋼和10 mm鋼板按1 730 kN計;

六四梁按總重2 530 kN計;

六五墩按總重1 780 kN計。

根據(jù)上述荷載，采用Ansys軟件對六四梁的跨中撓度和應(yīng)力、I20b型鋼的跨中彎矩及撓度和應(yīng)力、六五墩的承載力和穩(wěn)定性等全面進(jìn)行了分析、檢算，結(jié)果均滿足相關(guān)規(guī)范要求，說明上述支架設(shè)計是可行的。

為減少運(yùn)梁車對會車平臺產(chǎn)生較大沖擊載荷，運(yùn)梁車出入平臺的速度控制在不超過1 km/h為宜。

4.2 平臺處箱梁翼緣板設(shè)計

根據(jù)運(yùn)梁車在會車平臺處的運(yùn)行軌跡，運(yùn)梁會車平臺對應(yīng)位置處的4孔32m箱梁翼緣板需進(jìn)行加強(qiáng)處理，檢算后得出:將原設(shè)計的橋面橫向鋼筋N5由φ16 mm改為φ20 mm，翼緣板處的縱向鋼筋N21由φ12 mm改為φ16 mm，原設(shè)計鋼筋間距和長度不變，結(jié)構(gòu)斷面尺寸不變。如此處理加強(qiáng)了翼緣板的抗彎和抗剪能力，滿足空載運(yùn)梁車的通過。

對于運(yùn)梁車施加于箱梁上的傾覆力作用，抗傾覆計算表明，箱梁本身重力足以保證空載運(yùn)梁車通過。

4.3 橋面系及其附屬工程處理

對應(yīng)4孔箱梁橋面聲屏障、防護(hù)墻及豎墻環(huán)形鋼筋接頭按照頂面開口布置，以便向兩側(cè)彎折與梁面貼平，待北向箱梁架設(shè)完成且平臺停止使用后再校直該4孔箱梁上的預(yù)埋鋼筋，并澆筑橋面系混凝土。

箱梁左側(cè)接觸網(wǎng)支座基礎(chǔ)只預(yù)埋鋼筋及其鋼板，錨桿暫不預(yù)埋(預(yù)留錨栓孔)，待北向架梁施工完成后再鑿開該處混凝土安設(shè)錨桿，澆筑C60混凝土，完成該處接觸網(wǎng)支座基礎(chǔ)。

4.4 基礎(chǔ)處理設(shè)計

根據(jù)會車平臺搭設(shè)布置圖及其檢算資料，參考該處位置橋墩樁基設(shè)計情況，平臺基礎(chǔ)布置和處理方案如下。

平臺基礎(chǔ)設(shè)計為鉆孔樁承臺基礎(chǔ)，其詳細(xì)布置如下。

承臺形式:尺寸為10 m×6 m×2.5 m，混凝土強(qiáng)度等級為C25。鋼筋布置為:主筋采用φ20 mm鋼筋，間距15 cm，架立筋采用φ14 mm鋼筋，間距30 cm，梅花形布置，分布筋采用φ16 mm鋼筋，間距20 cm。

樁基形式:樁基采用φ1.0 m鉆孔樁，每個承臺布置8根，孔樁長度為24 m，縱橫間距分別為2.8 m和3.0 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋布置為:構(gòu)造主筋為22根φ16 mm，通長配筋，螺旋箍筋為φ10 mm，間距0.2 m，加勁箍筋為φ20 mm，間距2.0 m。

5 會車平臺施工

5.1 基礎(chǔ)施工

(1)根據(jù)“會車平臺搭設(shè)布置圖”，測量并標(biāo)記出會車平臺施工作業(yè)區(qū)域及平臺基礎(chǔ)處理邊界，清理平臺處地面附著物。

(2)會車平臺樁基采取旋挖鉆機(jī)鉆孔施工，水下混凝土灌注工藝，等級為C30混凝土。

(3)承臺為C25鋼筋混凝土，承臺尺寸10 m×6 m×2.5 m;承臺澆筑前，預(yù)埋墊梁地腳螺栓。

5.2 支架拼裝

(1)在承臺基礎(chǔ)上依次拼裝C12、C13組合墊梁及C13墊梁兩層。C12、C13組合構(gòu)件用翼緣拼接板C15及腹板連接板C16連接。墊梁端部用間隔撐C18連接，墊梁間以立柱聯(lián)結(jié)螺栓連接。

(2)拼裝立柱:立柱墊梁拼裝完成后，在立柱墊梁上依次拼裝3 m立柱及1 m立柱2層，立柱采用六五墩按照順橋向3排雙層，橫橋向按照5排雙層搭設(shè)。立柱C1、立柱C2側(cè)面用水平拉撐C4、2 m間斜拉撐C5及1.5 m間斜拉撐C6以拉撐聯(lián)結(jié)螺栓連接。立柱C1、C2及墊梁C13間以立柱聯(lián)結(jié)螺栓連接。

(3)在立柱上依次拼裝C13墊梁及C12、C13組合墊梁2層。C12、C13組合構(gòu)件用翼緣拼接板C15及腹板連接板C16連接。墊梁端部用間隔撐C18連接，墊梁間以立柱聯(lián)結(jié)螺栓連接。

(4)在地面拼裝會車平臺主梁5片。平臺主梁按照雙層雙排設(shè)置，含88片標(biāo)準(zhǔn)三角架，4片端構(gòu)架，4片斜弦桿，4片撐桿。層間用鋼銷聯(lián)結(jié)，排間用橫聯(lián)套管螺栓聯(lián)結(jié)。地面拼裝時，每片主梁可分2次拼裝，便于吊裝。

(5)平臺主梁在地面拼裝完成后，將主梁分別吊裝至五排立柱上，主梁橫橋向中心必須與立柱中心重合。

(6)主梁間用聯(lián)結(jié)系槽鋼進(jìn)行橫橋向加固。另為加強(qiáng)平臺的橫向穩(wěn)定，在軍用梁主梁與箱梁之間縱向每隔10 m用鋼絲繩連接。

5.3 平臺橋面鋪設(shè)

(1)會車平臺支架搭設(shè)完成后，在平臺上沿順橋向按照30 cm間隔鋪設(shè)I20b型鋼，橫向采用φ20 mm鋼筋焊接連成整體。

(2)在工字鋼上鋪δ10 mm鋼板用作平臺面層，平臺面鋼板與箱梁頂面平齊。

(3)在面層鋼板上方焊接φ6 mm鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)間距0.1 m，以增強(qiáng)運(yùn)梁車輪胎與面層的摩阻力。

(4)會車平臺面層臨空的三面安設(shè)防護(hù)用I20b型鋼，并噴涂安全警示標(biāo)志。

5.4 堆載預(yù)壓

會車平臺搭設(shè)完畢后，為檢驗其安全性、穩(wěn)定性并消除其塑性變形，進(jìn)行了堆載預(yù)壓試驗，模擬運(yùn)梁車的軸距、輪距和長度，堆載重按空載運(yùn)梁車重的1.25倍即3 750 kN進(jìn)行預(yù)壓。

6 經(jīng)驗體會

(1)必須制定會車平臺使用和安全管理辦法，杜絕重載運(yùn)梁車誤入平臺，在平臺面刻畫運(yùn)梁車的輪跡運(yùn)行路徑和停車處，確保萬無一失。

(2)正常情況下單方向架梁數(shù)量一般考慮300孔左右為宜，否則運(yùn)架的不匹配將增加運(yùn)梁成本和降低架梁功效，有可能還會影響工期。

7 結(jié)語

運(yùn)梁車會車平臺成功應(yīng)用于鲅魚圈特大橋(全場17.5 km)的運(yùn)架梁，有效解決了雙運(yùn)單架運(yùn)梁在長大橋梁中的會車問題，使運(yùn)梁架梁速度得到極大提升，確保了工期目標(biāo)。對以后長大橋梁梁場規(guī)劃、箱梁架設(shè)方案制定及類似情況提供一個思路和借鑒。

［1］蘇彥江，趙建昌.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理［M］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［2］鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院.TZ213—2005 客運(yùn)專線鐵路橋梁工程施工技術(shù)指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［3］楊文淵，徐犇.橋梁工程師手冊［M］.2版.北京:人民交通出版社，2003.

［4］劉佳.軍用梁與碗扣支架結(jié)合在民用施工中的應(yīng)用技術(shù)［J］.軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2004(6).

［5］中華人民共和國建設(shè)部.GB50009—2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.