箱梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工技術(shù)研究

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(中鐵十二局集團(tuán) 第一工程有限公司，陜西 西安 710038)

引言

新建成都至蒲江鐵路工程邛崍?zhí)卮髽驅(qū)偬卮笮蜆蛄?，全長(zhǎng)4 948 m。邛崍車(chē)站位于邛崍?zhí)卮髽蛏?，屬于高架?chē)站，正線為雙線，兩側(cè)設(shè)計(jì)單線，單線為11 m×32 m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁，箱梁的中心線梁高2.354 m，重約396 t，總共22片。其中有4片梁由于場(chǎng)地原因無(wú)法進(jìn)行原位現(xiàn)澆，如果按照常規(guī)建設(shè)預(yù)制場(chǎng)的方法施工，投入與產(chǎn)出不成正比；而使用現(xiàn)澆施工工藝，又因箱梁縱向兩端無(wú)法張拉而不能原位現(xiàn)澆。為了克服上述現(xiàn)實(shí)問(wèn)題與技術(shù)難題，我公司在參考現(xiàn)有制梁技術(shù)的基礎(chǔ)上[1-5]，提出了單線箱梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工技術(shù)，并成功地在新建成都至蒲江鐵路工程邛崍?zhí)卮髽蛑械玫搅藨?yīng)用。

1 箱梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工流程

利用Φ630 mm鋼管樁及碗扣支架或貝雷架、六四軍用梁在兩墩之間平行于原設(shè)計(jì)箱梁位置以外的空間搭設(shè)一個(gè)箱梁現(xiàn)澆平臺(tái)，在平臺(tái)兩端橫移方向設(shè)計(jì)位置鋪設(shè)工字鋼及鋼板形成箱梁現(xiàn)澆臺(tái)座，從而實(shí)現(xiàn)在高空墩旁現(xiàn)澆。箱梁現(xiàn)澆完成后，利用工字鋼及不銹鋼板制作的橫移軌道，在箱梁兩端各用1臺(tái)100 t的液壓千斤頂頂拉，使箱梁平穩(wěn)地橫移，最后落梁就位完成施工。箱梁橫移體系由橫移軌道、橫移底座、橫移軌道與橫移底座間潤(rùn)滑裝置、千斤頂、橫移反力架組成，總體的施工流程見(jiàn)圖1。其中地基處理及設(shè)置鋼管樁預(yù)埋件、安裝橫移支架及連接加固、制作箱梁現(xiàn)澆臺(tái)座及橫移軌道和箱梁橫移為施工流程中的關(guān)鍵工序。

圖1 施工工藝流程圖

2 箱梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地基處理及設(shè)置鋼管樁預(yù)埋件

為了防止箱梁澆筑及橫移過(guò)程中地基沉降過(guò)大或不均勻沉降的發(fā)生，避免給箱梁結(jié)構(gòu)的安全性帶來(lái)隱患，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況決定地基處理形式。鋼管樁地基下的承載力≮300 kPa，碗扣支架下地基承載力≮100 kPa。若地基承載力不夠，可以采用合格填料換填或鉆孔灌注樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理。

地基處理完成后進(jìn)行C30混凝土承臺(tái)澆筑，并按施工方案設(shè)計(jì)及測(cè)量放樣位置設(shè)置鋼管樁預(yù)埋件，如圖2所示。

2.2 鋼管樁橫移支架安裝

地基處理及鋼管樁預(yù)埋件安裝完成后，利用25 t吊車(chē)或塔吊吊起首節(jié)鋼管樁，在鋼管樁底部拉纜風(fēng)繩與預(yù)埋件定位，然后進(jìn)行焊接固定，再進(jìn)行第二根鋼管樁的定位與焊接，如此循環(huán)，將鋼管樁接至施工平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。再進(jìn)行另外的鋼管樁安裝施工，直至安裝完成，如圖3和圖4所示。

圖2 鋼管樁預(yù)埋件平面布置圖

圖3 橫移支架立面圖

圖4 橫移支架橫截面圖

鋼管樁的根數(shù)依據(jù)施工方案確定，一般采用兩排鋼管樁，每排6根，采用Φ40 mm鋼管進(jìn)行橫向、縱向及斜向連接固定，采用[40槽鋼形成剪刀撐，以保證橫移支架的穩(wěn)定性，橫移支架覆蓋橫向箱梁原位及墩旁現(xiàn)澆位置范圍，如圖5所示。

橫移支架搭設(shè)完成后，根據(jù)施工方案測(cè)量空載時(shí)支架平臺(tái)各點(diǎn)的標(biāo)高，然后分級(jí)進(jìn)行堆載預(yù)壓，最大加載質(zhì)量宜控制在梁體質(zhì)量的1.2倍。每級(jí)加載后，測(cè)量支架平臺(tái)各點(diǎn)的標(biāo)高，并計(jì)算支架平臺(tái)各點(diǎn)的沉降量。卸載時(shí)，根據(jù)加載級(jí)數(shù)同步進(jìn)行，每級(jí)卸載后測(cè)量支架平臺(tái)各點(diǎn)的標(biāo)高。

圖5 橫移支架安裝及連接加固

2.3 箱梁現(xiàn)澆臺(tái)座及橫移軌道

橫移支架及碗扣支架搭設(shè)完成后，在碗扣支架梁體范圍內(nèi)安裝梁體底模，在橫移支架頂部安裝橫向及縱向工字鋼，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整到位。梁體范圍內(nèi)鋪設(shè)的梁體底模、碗扣支架及橫移支架共同形成箱梁現(xiàn)澆臺(tái)座，橫移支架以外區(qū)域采用方木和竹膠板滿鋪形成操作平臺(tái)，并進(jìn)行臨邊防護(hù)，以保證施工安全。

根據(jù)梁體結(jié)構(gòu)形式及橫移軌道安裝的既定位置，采用3根I40工字鋼平面并排連接，頂面采用10 mm不銹鋼板滿鋪并焊接成一個(gè)整體，安裝至既定位置形成橫移軌道。同時(shí)在適當(dāng)位置設(shè)置箱梁橫移時(shí)的左右限位措施。

箱梁橫移軌道與橫移底座接觸面須采用不銹鋼板制作，安裝時(shí)須提前在接觸面將黃油涂抹到位，并剔除橫移軌道及橫移底座制作完成后存在的飛邊、毛刺，以最大限度地減小接觸面的摩擦力，保證移梁時(shí)能順利進(jìn)行。

2.4 梁體橫移底座設(shè)計(jì)及安裝

橫移軌道安裝完成后，梁體需要在兩端軌道橫向軸線上安裝一個(gè)支點(diǎn)以形成滑動(dòng)面，即在梁體橫向?qū)?yīng)橫移軌道位置處設(shè)置梁體橫移底座，該底座根據(jù)對(duì)應(yīng)位置的梁體底面結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)置。橫移底座中軸線的高度一般控制在5～10 cm范圍內(nèi)，底座頂面應(yīng)能包裹梁體底板面以上兩側(cè)50～80 cm，以確保底座穩(wěn)固，如圖6所示。

圖6 梁體橫移軌道及橫移底座構(gòu)造圖

除橫移底座的底板采用10 mm不銹鋼板外，其他位置均采用10 mm普通鋼板。將所有鋼板焊接成盒狀，居中位置預(yù)埋穿束鋼管，灌注C50支座灌漿料封端后成型，可直接代替梁體底模使用，使底座與梁體形成一個(gè)整體。該底座應(yīng)從中間斷開(kāi)，由兩部分拼接成型，以方便落梁時(shí)拆除。為增加底座與梁體之間的粘結(jié)力，使底座與梁體的整體性更好，底座面板采用花紋鋼板。橫移底座安裝預(yù)埋穿束鋼管時(shí)，應(yīng)根據(jù)事先計(jì)算的作用力大小確定鋼絞線根數(shù)，從而確定預(yù)埋穿束鋼管孔徑。

2.5 梁體橫移及落梁施工

由于梁體從支架施工至張拉壓漿完成并達(dá)到移梁條件須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的一段時(shí)間，而且梁體底座與橫移軌道之間又涂有黃油，所以梁體在初期啟動(dòng)時(shí)會(huì)因混凝土漏漿、鋼板生銹及黃油吸引力等因素導(dǎo)致啟動(dòng)較為困難。對(duì)此，可在橫移軌道兩端焊接反力座，梁體橫向兩側(cè)采用千斤頂同時(shí)頂、拉施加橫移力使梁體橫移啟動(dòng)，如圖7所示。

圖7 箱梁橫移啟動(dòng)

移梁?jiǎn)?dòng)后，頂梁一側(cè)的推力即失去作用，可拆除該側(cè)千斤頂，后續(xù)移梁只需拉梁一側(cè)的作用力即可，此時(shí)移梁較為輕松，所需作用力遠(yuǎn)比移梁?jiǎn)?dòng)時(shí)小。移梁?jiǎn)?dòng)后，箱梁橫移即可開(kāi)始，梁體兩端拉梁千斤頂同時(shí)啟動(dòng)，每次橫移位移控制在拉梁千斤頂一個(gè)頂進(jìn)行程以內(nèi)，并嚴(yán)格保持兩端橫移位移量一致。如此反復(fù)倒頂，即可實(shí)現(xiàn)箱梁橫移，如圖8所示。

圖8 箱梁橫移

在箱梁橫移至墩頂范圍內(nèi)之前，須將落梁千斤頂提前安裝于方案設(shè)計(jì)位置，落梁千斤頂?shù)拇笮「鶕?jù)梁體質(zhì)量而定，橫向?qū)?yīng)于支座位置，縱向?qū)?yīng)于橫移支架位置，共計(jì)4臺(tái)。落梁千斤頂?shù)捻敳亢偷撞宽氃O(shè)置橡膠墊板，確保剛性與柔性接觸，以保證穩(wěn)固，如圖9所示。

圖9 落梁準(zhǔn)備

為方便安裝梁體支座，將支座下錨桿提前放入支座預(yù)埋孔內(nèi)(根據(jù)現(xiàn)澆梁體橫移就位標(biāo)高與墩頂墊石設(shè)計(jì)標(biāo)高的相對(duì)高度確定是否需要)，并將防落梁裝置置于設(shè)計(jì)位置。箱梁橫移至設(shè)計(jì)平面位置及落梁準(zhǔn)備工作完成后，即可進(jìn)行落梁就位工序。箱梁橫移至設(shè)計(jì)平面位置后高于原設(shè)計(jì)標(biāo)高，啟動(dòng)落梁千斤頂，將梁體頂起1～2 cm后即可鎖住油泵，此時(shí)梁體橫移底座與橫移軌道分開(kāi)，拆卸先前與梁體粘結(jié)為一體的橫移底座(該底座因混凝土與模板之間的粘結(jié)力形成一體)，拆卸完成后由兩邊抽出。橫移底座拆除后，再進(jìn)行橫移軌道的拆除。橫移軌道拆除之后，啟動(dòng)落梁千斤頂，務(wù)必保證4臺(tái)落梁千斤頂行程統(tǒng)一，高差應(yīng)控制在1 cm以內(nèi)，且緩慢進(jìn)行，直至實(shí)現(xiàn)落梁就位，如圖10所示。

圖10 落梁就位

移梁?jiǎn)?dòng)時(shí)，梁體兩側(cè)的頂拉作用力應(yīng)在同一軸線上，以保證移梁?jiǎn)?dòng)達(dá)到最佳效果。在移梁過(guò)程中，應(yīng)切實(shí)做好千斤頂、錨具的安裝工作，啟動(dòng)前須做好材料、設(shè)備及后勤保障的檢查工作，保證移梁的正常進(jìn)行。在落梁準(zhǔn)備工序中，落梁千斤頂?shù)捻斆媾c地面均須設(shè)置橡膠墊板，避免剛性與剛性接觸時(shí)產(chǎn)生側(cè)滑。

3 結(jié)論

3.1 本文所提出的箱梁墩頂現(xiàn)澆橫移施工技術(shù)，可以解決箱梁由于場(chǎng)地、成本等原因不能實(shí)施原位現(xiàn)澆和預(yù)制的單線箱梁施工問(wèn)題。

3.2 箱梁墩頂現(xiàn)澆橫梁移動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵施工工序主要包括：地基處理及鋼管樁預(yù)埋件、鋼管樁橫移支架安裝、橫移軌道安裝、橫移底座設(shè)計(jì)及安裝、橫移及落梁施工等，其中核心裝備為橫移系統(tǒng)。

3.3 橫移系統(tǒng)主要由橫移軌道、橫移底座、橫移軌道與橫移底座間潤(rùn)滑裝置、千斤頂及橫移反力臺(tái)座組成，其特點(diǎn)是施工工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王立軍.鐵路客運(yùn)專線大噸位預(yù)制箱梁制、移、運(yùn)、架施工技術(shù)研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2007.

[2] 陳福良.千斤頂橫縱移大噸位箱梁預(yù)制施工技術(shù)研究[J].江西建材，2016(24)：134-135.

[3] 王德宇，盧浩，孟慶祥.大跨度預(yù)制箱梁橫移架設(shè)技術(shù)[J].鐵道建筑，2003(7)：14-16.

[4] 陳紅柳.大跨重載箱梁整孔縱、橫移施工技術(shù)[J].世界橋梁，2014(6)：26-30.

[5] 劉偉松.橫移支架法架設(shè)30m小箱梁施工技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)，2016，16(2)：316-318.