TLC450型架橋機(jī)架設(shè)貴廣線陽(yáng)朔站多線特大橋單線箱梁技術(shù)

劉陳坤

(中鐵二十三局集團(tuán)第四工程有限公司, 四川成都 610031)

1 工程概況

陽(yáng)朔車站多線特大橋中心里程D1K475+300，位于陽(yáng)朔縣興坪鎮(zhèn)境內(nèi)，起訖樁號(hào)為D1K474+637.16～D3K475+471.99，全長(zhǎng)834.830 m。全橋孔跨布置為9×32 m簡(jiǎn)支梁+(8×32) m變寬度連續(xù)梁+(28+3×48+28) m連續(xù)梁+2×32 m簡(jiǎn)支梁。其中(8×32) m變寬度連續(xù)梁采用支架法逐孔澆筑施工；(28+3×48+28) m連續(xù)梁采用菱形掛籃懸臂灌筑法現(xiàn)澆施工；前9×32 m為多線箱梁，主線1、2道為450 t并置箱梁，將采用450 t運(yùn)架梁機(jī)組正常施工架設(shè)，3～6道復(fù)線單線箱梁將采用450 t運(yùn)架梁機(jī)與新增移梁機(jī)組合架設(shè)。

2 架梁前準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

(1)組織技術(shù)人員熟悉橋梁、單、雙線箱梁設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行圖紙會(huì)審，聽(tīng)取設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)交底。

(2)在箱梁梁端準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)出支座縱、橫向線，檢測(cè)梁高。

(3)依據(jù)梁場(chǎng)布置情況，編寫箱梁架設(shè)施工組織設(shè)計(jì)方案，來(lái)確定架梁先后順序。并認(rèn)真組織技術(shù)交底。

2.2 架梁前檢查驗(yàn)收工作

(1)架梁前組織班組人員重點(diǎn)檢查待架橋梁的梁中線、墩臺(tái)里程、支座十字線、支承墊石高程及預(yù)埋件等竣工資料，測(cè)量支座螺栓孔深度、孔徑及橋梁孔跨距離等。

(2)檢查工作完成后，對(duì)墊石面支座安裝投影范圍內(nèi)進(jìn)行鑿毛處理，并及時(shí)清除預(yù)留錨栓孔內(nèi)及橋墩臺(tái)上的雜物，保持作業(yè)面的干凈整潔。

(3)有吊具、橫移梁設(shè)備均應(yīng)經(jīng)過(guò)檢查、重載試驗(yàn)。箱梁上吊裝孔處的鋼筋布置、運(yùn)輸支撐點(diǎn)位置等設(shè)專人檢查并滿足設(shè)計(jì)要求。

(4)成品箱梁架設(shè)前，由建設(shè)單位主持，梁場(chǎng)制梁?jiǎn)挝?、箱梁架梁?jiǎn)挝?、監(jiān)理單位參加，共同對(duì)預(yù)制的成品箱梁進(jìn)行檢查和交接。

成品箱梁檢查的主要內(nèi)容有以下幾項(xiàng)：

① 預(yù)制箱梁梁體外觀。

② 預(yù)制箱梁梁體幾何尺寸。

③ 預(yù)制箱梁預(yù)埋構(gòu)件相對(duì)位置、預(yù)埋支座頂板錨栓孔是否堵塞。

④ 預(yù)制箱梁吊裝孔的位置、孔徑大小、垂直度等。

2.3 下部工程交接

在架梁之前，先要對(duì)下部工程進(jìn)行全面驗(yàn)收。主要是比照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)線下施工的橋墩墩臺(tái)十字線、支座支承墊石的頂面高程、同一橋墩墩臺(tái)上橫向兩個(gè)支座中心距、計(jì)算跨距進(jìn)行精確測(cè)量，必須符合規(guī)范要求的允許誤差。

除此之外還需要注意的是，架設(shè)3～6道單線箱梁時(shí)為確保移梁機(jī)構(gòu)安全順利的架設(shè)單線箱梁，需提前在原橋墩上預(yù)埋相關(guān)防傾覆保護(hù)件，要求如下：

(1) 橋墩上需預(yù)埋5對(duì)M26/M30精軋螺紋鋼，埋深不小于300 mm且和橋墩內(nèi)部原有鋼筋焊接，用以固定橫移走行鋼軌。

(2) 曲線橋墩上架設(shè)無(wú)法捆綁墊石，需在墊石外側(cè)伸出鋼筋以便拉錨橫移軌道，預(yù)埋鋼筋需能夠承受拉力不小于20 t，埋深不小于300 mm且和橋墩內(nèi)部原有鋼筋焊接。

(3) 橋墩頂面墊石外側(cè)位置需澆筑混凝土臺(tái)座用以安放走行軌道，中間需預(yù)留出泄水孔，兩墊石間無(wú)需澆筑混凝土將用臨時(shí)墊墩替代以方便安放取出千斤頂、安裝防落梁擋塊等。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)難點(diǎn)

3.1 施工前準(zhǔn)備工作難點(diǎn)

本座特大橋前四跨為直線段多線箱梁，后五跨為曲線段多線箱梁。架設(shè)箱梁前需提前鋪設(shè)好軌道，軌道鋪設(shè)空間最低要求為35 cm(墊石邊緣至墩帽邊緣)，曲線段橋墩設(shè)計(jì)未達(dá)到鋪設(shè)軌道要求的最低35 cm空間，需用C55混凝土臨時(shí)澆筑加高墩臺(tái)墩帽使其與墊石在同一平面以便鋪設(shè)軌道(圖1)。

大橋的前九跨設(shè)計(jì)為六線車道，1、2道為普通并置箱梁在線路中心線，3、5道和4、6道分別位于線路的左右兩側(cè)，由于要先分別架設(shè)線路左右兩側(cè)的單線箱梁，鋪設(shè)的橫移軌道需來(lái)回反轉(zhuǎn)鋪設(shè)，橋墩凈空高(不小于20 m)必須用大噸位吊車吊裝(圖2)，增加了施工成本與施工時(shí)間(鋪設(shè)單側(cè)橫移軌道需要6 h)。

圖1 臨時(shí)澆筑混凝土軌道

圖2 大噸位吊車吊裝橫移軌道

3.2 施工技術(shù)難點(diǎn)

在軌道鋪設(shè)過(guò)程中，兩邊軌道極易不平行，使得箱梁在橫移過(guò)程不穩(wěn)定，這時(shí)需要用千斤頂臨時(shí)頂起箱梁調(diào)整，并且要多次對(duì)小車的走位進(jìn)行校準(zhǔn)，保證其按照規(guī)定方向行走。

在橫移軌道撤出后才能夠進(jìn)行落梁步驟，千斤頂頂升高度受到自身與安全因素的制約影響較大，撤出的空間過(guò)小，這大大增加了吊車吊裝撤出橫移軌道的難度。

箱梁落梁對(duì)位因撤出橫移軌道需要，用千斤頂和臨時(shí)支墩抬高70 cm左右。橫移軌道撤出后，需來(lái)回反復(fù)經(jīng)過(guò)多次千斤頂與臨時(shí)支墩倒換才能使橋面標(biāo)高緩慢降低至設(shè)計(jì)標(biāo)高(圖3)。

圖3 倒換千斤頂降低橋面標(biāo)高

因?yàn)樯鲜鲭y點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致單線箱在架設(shè)過(guò)程中的時(shí)間比原定計(jì)劃時(shí)間大大增加，直線段單線箱梁架設(shè)每片需要12 h，曲線段單線箱梁架設(shè)每片需24 h左右。

4 架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4.1 TLJ450架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

TLJ450型架橋機(jī)是兩跨平衡式的架橋機(jī)，它的額定起重量為225 t/車；采用兩點(diǎn)起吊，每個(gè)吊點(diǎn)有4根吊桿共計(jì)有8根吊桿；它的最小作業(yè)曲線半徑為2 000 m，最大作業(yè)坡度為3 %；橋機(jī)全重約345 t，長(zhǎng)、寬、高的外觀尺寸分別為：70 m、9.7 m和9.2 m。

4.2 多線橋橫移設(shè)備構(gòu)成

移梁機(jī)構(gòu)的主要組成部分為：橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫移軌道及配套的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

4.2.1 橫移軌道

橫移軌道顧名思義是用于攜梁在其頂面上橫移行走的一種鋼結(jié)構(gòu)箱型軌道。它設(shè)置在橋墩頂面墊石外側(cè)位置，通過(guò)在橋墩頂面上使用錨固壓板及螺母與預(yù)埋的20 mm螺紋鋼筋壓緊，將軌道臨時(shí)固定在墩頂上。為了加強(qiáng)軌道與墊石間整體的穩(wěn)定性，確保施工安全，用鋼絲繩將軌道與墊石通過(guò)橫移軌道側(cè)立面上預(yù)留的錨固孔連在一起。

橫移軌道分為三段，各軌道接頭處采用螺栓連接，主線與輔線橋墩高度差使用鋼制墊墩調(diào)整，鋼制墊墩采用壓板與軌道下蓋板壓緊連接，兩墊墩間的間距不大于1.15 m，以保證軌道的承載力而不變形；在曲線段架設(shè)時(shí)，由于橋墩頂面上加筑混凝土臺(tái)座，所以需要加一層墊墩來(lái)調(diào)整高度。

曲線段架設(shè)時(shí)，兩墊石中間不澆筑混凝土臺(tái)座(以便落梁千斤頂取出)，該位置軌道下方需放置墊墩，以便軌道承載受力。

4.2.2 橫移機(jī)構(gòu)

橫移機(jī)構(gòu)由支承架、連接架及推進(jìn)油缸等部分組成。橫移機(jī)構(gòu)可以行走于橫移軌道上將單線箱梁從放置位置馱運(yùn)橫移至指定位置。

(1) 支承架作為單線箱梁的支承座，在橫移時(shí)起支承的作用；

(2) 支承架的下部為連接架，連接架后部連接推進(jìn)油缸，下部連接重物移運(yùn)器，連接架上設(shè)有擋輪裝置及反掛輪裝置，防止橫移行走過(guò)程中機(jī)構(gòu)跑偏、機(jī)構(gòu)傾翻墜落；

(3) 推進(jìn)油缸是橫移機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置，一端與連接架連接，另一端的鉸座使用銷軸與橫移軌道連接。在橫向移動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)軌道上的預(yù)留的若干銷軸孔，插拔銷軸與推進(jìn)油缸鉸座連接進(jìn)行前進(jìn)，可以保證其平穩(wěn)性。

支承架放置于連接架上面的滑板上，支承架與連接架采用豎銷連接。為避免單線箱梁兩端的兩套橫移機(jī)構(gòu)，在橫移時(shí)由于不同步而產(chǎn)生內(nèi)力，支承架可在連接架滑板上繞中心豎銷做一定角度的偏轉(zhuǎn)及滑移，支承架的允許偏轉(zhuǎn)角度為小于等于±2°，允許滑移量為小于等于±40 mm；

馱梁橫向移動(dòng)之前，首先要做的就是對(duì)支撐架的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，保證其中心線與連接架的中心線在同一直線上。

橫移機(jī)構(gòu)吊離橫移軌道時(shí)，則需先將反掛輪裝置拆除。反掛輪裝置與連接架采用兩根銷軸連接。拔出下端銷軸，將反掛輪裝置向外側(cè)搬起，使反掛輪裝置完全脫離橫移軌道上蓋板。

4.2.3 縱移機(jī)構(gòu)

縱移機(jī)構(gòu)的作用是在架設(shè)非直線段箱梁時(shí)，預(yù)制箱梁縱向位置與墊石位置產(chǎn)生偏差時(shí)，將預(yù)制箱梁縱向移動(dòng)，從而達(dá)到指定位置減少箱梁的縱向偏差；縱移機(jī)構(gòu)由滑移架、縱移承梁及臨時(shí)支承墊墩組成。

(1) 滑移架面上放置簡(jiǎn)支箱梁，在縱移時(shí)起支承簡(jiǎn)支箱梁的作用；

(2) 縱移承梁作為支承滑移架縱移時(shí)的支承軌道，在支承滑移架馱梁縱移時(shí)起到支承和縱移滑軌的作用；縱移承梁一端留有連接耳板，能夠與橫移機(jī)構(gòu)連接，下部焊有軌道滑移架，在縱移機(jī)構(gòu)與橫移機(jī)構(gòu)連接后，由橫移油缸提供動(dòng)力，縱移機(jī)構(gòu)能夠橫移軌道上短距離橫向滑動(dòng)；

縱移油缸作為縱移機(jī)構(gòu)馱梁縱移的動(dòng)力，其缸體固定在縱移承梁上，推桿端與支承滑移架連接；當(dāng)需要縱移時(shí)，開動(dòng)縱移油缸，使其推動(dòng)支承滑移架在縱移承梁上滑移，來(lái)實(shí)現(xiàn)縱移動(dòng)作。

(3) 臨時(shí)支承墊墩作為縱移承梁的輔助支承點(diǎn)，放置縱移裝置傾翻，臨時(shí)支承墊墩放置在墊石頂面上(當(dāng)墊墩無(wú)法全部座在墊石上時(shí)，需將落梁倒換墊墩以放在臨時(shí)墊墩下面做臨時(shí)支墊)。

縱移機(jī)構(gòu)在攜梁縱移時(shí)，需要簡(jiǎn)支箱梁兩端的兩臺(tái)縱移機(jī)構(gòu)配合使用。

4.2.4 配套液壓系統(tǒng)

橫向、縱向移動(dòng)的過(guò)程中，其所有的動(dòng)力都是由液壓系統(tǒng)提供。液壓系統(tǒng)是由液壓泵站及液壓油管和油表組成，液壓泵站與落梁千斤頂泵站相同型號(hào)，泵站工作壓力為25 MPa，供橫、縱移機(jī)構(gòu)使用；配套液壓系統(tǒng)共需兩套，每套液壓系統(tǒng)單獨(dú)控制一組橫移機(jī)構(gòu)和縱移機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)使用同一組液壓油管，使用快速接頭來(lái)進(jìn)行快速切換。

5 架設(shè)工藝流程、方法與技術(shù)措施

5.1 架設(shè)工藝流程

(1) 直線段橫移架梁流程見(jiàn)圖4。

圖4 直線段橫移架梁流程

(2) 曲線段橫移架梁流程見(jiàn)圖5。

圖5 曲線段橫移架梁流程

曲線段橫移架設(shè)過(guò)程和直線段基本相同，不同在于頂升千斤頂支撐好梁后，橫移機(jī)構(gòu)退出再連接縱移設(shè)備，兩套設(shè)備相互配合使得梁體達(dá)到設(shè)計(jì)要求角度。

5.2 橫移梁工法

5.2.1 直線段橫移梁工法

5.2.1.1 直線段架梁流程

在陽(yáng)朔站橋梁架設(shè)過(guò)程中，0#墩到4#墩間邊梁是沒(méi)有曲線的，移梁架設(shè)過(guò)程中不需要縱移機(jī)構(gòu)縱移對(duì)位，只要將邊梁由主線位置通過(guò)橫移機(jī)構(gòu)橫移到為即可，具體安排流程如下：450 t架橋機(jī)在主線1、2道過(guò)孔完成，運(yùn)梁車分別運(yùn)3～6道單線箱梁至1、2道主線用450 t架橋機(jī)喂梁至1、2道主線，落梁至下方移梁機(jī)構(gòu)上，再由移梁機(jī)構(gòu)分別橫移至3～6道單線指定位置完成單線箱梁架設(shè)。架橋機(jī)再架設(shè)1、2道主線并置箱梁，完成0#～1#墩1跨6片箱梁架設(shè)，直線段單跨架梁流程結(jié)束。當(dāng)主線1、2道支座灌漿強(qiáng)度達(dá)到后，架橋機(jī)過(guò)孔向前推移開始1#～2#墩開始第二跨6片箱梁架設(shè)流程，直至4#墩(圖6)。

圖6 直線段架設(shè)單線箱梁

5.2.1.2 直線段架梁工法

(1) 根據(jù)方案將橫移軌道安裝到相應(yīng)的位置，并將落梁千斤頂放置在預(yù)先確定好的橋墩頂面的兩墊石之間。

(2) 架橋機(jī)開始“喂梁”，先將邊梁吊運(yùn)到主線位置，架橋機(jī)前后吊梁小車配合吊運(yùn)箱梁落準(zhǔn)到橫移機(jī)構(gòu)；在這里需要注意的是縱向?qū)梦恢茫{(diào)整好橫移機(jī)構(gòu)與橡膠支座的縱向位置后，再將梁落到橫移機(jī)構(gòu)上 ，以保證橫移到位后支座的錨固螺栓能夠準(zhǔn)確落入墊石上預(yù)留的錨栓孔位。

(3) 在橫向移動(dòng)的過(guò)程中，兩個(gè)橫移機(jī)構(gòu)需要同時(shí)開始運(yùn)行，這樣可以保證油缸平穩(wěn)地向前移動(dòng)，使得箱梁橫向移動(dòng)到預(yù)先確定的位置。這里需要注意的是在橫移過(guò)程中，隨時(shí)觀察橫移機(jī)構(gòu)支承架偏角及支承架中心長(zhǎng)孔與豎銷軸的間隙，避免其發(fā)生偏移。

(4) 橫移工作完成后開始測(cè)量支座中心線與墩臺(tái)十字線偏差?？v、橫向偏差應(yīng)滿足規(guī)范所要求的不大于10 mm。

(5) 用事先放置在兩墊石間的落梁千斤頂將簡(jiǎn)支箱梁頂起，反向開動(dòng)橫移油缸，將橫移機(jī)構(gòu)拉出梁腹，落梁千斤頂落梁就位，完成邊梁架設(shè)。

5.2.2 曲線橫移工法

5.2.2.1 曲線段架梁流程

具體流程安排如下：450 t架橋機(jī)在主線4、5道過(guò)孔完成，運(yùn)梁車分別托運(yùn)3～6道單線箱梁至4、5道主線用450 t架橋機(jī)喂梁至4、5道主線，落梁至下方移梁機(jī)構(gòu)上，由移梁機(jī)構(gòu)托運(yùn)橫移至3～6道單線指定位置，在3～6道單線用事先放置好的千斤頂頂撐箱梁使移梁機(jī)構(gòu)退出，吊裝縱移設(shè)備至移梁機(jī)構(gòu)上再次橫移至待架單線箱梁底部，降低千斤頂由縱移機(jī)構(gòu)支撐箱梁并開始對(duì)位箱梁縱向位置。完成對(duì)位后，千斤頂再次頂升支撐箱梁縱移機(jī)構(gòu)退出，支座灌漿完成單片曲線單線箱梁架設(shè)。待3～6道單線箱梁架設(shè)完成后再架設(shè)1、2道主線并置箱梁，完成曲線段單跨6片箱梁架設(shè)流水作業(yè)(圖7)。

圖7 曲線段架設(shè)單線箱梁

陽(yáng)朔多線橋4、5跨曲線半徑大屬于小曲線，也可不使用縱移機(jī)構(gòu)，流水作業(yè)同直線段架設(shè)。

5.2.2.2 曲線段架梁工法

5#墩至9#墩間邊梁均為曲線形，當(dāng)偏斜放置時(shí)會(huì)由于角度過(guò)大而導(dǎo)致與已架梁發(fā)生干涉。因此不能夠一次橫移到位，需要縱移機(jī)構(gòu)與橫移機(jī)構(gòu)配合對(duì)位。

(1) 進(jìn)行與直線段架梁工法中(1)相同的步驟。

(2) “喂梁”過(guò)程中不同于直線段的是，一定要保證梁片斜度與最終就位時(shí)的斜度相同，且將梁縱向向前一定距離，從而使預(yù)架梁與已架梁最小間隙為不得小于100 mm左右，落到橫移機(jī)構(gòu)上。

(3) 同時(shí)開動(dòng)兩端橫移機(jī)構(gòu)泵站，推動(dòng)橫移油缸步進(jìn)前移，將簡(jiǎn)支箱梁橫移到指定位置，由千斤頂頂起，橫移機(jī)構(gòu)退出(注意：在橫移過(guò)程中兩套橫移機(jī)構(gòu)盡量保持同步橫移，隨時(shí)觀察橫移機(jī)構(gòu)支承架偏角及支承架中心長(zhǎng)孔與豎銷軸的間隙)。

(4) 利用吊車等輔助吊裝設(shè)備將縱移機(jī)構(gòu)吊放到橫移軌道上，并與橫移機(jī)構(gòu)連接好，由橫移機(jī)構(gòu)推動(dòng)，將縱移機(jī)構(gòu)推送至簡(jiǎn)支箱梁腹內(nèi)，支墊好縱移機(jī)構(gòu)臨時(shí)鋼制墊墩，解除縱、橫移機(jī)構(gòu)間連接，橫移機(jī)構(gòu)退出。

(5) 縮回落梁千斤頂，由縱移機(jī)構(gòu)支承簡(jiǎn)支箱梁，啟動(dòng)兩套縱移機(jī)構(gòu)，將簡(jiǎn)只箱梁縱移就位，測(cè)量支座縱、橫向線中心線與墩臺(tái)十字線的錯(cuò)動(dòng)量,滿足規(guī)范要求后，再次使用落梁千斤頂支承簡(jiǎn)支箱梁，縱移機(jī)構(gòu)與再次進(jìn)入梁腹的橫移機(jī)構(gòu)連接，由橫移機(jī)構(gòu)攜縱移機(jī)構(gòu)一起退出梁腹。

(6) 橫、縱移連接機(jī)構(gòu)一起后退至中間節(jié)橫移軌道上，拆除簡(jiǎn)支箱梁下的一節(jié)橫移軌道，由吊車將其吊至橋下，以便簡(jiǎn)支箱梁能夠順利落下就位。

(7) 根據(jù)落梁步驟將簡(jiǎn)支箱梁順利落梁到位，落梁步驟如圖8。

圖8 落梁步驟

多次重復(fù)以上步驟，直至緩緩落下千斤頂，將簡(jiǎn)支箱梁落到指定高度就位，完成倒換落梁動(dòng)作。

6 結(jié)束語(yǔ)

陽(yáng)朔站多線特大橋采用TLC450型架橋機(jī)配合縱橫移裝置架設(shè)單線箱梁，節(jié)約了時(shí)間和成本，使得原本需要現(xiàn)澆或者使用專用單線架橋機(jī)架設(shè)的箱梁安全順利地完成了架設(shè)。在貴廣鐵路7標(biāo)段建設(shè)最艱難時(shí)期贏得了時(shí)間，保證了安全、質(zhì)量，創(chuàng)造了效益，有效降低了成本，贏得了參建單位的一致好評(píng)。