立交橋預(yù)制T 梁施工設(shè)備選型與施工方法

許 哲

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司國際建設(shè)分公司，北京 100176）

1 工程概況

烏本戈立交橋位于坦桑尼亞達(dá)累斯薩拉姆市西部的烏本戈十字路口，第一層MOROGORO 路跨線橋長269.9 m，共9 跨，其中預(yù)制混凝土梁8 跨，鋼結(jié)構(gòu)疊合梁1 跨，橋梁寬度24.1 m；第二層MANDELA 路跨線橋長710.2 m，共24 跨，其中預(yù)制混凝土梁23 跨，鋼結(jié)構(gòu)疊合梁1 跨，橋梁寬度25.1 m。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用直徑900 mm 鋼筋混凝土鉆孔樁（576 根）、圓柱墩和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土蓋梁；上部結(jié)構(gòu)主要為預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，預(yù)制梁共計344 片，跨徑由25 m（123 片）、27.7 m（44 片）和30.1 m（177 片）組成。烏本戈立交橋在十字路口處架梁時屬于上跨既有道路施工，跨既有道路處采用50 m 鋼梁，每層左、右幅共有11 榀鋼梁，梁體最大重量35.5 t，與既有道路正交，橋下凈空5.25 m，一層鋼梁采用50 t 汽車吊進(jìn)行架設(shè)，二層鋼梁架設(shè)采用160 t 履帶吊完成。下部采用結(jié)構(gòu)形式為圓柱式橋墩，柱頂帶蓋梁。

2 施工機(jī)械設(shè)備選型

預(yù)制梁架設(shè)施工的主要設(shè)備見表1。施工前應(yīng)對施工設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，保證施工設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量能滿足施工技術(shù)要求。鑒于當(dāng)?shù)卦O(shè)備資源匱乏、勞動力充足等特點，綜合考慮項目工期、橋機(jī)拆裝倒運(yùn)成本以及鋼梁安裝時所用的吊裝設(shè)備，決定二層橋采用JSHB40-120 型架橋機(jī)架設(shè)，一層橋預(yù)制梁架設(shè)采用2 臺吊車抬吊。二層橋采用JSHB40-120 型架橋機(jī)架設(shè)，T 梁最大吊裝重量78 t，吊裝額外安全儲備系數(shù)120/78=1.54。

3 預(yù)制T 梁施工方法

（1）一層橋預(yù)制T 梁架設(shè)采用2 臺吊車抬吊，一臺130 t汽車吊、一臺160 t 履帶吊架設(shè)，本次架設(shè)T 梁最大吊裝重量78 t，吊裝額外安全儲備系數(shù)120/78=1.54。架設(shè)T 梁捆綁吊裝的鋼絲繩采用4 根直徑43 mm，6×37 的鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度為1870 MPa=1870 N/mm2。經(jīng)計算架梁T 梁最大吊裝重量78 t，鋼絲繩吊裝安全系數(shù)為5.7，所選用的鋼絲繩可滿足施工要求。

（2）二層T 梁采用TYLC120 型運(yùn)梁車進(jìn)行運(yùn)梁，T 梁最大重量78 t，運(yùn)輸安全儲備系數(shù)為1.54。該運(yùn)梁車與架橋機(jī)為相同廠家配套運(yùn)梁車，運(yùn)梁車輪距按本項目T 梁間距設(shè)置?；陧椖窟\(yùn)梁路線考慮，運(yùn)梁車采用雙車頭驅(qū)動，最大承載能力120 t，運(yùn)梁時行駛速度0～5 km/h，空車返回時行駛速度0～17 km/h，裝梁高度1.37 m，軸距1.35～2.675 m，最大轉(zhuǎn)向角13°，最小轉(zhuǎn)彎半徑50 m，一級變速箱6 前進(jìn)擋、1 后退擋，二級變速箱高低擋，適應(yīng)坡度縱坡6%、橫坡3%。JSHB40-120 型架橋機(jī)額定起重量120 t，適應(yīng)跨度≤40 m，適應(yīng)縱坡≤6%，適應(yīng)橫坡≤4%，吊梁提升速度0.7 m/min，提升小車縱移速度5 m/min，提升小車橫移速度2 m/min，架橋機(jī)橫移速度3 m/min，總功率（不包括運(yùn)梁）77 kW。

（3）架橋機(jī)過孔驗算。架橋機(jī)跨孔中最不利狀態(tài)是在架橋機(jī)縱移35 m 后，同時前支腿縱移至下一跨蓋梁上方并未落在橫移軌道上時。此時由于前支腿沒有落在蓋梁上，架橋機(jī)前部在前38 m 自重和前支腿重力作用下以中支腿為支點產(chǎn)生向下的傾覆力矩。經(jīng)計算K=2.28＞1.5，故安全。

（4）運(yùn)梁工況計算。梁上運(yùn)梁時，T 梁橋面板和橫隔板濕接縫未澆注，T 梁處于簡支狀態(tài)。對于L=30.1 m 梁來說，運(yùn)輸L=35 mT 梁是其最不利工況。L=35 m 預(yù)制T 梁自重1075 kN。根據(jù)提供的運(yùn)梁小車資料，小車總重量是260 kN。運(yùn)梁時，根據(jù)規(guī)范，自重乘以1.2 倍作為動荷載考慮。因此，運(yùn)梁時每臺運(yùn)梁小車承擔(dān)的最大自重為（1075+260）×1.2/2=801 kN。根據(jù)布置，運(yùn)梁重量由2 片T 梁均勻承擔(dān)，則單片T 梁最大的豎向荷載為401 kN。經(jīng)計算得到T 梁最大彎距在跨中時為5525 kN·m（包含梁體自重產(chǎn)生的彎矩），遠(yuǎn)小于截面所能承受的最大14 347 kN·m 彎距，滿足要求。運(yùn)梁時，T 梁最大壓應(yīng)力12.6 MPa，滿足要求。

（5）架梁前的準(zhǔn)備。負(fù)責(zé)施工的操作、技術(shù)、現(xiàn)場管理等相關(guān)工作人員應(yīng)及時到位，做好相關(guān)施工準(zhǔn)備。施工用到機(jī)械設(shè)備和物資應(yīng)全部到位并到達(dá)規(guī)定使用要求。

表1 預(yù)制T 梁施工主要設(shè)備

（6）運(yùn)梁通道的平整與壓實。T 梁運(yùn)輸前對運(yùn)梁路線進(jìn)行處理，寬度保證＞5 m。對運(yùn)梁通道的地面進(jìn)行平整，上鋪厚0.3 m 碎石，再用壓路機(jī)進(jìn)行壓實，保證地面壓實度、坡度符合施工要求。為確保運(yùn)梁車在已安裝梁上行車的穩(wěn)定性，應(yīng)焊接好全部安裝好的T 梁濕接縫鋼筋、中橫梁和端橫梁以保證T 梁為一個整體。

（7）架橋機(jī)拼裝、試運(yùn)行。MANDELA 路二層主線橋利用施工完畢的橋頭路基段作為架橋機(jī)的拼裝場地，拼裝完成后進(jìn)行試運(yùn)行驗收合格后進(jìn)行預(yù)制梁架設(shè)；MANDELA 路二層主線橋一半預(yù)制梁架梁完畢后，架橋機(jī)拆轉(zhuǎn)至二層主線橋小里程方向，利用小里程橋頭路基段作為拼裝場地進(jìn)行拼裝調(diào)試，調(diào)試完成后開始預(yù)制梁架設(shè)工作。

（8）整體架梁順序。首先采用吊車架一層MOROGORO 路橋預(yù)制梁，MOROGORO 橋由進(jìn)城方向開始架設(shè)，架設(shè)順序為MR04→MR02→MR01→MR03→MR09→MR08→MR07→MR05；MANDELA-SAM NUJOMA 路于2019年10月1日在PNM25橋臺處開始組織架橋機(jī)，由大里程向小里程逐跨架設(shè)，第一階段順序為NM24-NM15，第一階段完成后，拆除架橋機(jī)轉(zhuǎn)場到PNM01 橋臺，第二階段順序為NM01-NM14。單跨架梁順序為1#-2#-3#-4#-5#-6#-7#-8#-9#-10#-11#，見圖1。

（9）喂梁。T 梁在梁場用龍門吊吊上運(yùn)梁車，用運(yùn)梁車運(yùn)到規(guī)定的喂梁區(qū)后通過架橋機(jī)送到指定位置。

（10）安裝邊梁。橋梁到達(dá)指定位置后，用吊梁天車縱向吊起梁安放到前一跨位，T 梁經(jīng)架橋機(jī)達(dá)到邊梁設(shè)計位置后，架橋機(jī)放下邊梁，最后進(jìn)行邊梁加固。

（11）安裝次邊梁。橋梁到達(dá)指定位置后，用吊梁天車縱向吊起梁安放到前一跨位，T 梁經(jīng)架橋機(jī)達(dá)到次邊梁設(shè)計位置后，架橋機(jī)放下邊梁，最后進(jìn)行邊梁加固。

圖1 T 梁布置順序

（12）T 梁支撐穩(wěn)定性的措施。邊梁到達(dá)指定位置后，及時焊接相鄰T 梁與邊梁的中梁濕接縫、縱向鋼筋；并以預(yù)埋筋為支點用倒鏈加固，用方木以相鄰墊石作為作為支撐，相鄰梁端頭鋼筋與端頭用鋼筋采用4 臺焊機(jī)進(jìn)行焊接。次邊梁到達(dá)指定位置后，應(yīng)對相鄰T 梁縱向鋼筋進(jìn)行及時焊接。在蓋梁上預(yù)埋好作為固定T 梁用倒鏈的支點鋼筋，在該支點設(shè)倒鏈，以相鄰墊石為支撐用方木對T 梁進(jìn)行加固。

4 結(jié)語

采用架橋機(jī)與吊車相配合的方案很好地解決了非洲地區(qū)資源匱乏導(dǎo)致的施工難題，順利完成了城市立交橋預(yù)制T 梁的施工。施工中各項檢測指標(biāo)均滿足規(guī)定要求，表明采用的施工方法是可行的，可在非洲經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的城市立交橋預(yù)制T 梁施工中推廣使用。