步履式造橋機(jī)架設(shè)高速鐵路節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁施工技術(shù)

趙敏聰，任高強(qiáng)

（中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司，北京 102308）

隨著我國(guó)鐵路交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁建設(shè)的發(fā)展也迎來(lái)了良好的機(jī)遇期，各種新的理念和橋梁施工的各種新的方法都不斷地被嘗試。其中，節(jié)段箱梁預(yù)制拼裝技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展最令人矚目，得到了世界各國(guó)建設(shè)領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可。某高速鐵路特大橋設(shè)計(jì)采用了46 孔56m 的節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁通過(guò)，本文針對(duì)節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁特點(diǎn)，利用步履式造橋機(jī)架設(shè)施工，不斷組織科學(xué)技術(shù)攻關(guān)，形成了一套完整的施工工藝。

1 工程概況

某高速鐵路特大橋共設(shè)46 孔56m 節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁。梁體全長(zhǎng)57.1m，計(jì)算跨徑55.4m，為等高度單箱單室混凝土預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁，底寬6.7m，頂寬12.6m，高5.1m，每跨梁分13個(gè)節(jié)段，橋梁整體重量2134T。橋梁架設(shè)均采用步履式造橋機(jī)架設(shè)膠拼，膠拼完成后分批整孔張拉、整孔落梁安裝。

2 工藝原理

造橋機(jī)采用雙桁架式主梁，共4個(gè)支腿，“步履式”過(guò)孔，整機(jī)雙跨布置，全長(zhǎng)136.6m，寬12m，高19.5m，由主梁、前支腿、主支腿、吊掛、主天車(chē)、后支腿、輔助天車(chē)組成。過(guò)孔狀態(tài)兩個(gè)主支腿作為橋機(jī)過(guò)孔動(dòng)力來(lái)源，利用液壓系統(tǒng)推動(dòng)整機(jī)過(guò)孔，過(guò)孔過(guò)程中，前后支腿在墩頂及附近輔助支撐配合橋機(jī)完成過(guò)孔。架梁狀態(tài)造橋機(jī)前支腿和主支腿分別在墩頂、橋頭站位，天車(chē)自橋尾喂梁，全部到位后精調(diào)節(jié)段塊姿態(tài)，節(jié)段塊端面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂后施工臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，施工永久預(yù)應(yīng)力原位張拉，通過(guò)兩主支腿上油缸整機(jī)落架卸載完成體系轉(zhuǎn)換后成橋。造橋機(jī)結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1 步履式造橋機(jī)總圖。

圖1 步履式造橋機(jī)總圖

3 工藝特點(diǎn)

本工藝造橋機(jī)采用全桁架式主梁，自重更輕，更經(jīng)濟(jì)，迎風(fēng)面積小，安全系數(shù)更高。造橋機(jī)采用4 支腿，雙主支腿形式，無(wú)須在橋墩上預(yù)埋和開(kāi)孔，作業(yè)量少，施工更快捷。主支腿配置大噸位卸載油缸，整體落架，便于整機(jī)卸載，吊掛受力明確，便于拆除吊掛螺紋鋼筋，大幅提高工效。天車(chē)吊具設(shè)置有三維調(diào)整裝置，可360 度平轉(zhuǎn)，便于節(jié)段塊空中姿態(tài)調(diào)整，便于節(jié)段對(duì)位，施工高效。整機(jī)采用順坡施工，支腿無(wú)須大范圍調(diào)整，獨(dú)特的設(shè)計(jì)可以提高整機(jī)對(duì)坡度適應(yīng)能力，減少支腿的調(diào)整時(shí)間，從而提高施工效率。行走方式采用步履式上行走方式，適應(yīng)性、通用性強(qiáng)，重復(fù)利用率高，可方便滿足線路首、末跨低墩施工、自行通過(guò)大跨度連續(xù)梁，對(duì)墩身結(jié)構(gòu)無(wú)影響。

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 造橋機(jī)拼裝、就位

節(jié)段拼裝簡(jiǎn)支箱梁一般為穿越灘涂、濕地等特殊地段而設(shè)，因此，造橋機(jī)采用支架法橋位組裝方式安裝，利用臨近的簡(jiǎn)支梁橋墩或橋面搭設(shè)支架，用于固定橋機(jī)主支腿。采用重型起重吊車(chē)或龍門(mén)吊將提前分段組拼好的桁架梁逐段吊至主支腿上方組裝，安裝前規(guī)劃好各分段桁架梁組裝順序，確保每次組拼完成后桁架梁重心在兩個(gè)主支腿之間，安裝前后端橫梁及主副天車(chē)，連接設(shè)備電氣、液壓及操控等系統(tǒng)即可進(jìn)行調(diào)試。見(jiàn)圖2 臨時(shí)支架及支腿安放示意圖、圖3 橋機(jī)縱梁安裝示意圖。

圖2 臨時(shí)支架及支腿安放示意圖

4.2 首節(jié)段精確定位

節(jié)段梁存放時(shí)間（45 天）達(dá)標(biāo)后進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)收，合格后開(kāi)始拼裝作業(yè)。采用200t 龍門(mén)吊將節(jié)段吊裝到橋面運(yùn)梁車(chē)運(yùn)輸至橋位進(jìn)行拼裝。首先，安裝13#段，按照尾部喂梁要求，通過(guò)天車(chē)升降、縱移、旋轉(zhuǎn)將13#段吊至墩位處，安防固定端支座，將節(jié)段落至墩頂三維調(diào)整裝置，調(diào)整制梁時(shí)，埋設(shè)的中心控制點(diǎn)與整孔梁中心線重合，調(diào)整高程控制點(diǎn)至設(shè)計(jì)及規(guī)范允許高程，支座中心線與墊石十字線重合，檢查無(wú)誤后，利用限位裝置與橋墩固定，然后，采用灌漿料固定支座。

圖3 橋機(jī)縱梁安裝示意圖

4.3 節(jié)段吊裝

重復(fù)運(yùn)梁、喂梁、縱移、旋轉(zhuǎn)、橫移等工序由遠(yuǎn)至近依次將1#～12#節(jié)段吊掛于造橋機(jī)的主桁架上，吊掛時(shí)相鄰節(jié)段采用高低掛相互錯(cuò)開(kāi)，以便于節(jié)段旋轉(zhuǎn)、調(diào)位及后序膠拼施工，1#段吊裝時(shí)提前將活動(dòng)端支座在墊石頂面預(yù)置，注意預(yù)偏方向，避免裝反。見(jiàn)圖4 節(jié)段吊裝示意圖。

圖4 節(jié)段吊裝示意圖

4.4 梁段膠拼

節(jié)段吊裝完成后，從固定端（13#段）開(kāi)始逐節(jié)膠拼，首先，在預(yù)應(yīng)力孔道處粘貼環(huán)形密封墊圈，避免孔道壓漿時(shí)串漿漏漿。同時(shí)，按照預(yù)調(diào)的配比配制環(huán)氧密封膠，攪拌均勻后利用抹刀涂抹至膠結(jié)面，采用繃?yán)?mm 鋼絲方式控制單面涂膠厚度為3mm。涂膠完成后用天車(chē)吊運(yùn)12#節(jié)段向13#節(jié)段靠攏，通過(guò)預(yù)埋的標(biāo)高及軸線控制點(diǎn)調(diào)整節(jié)段位置，使中線、標(biāo)高、接縫完全吻合，采用4 臺(tái)60t 穿心千斤頂對(duì)梁面和腹板臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨塊（見(jiàn)圖5 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨塊設(shè)置示意圖）上的8 根精扎螺紋鋼分兩批張拉到設(shè)計(jì)噸位，將接縫擠出的膠清理干凈，并及時(shí)用通孔器清理預(yù)應(yīng)力孔道。依次將剩余12#至1#梁段膠拼。膠拼過(guò)程測(cè)量人員隨時(shí)檢測(cè)梁體的整體線形及標(biāo)高，確保達(dá)標(biāo)。

圖5 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力錨塊設(shè)置示意圖

4.5 預(yù)應(yīng)力工程

安裝活動(dòng)端支座并灌漿固定，同時(shí)，解除支座臨時(shí)鎖定。強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后穿預(yù)應(yīng)力鋼束，用4 臺(tái)400t 內(nèi)卡千斤頂，對(duì)稱張拉第一批永久（腹板）預(yù)應(yīng)力鋼束；解除造橋機(jī)1#支腿和2#支腿處油缸鎖定抱箍，1#支腿、2#支腿油缸下降，整體落架完成體系轉(zhuǎn)換。拆除造橋機(jī)吊桿鋼棒、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼，依次完成第二批永久預(yù)應(yīng)力（底板、齒塊）鋼束張拉，確認(rèn)合格后，切除兩端多余的預(yù)應(yīng)力鋼束，在張拉完成48h內(nèi)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道壓漿。

4.6 過(guò)孔

整孔梁架設(shè)完畢，造橋機(jī)進(jìn)入過(guò)孔準(zhǔn)備，安裝造橋機(jī)尾部4#支腿，主天車(chē)吊轉(zhuǎn)3#支腿至1#支腿處，錨固于架設(shè)完成梁段吊裝孔上，完成2#與3#支腿轉(zhuǎn)換，造橋機(jī)縱移過(guò)孔，1#支腿上墩、錨固，造橋機(jī)進(jìn)入下孔架梁狀態(tài)。橋機(jī)過(guò)孔通過(guò)調(diào)整天車(chē)位置或吊設(shè)配重塊（13#段）控制橋機(jī)重心在兩個(gè)主支腿之間。見(jiàn)圖6 橋機(jī)過(guò)孔配重示意圖。

圖6 橋機(jī)過(guò)孔配重示意圖

4.7 接縫處理及后序安排

造橋機(jī)過(guò)孔后，將體外涂膠平臺(tái)后退，對(duì)梁體每個(gè)接縫處40cm 范圍涂刷1.5mm 厚聚氨酯防水涂料，后序進(jìn)行梁端封錨和防水層施工。

5 結(jié)語(yǔ)

該高速鐵路特大橋56m 節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁架設(shè)施工，創(chuàng)新地使用了步履式造橋機(jī)架設(shè)膠拼工藝，實(shí)現(xiàn)了逐節(jié)膠拼、整孔張拉、整孔落梁，有效地提高了施工工效保證了節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁箱梁的施工質(zhì)量，提高了設(shè)備利用率，提高了施工效率，使經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益得到了有效提高。