DP50-40 架橋機(jī)在節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁架設(shè)中的應(yīng)用

李世洋

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，重慶 404100）

1 工程概況

伏牛溪站（不含）至跳磴南站線路全長(zhǎng)6.46 km，高架橋采用節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁+支架現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)形式。節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁梁部除中墩頂段為現(xiàn)澆段外，其余均為預(yù)制節(jié)段，預(yù)制節(jié)段與現(xiàn)澆段之間采用30 cm 厚的后澆段相連。預(yù)制節(jié)段分為端頭節(jié)段、漸變節(jié)段塊及標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段塊3 種類型。端頭節(jié)段長(zhǎng)度為1.85 m，端頭塊含端橫隔梁。漸變節(jié)段塊節(jié)段長(zhǎng)度分2.5 m 和2.6 m 兩種，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段塊節(jié)段長(zhǎng)度2.6 m。單線箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁面寬度5.95 m，雙線箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁面寬度10.6 m，箱梁底板直線段寬度均為2.268 m，梁高2.1 m。節(jié)段采用密齒型剪力鍵，環(huán)氧樹脂接縫。雙線節(jié)段預(yù)制箱梁端頭節(jié)段長(zhǎng)度為1.85 m（約35 t），變節(jié)段塊節(jié)段長(zhǎng)度分2.5 m（約42 t）和2.6 m（約40 t）兩種，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段塊節(jié)段長(zhǎng)度2.6 m（約37 t），外輪廓尺寸一致，內(nèi)輪廓尺寸因結(jié)構(gòu)厚度變化有差異；單線節(jié)段預(yù)制箱梁最小節(jié)段預(yù)制箱梁重量為31 t，最大節(jié)段預(yù)制箱梁重量為35 t。

2 DP50-40 架橋機(jī)簡(jiǎn)介

2.1 架橋機(jī)結(jié)構(gòu)

根據(jù)工程特點(diǎn)，選用DP50-40 型架橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁架設(shè)施工（圖1）。DP50-40 型架橋機(jī)主要由主梁、4 條支腿、主天車、端/中吊掛、輔助天車、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其附屬結(jié)構(gòu)組成[1]。主梁為箱型斷面（寬1.3 m、高3.2 m），全長(zhǎng)94 m，采用Q345B 材料；主天車主要包括縱移臺(tái)車、橫移平臺(tái)、起升系統(tǒng)、附屬結(jié)構(gòu)、電氣液壓等結(jié)構(gòu)，額定起吊能力為50 t，升降速度重載0～3 m/min，空載0～6 m/min，縱移速度0～6 m/min；輔助天車由兩個(gè)走行輪箱、一臺(tái)10 t 電動(dòng)葫蘆、附屬結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，設(shè)計(jì)輪壓為6 t，驅(qū)動(dòng)功率為0.55 kW，減速機(jī)型號(hào)BLEV20-121-0.55 kW，電機(jī)為變頻制動(dòng)電機(jī)，制動(dòng)電壓為380 V，防護(hù)等級(jí)為IP55；支腿結(jié)構(gòu)材料均選用Q345B，銷軸材料均選用為40Cr[2]；端吊掛共8 根，主要由橫梁、橫移梁、吊桿、二級(jí)吊具、吊具橫梁（端梁面橫擔(dān)）、縱橫移油缸、豎向油缸等組成，吊桿材料選用40CrNiMo；中吊掛共14 根，主要由橫梁、吊桿、下橫梁（中梁面橫擔(dān)）、精調(diào)系統(tǒng)等組成；液壓系統(tǒng)采用獨(dú)立單元設(shè)計(jì)，整機(jī)液壓系統(tǒng)共11 套，每套液壓系統(tǒng)最大功率為2×11 kW；電氣系統(tǒng)主要為起升機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)，均采用變頻驅(qū)動(dòng)，其中起升機(jī)構(gòu)采用55 kW 變頻器。

圖1 DP50-40 型架橋機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 技術(shù)參數(shù)

DP50-40 架橋機(jī)用于架設(shè)45.2 m 及以下跨度，節(jié)段梁重650 t 以下的鋼筋混凝土梁片。架橋機(jī)過孔方式為步履式，線路最小曲線半徑要求為600 m，可適應(yīng)縱坡3.2%、橫坡1%的線路施工。架橋機(jī)滿跨荷載650 t/14，整機(jī)重量為472 t，輔助起吊系統(tǒng)起重能力為10 t，天車橫向調(diào)整范圍為±200 mm，天車水平縱向運(yùn)行速度0～6 m/min，天車主鉤起升速度負(fù)載為0～3 m/min、空載0～6 m/min，架橋機(jī)水平縱向運(yùn)行速度0～1 m/min，架橋機(jī)橫向調(diào)整/角度為±750 mm/5°，最大提升高度為26 m。

3 節(jié)段箱梁拼裝及架設(shè)

圖2 為節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁架梁整體施工流程。架梁前需做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作：首先需要完成中墩墩頂箱梁0#梁段澆筑施工；其次，需要設(shè)置臨時(shí)支撐，臨時(shí)支墩一部分采用壁厚14 mm、直徑609 mm 的螺旋鋼管搭設(shè)，一部分采用83 型軍用墩搭設(shè)，每臺(tái)架橋機(jī)計(jì)劃配置10 套臨時(shí)支墩，最后再從梁場(chǎng)將梁片運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)[3]。在施工流程中，首跨架設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)跨架設(shè)、邊跨架設(shè)、門式墩架設(shè)、縱坡架設(shè)以及架橋機(jī)縱移過孔操作會(huì)涉及DP50-40 架橋機(jī)，因而僅對(duì)上述6 項(xiàng)施工流程進(jìn)行詳細(xì)說明[4]。

圖2 節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁架梁施工流程

3.1 首跨架設(shè)

圖3 為架橋機(jī)首跨施工步驟示意。首跨架設(shè)分為4 個(gè)步驟，一是首跨節(jié)段吊裝，二是膠拼及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉，三是簡(jiǎn)支永久預(yù)應(yīng)力高位張拉及壓漿，四是整體落梁就位[5]。在首跨節(jié)段吊裝施工過程中，架橋機(jī)需要進(jìn)行喂梁：①運(yùn)梁車將節(jié)段塊運(yùn)送至架橋機(jī)正下方，架橋機(jī)準(zhǔn)備提梁，為保證運(yùn)梁車運(yùn)梁到位，運(yùn)梁車應(yīng)按整孔節(jié)段梁編號(hào)順序喂梁，順序?yàn)榧茉O(shè)方向從前到后1#～10#節(jié)段，節(jié)段兩兩之間保持50 mm 距離；②運(yùn)梁車喂梁15#～11#節(jié)段。

圖3 架橋機(jī)首跨施工順序

3.2 標(biāo)準(zhǔn)跨架設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)跨架設(shè)與首跨架設(shè)方式基本相同，但喂梁方式和吊掛方式與首跨架設(shè)有區(qū)別。具體施工步驟為：①橋后喂梁，標(biāo)準(zhǔn)跨因線路場(chǎng)地原因選擇橋后喂梁方式，即橋機(jī)架設(shè)完第一、二孔梁后，跨墩龍門將運(yùn)梁車提升至已經(jīng)架設(shè)好的橋面上；②高低掛懸拼施工，為給最后吊掛節(jié)段留出旋轉(zhuǎn)空間，向下錯(cuò)位3 m 吊掛11#塊，并向前0.4 m；正常高度吊掛12#塊，并向前0.55 m；向下錯(cuò)位3 m 吊掛13#塊，并向前0.4 m；正常高度吊掛14#塊，并向前0.55 m，15#節(jié)段懸掛完畢后，開始從15#～1#塊倒序進(jìn)行膠拼、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉等后續(xù)施工，施工工藝與首跨架設(shè)相同。

3.3 邊跨架設(shè)

邊跨架設(shè)工藝與標(biāo)準(zhǔn)跨架設(shè)工藝相同，僅橋機(jī)2 號(hào)支腿站位不同，2 號(hào)支腿需站位在邊墩支架上，邊跨架設(shè)如圖4 所示。

圖4 邊跨架設(shè)示意

3.4 門式墩架設(shè)

由于架橋機(jī)架設(shè)區(qū)間都存在跨鐵路、跨公路等情況，此工況下橋墩由普通雙支薄壁墩變?yōu)殚T式墩。為不影響鐵路交通，承載架設(shè)梁重的臨時(shí)支架也改為相應(yīng)的門式墩。門式墩架設(shè)工藝與標(biāo)準(zhǔn)跨架設(shè)工藝相同，架設(shè)順序?yàn)橄燃茉O(shè)出入線，即門式墩下方雙線梁，再架設(shè)左線，即上方單線梁，門式墩架設(shè)如圖5 所示。

圖5 門式墩架設(shè)

3.5 縱坡架設(shè)

由于該架橋機(jī)4 條支腿均有升降范圍，且1、3、4 號(hào)支腿均配備有油缸，操作泵站可滿足自身的升降，2 號(hào)支腿通過1 或3號(hào)支腿油缸和天車配合也可滿足自身升降，故整機(jī)在施工過程中主梁處于水平狀態(tài)，施工更加安全。在平坡及下坡施工時(shí)，1、4號(hào)支腿正常安裝即可，在上坡3.2%施工時(shí)，1 號(hào)支腿最上端的1.2 m 短節(jié)需要裝在4 號(hào)支腿上方，以滿足4 號(hào)支腿的調(diào)節(jié)范圍。在縱坡施工時(shí)，2 號(hào)支腿下方要用混凝土找平或沙子找平。

3.6 架橋機(jī)縱移過孔

墩身施工完成后，及時(shí)安排臨時(shí)支墩的安裝工作，在整體落梁之后即可進(jìn)行架橋機(jī)縱移過孔。其施工步驟為：①拆除所有吊掛，解除2、3 號(hào)腿與主梁之間的鎖定，天車開至尾部，架橋機(jī)準(zhǔn)備過孔；②架橋機(jī)2、3 號(hào)腿托輥配合推動(dòng)架橋機(jī)第一次過孔到位，支撐1、4 號(hào)腿，4 號(hào)腿與梁面拉攬風(fēng)，天車開至3 號(hào)腿上方，連接吊具與3 號(hào)腿，收縮3 號(hào)腿油缸，3 號(hào)腿脫空；③天車將3 號(hào)腿倒運(yùn)至2 號(hào)腿的后方進(jìn)行支撐，解開吊具與3 號(hào)腿間的連接并錨固3 號(hào)腿，天車開至2 號(hào)腿上方，連接2 號(hào)腿與吊具，脫空2 號(hào)腿，天車提起2號(hào)腿；④天車提起2 號(hào)腿向前縱移2 m 至支架支撐，再次收縮3 號(hào)腿油缸，3 號(hào)腿脫空向前縱移至墩頂；⑤天車再次提起2 號(hào)腿縱移到位至前方墩頂塊支撐，解除4 號(hào)腿攬風(fēng)，收縮1、4 號(hào)腿，將1 號(hào)腿下橫梁橫向打開以通過2 號(hào)腿并錨固2 號(hào)腿；⑥2、3 號(hào)腿托輥配合再次將架橋機(jī)推送過孔到位，然后調(diào)整各吊掛的位置，使架橋機(jī)恢復(fù)至架梁狀態(tài)；⑦架橋機(jī)過孔到位（主框架向前推進(jìn)過程中，主天車及輔助天車同步后移，始終保持與2 號(hào)支腿相對(duì)位置不變），架橋機(jī)過孔到位，2 號(hào)支腿和3 號(hào)支腿與主框架進(jìn)行錨固，解除2號(hào)支腿與墩頂錨固斜撐桿，調(diào)整吊掛吊桿，準(zhǔn)備架梁。

4 結(jié)語

DP50-40 架橋機(jī)作為一種橋梁節(jié)段拼裝架設(shè)設(shè)備，具有施工速度快、操作簡(jiǎn)便以及經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在城市軌道交通建設(shè)中將得到越來越多的應(yīng)用。DP50-40 架橋機(jī)在伏牛溪站至跳磴南站線路的成功應(yīng)用，能夠?yàn)轭愃瞥鞘熊壍澜煌ü?jié)段預(yù)制梁施工提供可靠的技術(shù)手段和寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但是將來城市軌道交通高架橋架設(shè)的工況會(huì)越來越復(fù)雜，在遇到小曲線施工、反向施工以及變跨施工等特殊工況時(shí)，還需要對(duì)架橋機(jī)的操作流程進(jìn)行細(xì)化，才能進(jìn)一步保障架設(shè)施工安全。