公路架橋機小曲線窄橋面過跨行走施工工藝探析

陳賢俊 羅曉兵 唐積 汪嘉偉

(中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430040)

傳統(tǒng)公路架橋機在應對小曲線半徑和窄橋面施工時，大多采用軌道與支腿橫移臺車間隙或搭設輔助平臺等方式調(diào)整架橋機轉彎線性，施工過程中需要不斷轉換前支腿和中支腿受力，以滿足架橋機線性調(diào)整要求，施工操作復雜、工效低，并且受橋梁設計參數(shù)影響明顯。

一、工程概況

（一）項目概況

馬來西亞SUKE高速公路為烏盧巴生至貝溪河高架高速公路工程，全長31.8km，主要施工內(nèi)容為橋梁工程，其中橋梁共計18座，單線長度為11.13km，主線橋梁單幅寬度為14.9m～23m，匝道橋寬度為8.9m，橋梁上部結構設計為預制U梁和預制小箱梁。

（二）架橋機曲線施工極限條件

馬來西亞SUKE-CA4項目匝道橋梁設計復雜，以小曲線半徑、窄橋面、大縱坡和大橫坡為主要特點，對于小箱梁架設施工難度大。

二、架橋機選擇及優(yōu)化

（一）架橋機選擇

SUKE-CA4項目選用一臺JQIV200-42A步履式公路架橋機，如圖1所示，滿足雙向架設功能。架橋機結構主要包含主梁、前臨時支腿、前支腿、中支腿、臨時中支腿、尾支腿、前后上橫梁、2臺100t起重天車及吊具、電氣系統(tǒng)和其他零星構件等，整機重量257t。

（二）架橋機優(yōu)化

1.關鍵位置設置鉸座

前支腿反滾輪組機構下方、上下橫梁之間、中支腿反滾輪組機構下方、元寶梁與橫移機構橫梁之間分別設置一個旋轉鉸；曲線段過跨中，反向橫移時，前支腿上橫梁、中支腿元寶梁在橫移過程中與鉸座下方機構形成反向位移，在單次線性調(diào)整中獲得最大的調(diào)整幅度。各支腿反滾輪組下方旋轉鉸座跟隨主梁旋轉，鉸座可完全釋放主梁與支腿之間因線性調(diào)整而形成的應力。

天車縱移機構上下橫梁、主梁前后端橫聯(lián)與主梁結合處分別設置一個旋轉鉸。前臨時支腿在超前墩蓋梁上就位，需要適應超前墩線性支撐，架橋機主梁框架形狀改變，單推一側主梁后，主梁前后橫聯(lián)鉸座及天車縱移機構鉸座適應性跟隨轉動，以克服橫聯(lián)與主梁、天車縱移機構與主梁的應力。

表1 SUKE-CA4項目部分特殊位置設計參數(shù)

圖1 JQIV200-42A架橋機結構圖

圖2 曲線半徑160m、橋寬8.9m過跨工藝流程圖

2.增加一對臨時中支腿

架橋機原設計通過的最小曲線半徑為200m，過跨方式為每隔1m～2m倒換一次尾支腿和中支腿實現(xiàn)支腿前移。由于前臨時支腿無法在橋面上支撐，倒換次數(shù)較多，勞動力投入大，工作效率低，難以實現(xiàn)該項目設計的極限條件。經(jīng)過研究優(yōu)化后，創(chuàng)新性地增加了一對臨時中支腿，在前支腿前方可任意移動臨時中支腿的位置，靈活調(diào)整各支腿支撐跨度及位置，打破架橋機自身長度過長對于曲線轉彎半徑的限制，同時避免曲線施工中架橋機輔助支架的搭設。

三、曲線半徑160m、橋寬8.9m過跨

架橋機在曲線半徑160m和8.9m窄橋面過跨前應完成前一跨箱梁濕接縫和橫隔板鋼筋的焊接，待滿足條件后再進行過跨施工。

（一）架橋機第一次轉彎線性調(diào)整

松開天車、前支腿、中支腿絞座螺栓，解除因前、中支腿反向橫移時前支腿上下橫梁、元寶梁與橫移機構發(fā)生相對位移的約束。將臨時中支腿支撐到前支腿后方，利用前支腿左右反滾輪組單動，前支腿上橫梁沿曲線外側向前、沿曲線內(nèi)側向后移動到極限位置，使前支腿、中支腿獲得最大單向橫移距離。調(diào)整好前支腿后，臨時中支腿后移至中支腿前方，整機橫移使臨時中支腿在橋面支撐，利用中支腿左右反滾輪組單動，使中支腿上橫梁沿曲線外側向后、沿曲線內(nèi)側向前移動到極限位置。然后將前支腿、中支腿反向橫移直至靠曲線外側尾支腿剛好可支撐在橋面邊緣，完成架橋機第一次線性調(diào)整。

（二）架橋機第二次轉彎線性調(diào)整

將中支腿前移支撐至離前支腿最小安全間距25m的地方，此時架橋機轉彎線性調(diào)整幅度最大，兩臺天車行走至前支腿與中支腿跨中位置平衡整機，通過水準儀測量前、中支腿附近處主梁高差，將整機主梁坡度控制在1%以內(nèi)。前支腿向曲線內(nèi)側單動行走，整機以中支腿元寶梁鉸座為圓心旋轉，完成架橋機第二次線性調(diào)整。

（三）前臨時支腿就位

架橋機主梁第二次前推，前臨時支腿位于超前墩蓋梁前方20cm時停止前推，操作單側反滾輪組使一側主梁前推，直至超前墩蓋梁中心線與主梁橫聯(lián)中心線平行。單動施工過程中，隨時監(jiān)測天車縱移機構絞座是否在跟隨主梁框架形狀變化而適應性旋轉。主梁繼續(xù)前推，前臨時支腿在超前墩蓋梁定位。

（四）中支腿就位

前臨時支腿就位之后，臨時中支腿應在尾支腿沿主梁軸線前行至最近可支撐位置前4m進行定位支撐。臨時中支腿定位支撐后，靠曲線內(nèi)側尾支腿在中支腿后方支撐與臨時中支腿形成錯位支撐，天車必須在中支腿上方壓載，每根臨時中支腿和尾支腿使用3個3噸手拉葫蘆將支腿沿橫向、縱向與橋面預埋鋼筋錨固。中支腿脫空前行至臨時中支腿后方支撐受力，臨時中支腿脫空至前支腿后方，尾支腿在中支腿后方支撐受力，中支腿再次脫空前移至前支腿后方，中支腿支撐受力前用手拉葫蘆前后調(diào)整，消除中支腿元寶梁相對位移，中支腿受力支撐完成就位。

圖3 前支腿和中支腿反向橫移示意圖

圖4 前支腿和中支腿反向橫移施工

（五）架橋機第三次線性調(diào)整

前支腿脫空后通過手拉葫蘆消除上下橫梁相對位移，并前行至超前墩受力支撐，主梁第三次前推，將前支腿、中支腿反向橫移至極限位置，直至架橋機線性與待架橋跨線性完全一致，架橋機最終轉彎完成線性調(diào)整，最后再架梁。

四、架橋機140m小曲線橋面行走施工

K5P7～K5P12為匝道140m曲線轉彎段，上部結構為預制U梁，橋面施工完成后，架橋機沿橋面行走至K5P15墩繼續(xù)架設小箱梁。當架橋機進行第二次轉彎線性調(diào)整時，因另外一處匝道橋墩身及上部結構在尾部主梁旋轉方向，致使架橋機整機線性調(diào)整后無法與超前墩蓋梁縱向中心線匹配，主梁第二次前推后，前臨時支腿無法在超前墩蓋梁就位，經(jīng)過研究最終采用大懸臂條件下調(diào)整架橋機線性的方式。

第一次線性調(diào)整完畢后，整機橫移直至前支腿抵達曲線內(nèi)側極限位置；

主梁前推，天車后退，直至主梁后端越過干涉區(qū)域，此時前臨時支腿已抵達超前墩一側，兩天車在中支腿前后作為穩(wěn)定力矩壓載，此時整機處于大懸臂工況；

參照架橋機第2次線性調(diào)整步驟，松開前支腿錨固壓板，鎖死中支腿錨固壓板和前支腿夾軌器，中支腿向曲線外側橫移，整機以前支腿上下橫梁鉸座為中心旋轉，直至前臨時支腿能完全在超前墩蓋梁上方支撐。

五、注意事項

第二次線性調(diào)整中，因旋轉時兩支腿反滾輪組之間的間距在不斷縮短，會造成前支腿或中支腿傾斜。必須要鎖好中支腿壓板螺栓且解除前支腿壓板螺栓，每次橫移不超過50cm,且隨時監(jiān)測前支腿垂直度。發(fā)現(xiàn)傾斜立即停止，通過單動前支腿兩個反滾輪組調(diào)整前支腿垂直度，使前支腿回正，然后繼續(xù)橫移到極限位置，鎖好前支腿夾軌器，直至中支腿行走到極限位置。

前臨時支腿就位時，因縱移機構行走輪與軌道有間隙，極有可能未及時旋轉絞座，天車兩側縱移機構間距無法與兩側主梁間距匹配，絞座上下易脫離，若絞座法蘭盤縫隙逐漸變大，應立即停止，單動一側天車縱移機構，使絞座復原。調(diào)整好后，兩側主梁繼續(xù)前推。

中支腿就位時，因中支腿已橫移至橋面曲線外側位置，靠曲線外側尾支腿懸空，偏離了橋面支撐位置無法支撐，中支腿無法脫空前行，必須調(diào)整臨時中支腿至尾支腿前方2m范圍內(nèi)才能繼續(xù)支撐。

架橋機在小曲線、窄橋面、大縱坡橋面行走時，整機必須要在主梁前推之前橫移至前支腿抵達曲線內(nèi)側極限位置，如果在大懸臂工況下橫移前支腿，以中支腿為旋轉中心旋轉整機，前支腿啟動和停止時懸臂會因為慣性左右劇烈晃動，整機有傾覆風險。而如果以前支腿為旋轉中心，中支腿橫移機構給整機帶來的慣性力會被前支腿大部分吸收，懸臂晃動較小。因此大懸臂工況下前支腿不允許橫移施工，只能作為旋轉中心。

六、結語

我國比較成熟的公路架橋機架設線路條件最小曲線半徑為350m，馬來西亞SUKE-CA4項目創(chuàng)新性的在架橋機前支腿、中支腿、天車、主梁前后端橫聯(lián)等關鍵位置設置鉸座增大了架橋機單次線性調(diào)整幅度。通過增設一對臨時中支腿，與尾支腿形成錯位支撐的架橋機轉彎線性調(diào)整技術，使架橋機在8.9m橋寬設計條件下的最小工作曲線半徑由195m降低至160m。在更小曲線架橋機行走的工藝中將臨時中支腿前置代替前臨時支腿，打破了架橋機受自身長度對曲線半徑的限制，將總長78m的公路架橋機在橋寬8.9m橋面行走最小曲線半徑刷新至140m，拓寬了架橋機預制安裝小箱梁施工工藝的運用范圍，具有較大的應用前景。