橋隧相連段零距離架設大型箱梁施工技術要點分析

李 楊

（江西省交通投資集團撫州管理中心進賢養(yǎng)護所臨川養(yǎng)護站，江西 撫州 344000）

引言

與一般工程設計與施工不同，連接工程需要將橋梁和隧道的施工看作一個整體，同時把握單個工程間的內(nèi)部聯(lián)系，否則橋隧使用質量、年限都會受到影響。在高速公路和鐵路中，鐵路混凝土預制箱梁架設作為重點施工環(huán)節(jié)之一，由于所在地區(qū)地勢、地質、環(huán)境的影響，導致架設難度高，耗時長，增加施工成本的同時也無法保障施工質量。因此，立足于運架設備和箱梁支座灌漿施工分析技術要點對橋隧相連工程的開展是必要的。

1 工程簡介

某項目為例，該項目長為431.183 km，施工全長61.192 km。主要有路基1 021 m，隧道11 座57 499 m，橋梁17 座2 672 m，越行站1 個；重點工程6 個。其中，橋涵含基礎、墩臺、附屬工程梁部工程以及橋面系等工程；隧道含所有土建工程，含隧道內(nèi)永久性通風、照明設備及安裝。

2 基于實例分析橋隧相連段零距離架設大型箱梁施工技術要點

2.1 技術方案優(yōu)化

在高速公路、鐵路建設規(guī)模、數(shù)量不斷上升的當下，鐵路混凝土預制箱梁在相關建設工程中的應用愈發(fā)廣泛，橋隧相連工程中，無論是施工設計還是具體施工作業(yè)，最為明顯的特點是具有相互干擾性，由于此類工程規(guī)模相對較大，施工周期較長，現(xiàn)場環(huán)境也較為惡劣，在地質、場地環(huán)境的限制影響下，有些工程只能落實整體型的橋隧連接施工設計，但此類工程直接澆筑橋臺，而橋臺上還需要架設用于橋梁架設的梁板，以此實現(xiàn)隧道明洞與橋梁梁板的直接連通，所以，在施工交叉、干擾的情況下，此類工程需以實際情況為基礎，將橋梁與隧道施工看成是一個不可分割的整體針對提出的施工繁瑣、成本水平高、施工困難等難點問題，應結合本次工程周圍相對嚴峻的施工環(huán)境，在開展橋隧相連段零距離架設大型箱梁施工作業(yè)時，施工方案中采用YLS900 運梁車和JQDS900 架橋機運架設備，通過設備合理整合實現(xiàn)整機過隧道和隧道出口首孔箱梁架設施工作業(yè)，并創(chuàng)新出一套完整的橋隧相連運架梁施工工藝。出/進隧道零距離運架梁，見圖1。

圖1 出（左）/進（右）隧道零距離運架梁

同時，在橋隧相連運架梁施工過程中，主要采用具有可伸縮功能的支架加固灌漿模板的箱梁支座灌漿施工新方法。具體技術方案如下：

由于所涉及的箱梁規(guī)模較大，在常規(guī)橋隧相連工程零距離箱梁運架施工過程中，傳統(tǒng)的運架一體、運架分離設備要求隧道口架橋需在橋臺和洞口之間有至少大于40 m 距離，而且，涉及使用的架橋機整體規(guī)格較大，在使其通過隧道時往往需要將大型部件拆下，然后逐一通過隧道，需要投入較多時間成本的同時，通過隧道后還需將其重新安裝，導致施工人員施工量較大[1]。因此，在橋隧相連、箱梁噸位較大等情況下，為更好滿足施工質量要求，主要采用YLS900 型運梁車和JQDS900 型架橋機配套使用的運架分離設備這一技術方案開展相關工作，避免部件大量拆卸甚至是切除等工作，降低施工成本的同時，為施工效率和施工質量提供保障。施工過程中依據(jù)規(guī)范及設計圖紙要求，積極引進新工藝、新技術，結合工程實際情況對其進行調整與創(chuàng)新總結，從而落實一套施工難度相對較低、成本消耗少的橋隧相連段零距離運架梁施工技術。其中，YLS900 運梁車結構組成，見圖2。

圖2 YLS900 運梁車結構組成

其中，1——車體；2——主動輪組及轉向機構；3——被動輪組及轉向機構；4——前司機室；5——后司機室；6——馱梁臺車；7——動力系統(tǒng)；8——電氣系統(tǒng)；9——液壓系統(tǒng)組成。JQDS900 架橋機結構組成，見圖3。

圖3 JQDS900 架橋機結構組成

其中，1——導梁；2——前輔助支腿；3——主梁；4——前支腿；5——起重小車；6——卷揚總成；7——中輔助支腿；8——后支腿；9——C 型支腿；10——后輔助支腿；11——支撐輪組；12——司機室；13——電氣系統(tǒng)；14——液壓系統(tǒng)；15——輔助小車；16——附件。

JQDS900 架橋機主要采用定點取梁作業(yè)方式開展架梁工作，導梁輔助過孔方式縱向移動，運梁車馱云架橋機方式轉場。除此之外，該設備與導梁主要采用兩跨簡支式結構，架梁作業(yè)為跨一孔簡支式架梁。由運梁車運梁至架橋機尾部，運梁車與架橋機導梁對接，通過兩臺馱梁臺車將箱梁運至導梁上，翻下架橋機后支腿，從而使兩臺起重小車順利通過定點起吊，實現(xiàn)箱梁的順利吊起，最后通過鏈條拖拉驅動導梁過孔使前支腿到位，兩臺起重小車同步落梁到位[2]。

2.2 運梁施工技術

在運梁施工中，其技術要點主要體現(xiàn)在四個方面，分別是過路基、過隧道、停車控制等，具體內(nèi)容如下：

2.2.1 運梁車運梁通過路基

相關施工人員應開展運梁車箱梁裝載工作，待其完畢后將行車軌跡跟蹤程序打開，控制后臺為1 號控制室和2 號控制室，其中，前者對箱梁運輸進行控制，后者則與運梁車兩側的巡車人員對運梁車運行路線、狀態(tài)進行監(jiān)控，確保其穩(wěn)妥完成運輸任務。在運梁車實際運行過程中，其行進方向以路基中線為主，施工人員要對輪胎外側與級配碎石填筑外側之間的距離進行控制，一般應在1.5 m 以上，若為運梁便道，則要在2 m 以上。需要注意的是，當裝有箱梁的運梁車通過涵洞時，要確保涵洞上方有級配碎石層，且厚度不得小于50 cm。

2.2.2 運梁車運梁通過隧道

YLS900 運梁車在通過隧道時，應將頂升系統(tǒng)調至合理高度，正常情況下，其高度在2 000 mm 左右，為確保隧道的順利通過，應降低200 mm，調至1 800 mm 高度。與此同時，控制相關部件與隧道內(nèi)襯之間的距離，尤其是箱梁中翼緣、電氣化立柱、防護墻鋼筋，不應小于200 mm，相關人員做好巡視工作，結合車身自帶的雷達探測系統(tǒng)開展全面的巡視、探視作業(yè)，并將運梁車速度控制在每小時1 公里。

2.2.3 停車控制

運梁車運梁前端面距架橋機后支腿50 m 處時停車轉換成低速，并激活防碰撞保護系統(tǒng)，然后按照現(xiàn)場標志的對位線駛入距導梁端8 m 處停車，將1 號控制室旋轉90°至運梁車左側，然后，保持車輛低速狀態(tài)，不斷向導梁靠近，直至距離縮短至0.5 m 時停止、停車，對運梁車高度進行調整，對接導梁。需要注意的是，完成停車對位工作后，需要將止輪器打好，并做好運梁車前后支腿的支撐工作，比如使用鐵板找平或是楔形硬雜木，以此保證車輛的安全穩(wěn)定性，然后將架橋機數(shù)據(jù)線與運梁車數(shù)據(jù)線相連接，以此實現(xiàn)統(tǒng)一控制。

2.2.4 運梁位置控制

由于將架橋機和運梁車的數(shù)據(jù)線進行連接，所以運梁車目前由架橋機控制，在此情況下，兩馱運臺車同步馱梁至架橋機導梁上方，架橋機兩架梁小車吊起箱梁，馱運小車返回運梁車，根據(jù)待架下一孔梁的長度定位馱梁小車，以此實現(xiàn)架橋機對箱梁的全部接管。然后，將架橋機與運梁車之間的數(shù)據(jù)線斷開，將運梁車支腿收回，啟動運梁車以低速行駛后退直至與導梁端之間有8 m的距離，將1 號控制室旋轉90°至運梁車中央并鎖閉，至此，運梁車退出架梁作業(yè)區(qū)域，運梁車以正常速度返回制梁場裝運下一孔箱梁。通過規(guī)范落實上述作業(yè)，能夠實現(xiàn)運梁工作的高效、安全進行，滿足工程施工需要[3]。

2.3 架梁施工技術

2.3.1 YLS900 運梁車和JQDS900 架橋機入隧道地段運架施工方法流程

（1） 使用運梁車將箱梁馱運至架橋機尾部；（2）將導梁與運梁車教對接；（3） 完成對接后馱梁臺車運送梁片至指定位置；（4） 翻轉后支腿用作支撐；（5） 運用起重小車將梁片緩慢吊起；（6） 運梁車馱梁臺車退出，返至梁場；（7） 導梁中支腿前行，直至下一墩臺，開展穩(wěn)定的支撐作業(yè)；（8） 發(fā)揮架橋機前支腿驅動功能作用，使導梁過孔到設計位置；（9） 將梁片緩慢落下，并對位置進行仔細調整；（10） 使架橋機前支腿和后支腿同步發(fā)力，以此驅動架橋機縱向移動過孔，然后其后端由C型腿支撐，最終進入待架梁狀態(tài)。

2.3.2 YLS900 運梁車和JQDS900 架橋機出隧道地段運架施工方法流程

（1） 通過YLS900 運梁車將JQDS900 架橋機馱運至隧道口橋頭；（2） 在墩臺上放置導梁前支腿并落實相應的臨時固定工作，前支腿和后輔助支腿負責支撐架橋機，吊梁小車吊掛導梁；（3） 將運梁車退出，將導梁妥善放置于梁面，支撐物選擇滾輪即可，然后進行導梁前支腿、中支腿的安裝作業(yè)；（4） 開展導梁尾端與運梁車的對接工作，推送導梁過孔，使其前移至前方墩臺；（5） 將導梁前支腿、中支腿支撐在墩臺上；（6） 將后支腿翻下，支撐于軌道，然后對架橋機進行操作，使其前輔助支腿支撐在導梁上；（7） 使架橋機縱向移動過孔直至橋臺位置，然后將其前支腿支撐其上；（8） 運梁車推送導梁，翻轉并支撐好導梁后支腿；（9） 后支腿、前支腿同步驅動架橋機縱向移動過孔到位；（10） 運用運梁車將梁片馱運至架橋機尾部，將其中輔助支腿支撐在導梁上[4]。

完成上述流程后，相關施工人員應把握以下流程要點，即：（1） 將運梁車的后支腿翻起，然后開展導梁對接作業(yè)；（2） 使用馱梁臺車對梁片進行運輸，具體位置在輔助支腿后方；（3） 轉換支撐輪組，將其支撐在梁片上方，對中輔助支腿進行翻轉、折疊；（4） 負責運輸梁片的臺車繼續(xù)前移直至施工設計位置；（5） 翻轉后支腿并支撐，將之前布置的支撐輪組收回，使用其中小車將梁片吊起；（6） 使用運梁車將托運臺車接回，返回梁場；（7）找導梁中支腿前行至下一墩臺并做好支撐作業(yè)，前支腿驅動導梁過孔；（8） 待其到位后做好導梁后支腿支撐作業(yè)；（9） 緩慢落下梁片，調整對位，以此完成箱梁架設作業(yè)。最后如圖4 所示。

圖4 轉場示意圖

2.4 箱梁支座灌漿施工技術

常規(guī)橋隧相連工程零距離箱梁運架施工中的支座灌漿環(huán)節(jié)，主要選用的是鋼板焊接加工而成的灌漿模板，主要是通過一次性的膨脹螺栓進行加固進而灌漿這一施工工藝[5]。其中，膨脹螺栓加固安裝需要提前鉆研并落實配套的輔助設備，從整體效益來看，施工投入過多，且施工工序較為繁瑣。為改善相關不足，落實以下技術措施：

2.4.1 準備工作

2.4.1.1 測量放樣。使用全站儀放出墊石錨栓孔中心點，經(jīng)過中心點彈出對應的橫向坐標線與縱向坐標線。2.4.1.2 墊石清理。開展鑿毛作業(yè)，主要針對支座就位部位的支撐墊石表面進行，將其表面粉塵、臟污等清除干凈，并注重預留錨栓孔清理和裂縫修補工作，用水將支撐墊石表面浸濕，直至飽和，施工時不應留有明水。2.4.1.3 稱量灌漿料和水。合理配比灌漿料和水量，運用水料比和砂漿容重計算即可，其中，稱量時應精確至0.1 kg。其中，在拌合灌漿料時，應依托于相關公式把握拌合物出機溫度，避免對后續(xù)施工質量造成影響。拌合物出機溫度計算公式為：

其中，T0為材料的理論溫度；T2為攪拌機棚內(nèi)溫度；T1為拌合物出機溫度。壓漿用水泥應為強度等級不低于42.5級低堿普通硅酸鹽水泥,水膠比不超過0.30,且不得泌水，流動度應為30 s～50 s，抗壓強度不小于35 Mpa，壓入管道的水泥漿體積收縮率小于2%，初凝時間大于3 h，終凝時間小于24 h，壓漿時漿體溫度不超過35 ℃。

2.4.2 安裝可拆卸模板和伸縮支架加固裝置

2.4.2.1 可拆卸模板安裝。可拆卸模板由50 mm 角鋼焊接而成，具體構成為：兩組通過螺栓2 垂直連接的角鋼組組合而成，每組角鋼組均由兩段垂直焊接的角鋼1 組成，四段角鋼1 組成矩形框狀結構，角鋼1 外沿上表面設置有一組或多組加固裝置，角鋼1 外沿下表面設置有橡膠防漏條，因此避免重力關鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿等質量問題。其中，要對模板安裝誤差值進行控制，具體如表1 所示。

表1 模板安裝誤差值

2.4.2.2 調整位置高程。架橋機吊梁小車下落至距離千斤頂頂面3 cm～5 cm 處，用吊錘通過吊梁小車縱橫移動，將支座橫向和縱向中心線和墊石上彈出的橫向和縱向坐標線對正，然后落梁至千斤頂上，通過升降千斤頂油缸，使梁面達到設計高程。

2.4.2.3 安裝加固模板。將加固裝置的加固支架壓到模板外邊緣，升高伸縮桿使其頂住箱梁底面，依托于反作用力實現(xiàn)對模板的加固。

2.4.3 重力灌漿并養(yǎng)護

清洗灌漿管，做好管內(nèi)潤滑工作，提高料斗高度，讓砂漿從攪拌機流入料斗，直至砂漿距支座底10 mm 關閉攪拌機出料口，及時開展養(yǎng)護工作，養(yǎng)護時間不得少于7 d。

3 結論

綜上所述，橋隧相連段零距離架設大型箱梁施工技術能夠給此類工程效率的提高、安全質量目標的實現(xiàn)提供支持。因此，應結合工程實際情況對此項技術、相關設備進行深入研究，落實創(chuàng)新的翻轉輔助支撐等成果技術，以此提高架梁效果。