王 平
(中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司,山西 晉中 030600)
整孔預(yù)制架設(shè)施工是橋梁建造過(guò)程中最為普遍的施工工藝,然由于結(jié)構(gòu)安全性、施工經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備通用性、線路適用性等多方面原因,在跨越河流、溝谷、城區(qū)、既有建筑等跨度較長(zhǎng)或者處于小曲線半徑上的橋梁建造,仍主要采用整體支架現(xiàn)澆或者懸臂澆筑施工方式。該方法存在施工工期較長(zhǎng)、安全風(fēng)險(xiǎn)高、人員投入多、質(zhì)量難以保證、受天氣影響大、對(duì)周邊環(huán)境及交通影響大等弊端。
節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù),是將橋梁結(jié)構(gòu)化整為零、再化零為整的一種裝配式建造方式,具有施工快速、質(zhì)量可靠、綠色環(huán)保、施工標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)化程度高的特點(diǎn),可較好彌補(bǔ)整孔預(yù)制架設(shè)和現(xiàn)澆施工存在的不足,有效提高橋梁建設(shè)質(zhì)量和建造速度,適用于大跨徑、小半徑曲線橋梁的裝配式施工,是對(duì)鐵路橋梁工程建設(shè)技術(shù)工業(yè)化發(fā)展的有效補(bǔ)充。目前來(lái)說(shuō),節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)在我國(guó)公路和城市軌道交通工程中應(yīng)用較廣,但是對(duì)于我國(guó)鐵路橋梁的節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù),其發(fā)展應(yīng)用遠(yuǎn)滯后于公路和軌道交通行業(yè),由于材料、技術(shù)、設(shè)備等多方面原因,與整孔預(yù)制架設(shè)、現(xiàn)澆施工方法相比,節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)在鐵路工程應(yīng)用份額不足3%,高速鐵路建造中應(yīng)用更是少之又少,缺少成熟的施工經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)參考。
新建魯南高速鐵路是山東省“三橫五縱”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分,是國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要連接通道,速度目標(biāo)值350km/h。魯南高鐵菏澤至曲阜段1 標(biāo)的泗河特大橋109~136#共27 孔簡(jiǎn)支箱梁因跨越泗河河道原因,設(shè)計(jì)跨度48m,采用節(jié)段預(yù)制膠結(jié)拼裝結(jié)構(gòu),每孔梁共分為11 個(gè)節(jié)段。該橋是國(guó)內(nèi)高速鐵路工程首次采用膠接拼裝簡(jiǎn)支節(jié)段箱梁結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目,屬于鐵總推行膠拼節(jié)段梁的重要試點(diǎn)工程之一,結(jié)構(gòu)新型,施工難度大,科技含量高。
節(jié)段箱梁架設(shè)施工采用“工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)組裝”的方法,預(yù)制梁場(chǎng)建設(shè)于節(jié)段梁起始段落范圍內(nèi),下行式架橋機(jī)組拼完成后,直接采用跨線提梁門式起重機(jī)將節(jié)段梁起吊上橋架設(shè)在架橋機(jī)支撐托架平臺(tái)上;梁場(chǎng)范圍以外采用運(yùn)梁車上橋、橋后喂梁的方式架設(shè)。所有梁段吊放至架橋機(jī)上后,首先依靠六點(diǎn)架設(shè)坐標(biāo),利用架橋機(jī)天車進(jìn)行墩頂基準(zhǔn)塊(1#段)的精確定位,定位后進(jìn)行臨時(shí)限位固定,以1#段為基準(zhǔn),依次完成2~11#節(jié)段的線形調(diào)整和拼裝。拼裝時(shí)按施工前進(jìn)方向?qū)⑾噜弶K節(jié)縫面涂抹膠粘劑,剪力鍵精確對(duì)位并施工臨時(shí)預(yù)應(yīng)力擠緊固化。所有節(jié)段拼裝完成并安裝好支座后,分批對(duì)稱張拉預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封錨,按照過(guò)孔步驟完成架橋機(jī)過(guò)孔,進(jìn)行下一段節(jié)段梁拼裝架設(shè)。
2.2.1 架橋機(jī)對(duì)比選型
1)上行式橋機(jī)通用性性強(qiáng),對(duì)曲線半徑小、粱跨尺寸變化、下部墩身結(jié)構(gòu)尺寸種類多等特殊工況均有較好的適用性,架設(shè)、過(guò)孔基本不受下部結(jié)構(gòu)影響,工效可達(dá)7 天/孔;但是其高度較高,拼裝作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)性大,易與梁場(chǎng)內(nèi)其他吊裝設(shè)備干涉,同時(shí)拼裝時(shí)采用節(jié)段吊掛形式,穩(wěn)定性較差,精調(diào)速度也比較慢。
2)下行式橋機(jī)高度與墩頂差不多,整機(jī)荷載作用于墩頂,穩(wěn)定性較好,同時(shí)節(jié)段精調(diào)拼裝時(shí)下部有支撐托架平臺(tái),梁段較重的情況下作業(yè)人員安全性、節(jié)段拼裝速度、拼裝線形都得到保證,工效同樣可達(dá)到7 天/孔;但因?yàn)槠湔w性較強(qiáng),對(duì)于小曲線半徑和下部結(jié)構(gòu)尺寸變化多的工況,適用性較差。
3)支架法在墩身較低的梁體架設(shè)施工時(shí),安全穩(wěn)定,同時(shí)可提前拼裝前方粱跨支架,減少工序干擾;但是對(duì)于墩身較高的工況來(lái)說(shuō),支架法安全風(fēng)險(xiǎn)高,處理地基花費(fèi)成本大,還需配置單獨(dú)的吊梁和調(diào)梁設(shè)備,線控控制難,施工工效低。
4)魯南高鐵泗河特大橋節(jié)段梁最大節(jié)段重167t,整孔梁重超過(guò)1 600t,墩高15~25m,線路曲線半徑大近似直線,墩身類型基本統(tǒng)一,節(jié)段梁預(yù)制梁場(chǎng)位于起始段落正下方,節(jié)段采用梁場(chǎng)直接起吊后橋上運(yùn)梁的方式,跨線提梁門式起重機(jī)高度較高。針對(duì)項(xiàng)目具體工況,結(jié)合幾類施工設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)和梁重,從施工安全、施工工效、施工質(zhì)量等方面考慮,選擇TP48 下行式架橋機(jī)進(jìn)行節(jié)段梁膠接拼裝施工。
2.2.2 TP48下行式架橋機(jī)結(jié)構(gòu)原理介紹
TP48 節(jié)段拼裝架橋機(jī)由主梁結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、起重天車等組成。主框架由主箱梁和前后導(dǎo)梁組成,前后導(dǎo)梁為矩形桁架結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)26m+26m,分為8 節(jié),每節(jié)13m,單節(jié)最重約13.5t。架橋機(jī)由前、后輔助支腿及托架臺(tái)車作為支撐,托架臺(tái)車安裝在墩頂上,前、后支腿分別安裝于主桁的兩端部。前支腿重約9t,后支腿重約9t,托架臺(tái)車單重約17t。起重天車額定起重量為180t(含吊具),最大起升高度為30m(吊具以下),安裝于主框架的上部。天車高度15m,總重量約98t。其它附屬構(gòu)件有吊具、臺(tái)車、節(jié)段支撐橫梁、電器液壓系統(tǒng)等,單件最重均小于20t。本架橋機(jī)采用橋面尾部喂梁方式,也可實(shí)現(xiàn)橋下喂梁方式。
TP48 節(jié)段拼裝架橋機(jī)具有整孔拼裝、自行倒腿、自行過(guò)孔等技術(shù)特點(diǎn),卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)配備超載自動(dòng)保護(hù)裝置,同時(shí)設(shè)置纖維開(kāi)關(guān)及緊急制動(dòng)按鈕,有效保證了架橋機(jī)施工安全性。
2.2.3 架橋機(jī)適應(yīng)性技術(shù)改造
1)首次在高速鐵路施工中應(yīng)用膠拼簡(jiǎn)支節(jié)段箱梁,與濕拼相比,節(jié)段拼裝的精度要求非常高,原有的設(shè)備和調(diào)整方法無(wú)法滿足梁段精調(diào)要求。針對(duì)此情況,施工中在吊具上創(chuàng)新增加了縱橫向調(diào)整液壓系統(tǒng),天車和吊具粗調(diào)到位后,采用縱橫向調(diào)整液壓系統(tǒng)進(jìn)行精調(diào),保證了線形精度和精調(diào)效率。
2)借助高鐵橋梁墩身尺寸比較大的優(yōu)勢(shì),對(duì)架橋機(jī)托架和臺(tái)車結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,將托架直接坐落在墩頂和墩側(cè)固定,架橋機(jī)自重經(jīng)托架承剪梁傳遞給橋墩墩頂(圖1)。通過(guò)此項(xiàng)改造,將受力作用于墩頂,簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)工序的流程,保證了施工安全,提高了橋機(jī)安裝及過(guò)孔工效。
圖1 托架及臺(tái)車
3)與濕拼相比,膠拼施工需先粗定位,再精定位,要求節(jié)段支撐橫梁的支撐范圍更廣范,平移所有調(diào)節(jié)撐桿的位置,并對(duì)支撐托架進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng);支撐托架平臺(tái)很方便地從中間打開(kāi)、合攏(圖2),提高架橋機(jī)拼裝和過(guò)孔速度。
圖2 支撐托架平臺(tái)中部打開(kāi)過(guò)孔
4)架橋機(jī)采用托架跨越式倒腿整孔過(guò)孔,過(guò)孔速度快。
節(jié)段梁架設(shè)整個(gè)過(guò)程采用新開(kāi)發(fā)的信息化管理軟件進(jìn)行拼裝線形控制,節(jié)段梁在預(yù)制施工時(shí),所有的觀測(cè)點(diǎn)預(yù)制坐標(biāo)數(shù)據(jù)在測(cè)量時(shí)直接由儀器傳輸至管理系統(tǒng)儲(chǔ)存;架設(shè)施工時(shí),通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)的預(yù)制相對(duì)坐標(biāo)和架設(shè)大地坐標(biāo)系絕對(duì)坐標(biāo)的位置關(guān)系進(jìn)行自行轉(zhuǎn)化,由系統(tǒng)直接計(jì)算給出所有節(jié)段的架設(shè)控制坐標(biāo)。測(cè)量人員利用此坐標(biāo)依次進(jìn)行11 個(gè)節(jié)段的定位調(diào)整,直至整孔橋梁線形調(diào)整到位。單一節(jié)段初步調(diào)整完成后,當(dāng)6 個(gè)測(cè)點(diǎn)復(fù)核數(shù)據(jù)與理論值超過(guò)要求范圍,系統(tǒng)即刻預(yù)警,提示重新調(diào)整。梁段拼裝線形全過(guò)程均由信息化系統(tǒng)控制,避免了人為誤差的產(chǎn)生,測(cè)控?cái)?shù)據(jù)越準(zhǔn)確,膠拼架設(shè)工效越高。
施工前期建立BIM 模型,主要利用BIM 模型的可視化交底和施工模擬功能,對(duì)架橋機(jī)拼裝過(guò)孔、梁段吊裝精調(diào)等關(guān)鍵工藝進(jìn)行指導(dǎo)(圖3)。
圖3 節(jié)段拼裝、橋機(jī)過(guò)孔施工模擬
高速鐵路48m 節(jié)段箱梁膠拼法高效架設(shè)施工工藝流程如下:施工準(zhǔn)備→TP48 節(jié)段拼裝架橋機(jī)拼裝及荷載試驗(yàn)→節(jié)段梁吊裝及初步對(duì)位→1#節(jié)段梁精調(diào)→依次完成剩余節(jié)段梁精調(diào)→節(jié)段梁膠拼→臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉→支座灌漿→永久預(yù)應(yīng)力張拉→架橋機(jī)過(guò)孔→進(jìn)行下一孔箱梁架設(shè)。
3.2.1 施工準(zhǔn)備
1)由節(jié)段梁預(yù)制架設(shè)信息化管理軟件計(jì)算導(dǎo)出架設(shè)坐標(biāo)報(bào)告,并向現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控人員交底。
2)建立節(jié)段梁膠拼架設(shè)BIM 模型,對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行可視化交底和施工模擬指導(dǎo)。
3.2.2 架橋機(jī)拼裝
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地實(shí)際情況及下部結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度,架橋機(jī)選擇在110~111#墩安裝,安裝完成后架橋機(jī)后退一孔開(kāi)始施工。拼裝采用2 臺(tái)300t汽車起重機(jī)整體提升主梁,前后導(dǎo)梁?jiǎn)蝹?cè)整體提升并于空中對(duì)接,其它部件均整體提升。
3.2.3 節(jié)段梁吊裝及初步對(duì)位
1)109~113#墩的節(jié)段箱梁采用門式起重機(jī)喂梁方式(橋面喂梁),114~136#墩的節(jié)段箱梁采用運(yùn)輸車上橋運(yùn)梁、天車吊裝橋后喂梁方式。
2)節(jié)段梁吊裝前利用全站儀在墩頂和支座墊石上放樣梁段邊界線和橋梁工作線,在每片節(jié)段梁底部標(biāo)示梁體縱向中心線,節(jié)段拼裝過(guò)程中能夠更直觀的進(jìn)行線形調(diào)整,確保節(jié)段梁定位準(zhǔn)確。
3.2.4 節(jié)段精調(diào)對(duì)位
1)采用六點(diǎn)坐標(biāo)控制法對(duì)基準(zhǔn)塊及其余節(jié)段箱梁進(jìn)行精確定位。節(jié)段梁精調(diào)采用天車吊具上新增的縱橫向液壓微調(diào)裝置,根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)線型和各節(jié)段經(jīng)轉(zhuǎn)換后的六點(diǎn)控制坐標(biāo)進(jìn)行平面線形調(diào)整;綜合考慮縱坡、預(yù)設(shè)反拱、支座預(yù)偏量、接縫拼裝前后支架撓度變化及梁高偏差等因素帶來(lái)的高程方面的數(shù)據(jù)變化,調(diào)整架梁高程坐標(biāo),用來(lái)進(jìn)行節(jié)段高程調(diào)整控制。在主梁的架設(shè)過(guò)程中主梁的線形測(cè)點(diǎn)應(yīng)該與預(yù)制測(cè)點(diǎn)基本保持一致,利用預(yù)制過(guò)程中埋設(shè)的不銹鋼測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)預(yù)制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與架設(shè)監(jiān)測(cè)的順接。
2)利用BIM 技術(shù)進(jìn)行梁體節(jié)段調(diào)整模擬,通過(guò)模型提前模擬,制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,粗調(diào)梁工作務(wù)必提前到吊放梁段的時(shí)候進(jìn)行,即在下梁過(guò)程中就控制好縱向、橫向及高程位置,特別是梁節(jié)左右的高差值,這不僅能節(jié)省調(diào)梁的時(shí)間,也能大大提高線型質(zhì)量。
3)基準(zhǔn)塊(1#塊)精確定位時(shí),首先利用墩頂千斤頂進(jìn)行基準(zhǔn)塊高程調(diào)整,高程對(duì)位完成后,通過(guò)起重天車旋轉(zhuǎn)吊具、墩頂臨時(shí)支撐、縱橫向臨時(shí)限位裝置將基準(zhǔn)塊的縱、橫向位置按照控制坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。
4)基準(zhǔn)塊(1#塊)精確定位后,采用千斤頂、導(dǎo)鏈配合架橋機(jī)主梁對(duì)基準(zhǔn)塊進(jìn)行臨時(shí)限位,避免節(jié)段膠拼時(shí)因碰撞、臨時(shí)鎖定等因素使基準(zhǔn)塊產(chǎn)生位移,導(dǎo)致整孔梁線形出現(xiàn)偏差?;鶞?zhǔn)塊限位工序?yàn)椋簤|石內(nèi)側(cè)放置2 臺(tái)150t 千斤頂配合架橋機(jī)上的可調(diào)高支撐進(jìn)行四點(diǎn)支撐→梁段吊裝就位→精確對(duì)位→4 根5t 倒鏈通過(guò)架橋機(jī)主梁鎖定梁段→防落梁與墊石空隙處填塞木塞→水平安裝2 臺(tái)單束頂(單束頂頂在已架好的梁端上)→完成梁段的縱、橫向限位。
3.2.5 節(jié)段梁膠拼施工
1)涂抹環(huán)氧粘結(jié)劑前必須將兩榀節(jié)段梁截面清理干凈,除去油污、雜質(zhì)和灰渣等,截面必須保持干燥;檢查機(jī)具設(shè)備的性能是否良好;準(zhǔn)備防雨、防曬措施。
2)在節(jié)段梁膠拼作業(yè)前,應(yīng)進(jìn)行試拼裝檢測(cè),確保兩梁段拼接面標(biāo)高、傾斜度保持一致,減少涂膠后的梁段位置調(diào)節(jié)時(shí)間。
3)預(yù)制節(jié)段之間涂刷無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)劑,拌和轉(zhuǎn)速控制在約400r/min,每桶混合膠體(拌和物用量比例按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確定)的拌制時(shí)間一般控制在2~3min,但最終攪制效果是通過(guò)各種組分不同顏色的條帶經(jīng)混拌完全消失為純灰色為準(zhǔn)。在常溫條件下,拌制完的環(huán)氧樹(shù)脂宜在45min 內(nèi)涂刷完畢,90min 內(nèi)進(jìn)行拼接。
4)涂抹施工溫度控制在0~35℃,拼接膠在低于這個(gè)溫度時(shí)反應(yīng)會(huì)變慢,在高于這個(gè)溫度的時(shí)候反應(yīng)會(huì)加快,過(guò)高不能使用。外部環(huán)境對(duì)膠性能影響較大,為了保證涂膠效率及涂裝均勻、飽滿連續(xù),采用人工佩戴防護(hù)手套抹膠,為方便操作將1、2 號(hào)節(jié)段梁分開(kāi)0.5m,采用單面涂膠工藝,涂膠厚度為3mm,分頂板、腹板及底板3個(gè)工作面自上而下快速同步進(jìn)行涂裝,抹膠過(guò)程中專人對(duì)膠體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),厚度不足或不均勻區(qū)域及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)抹,保證了涂膠工序與質(zhì)量檢測(cè)同步完成。
5)為防止膠拼過(guò)程中預(yù)應(yīng)力孔道堵塞,采用粘貼孔道密封圈措施,接縫面表面不開(kāi)槽,兩接縫面直接對(duì)接密封圈。密封圈采用閉孔發(fā)泡聚乙烯材料,密封墊圈尺寸為環(huán)寬10mm、厚5mm,內(nèi)環(huán)直徑比預(yù)應(yīng)力孔道直徑大5mm。臨時(shí)張拉工序完成后,采用預(yù)應(yīng)力孔道過(guò)孔器材進(jìn)行檢驗(yàn),確保預(yù)應(yīng)力孔道順暢。
6)為了確保接縫面涂膠外觀質(zhì)量,臨時(shí)張拉完成后應(yīng)及時(shí)刮除擠出的環(huán)氧樹(shù)脂,并對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行檢查清理,確保孔道暢通。另外,在接縫面膠水固化前,采用防雨、防曬棚保護(hù)接縫面膠水,防止日光直射影響涂膠施工質(zhì)量。
3.2.6 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉
為使兩個(gè)節(jié)段接縫緊密接觸,將節(jié)段粘結(jié)成整體,保證節(jié)段之間不發(fā)生錯(cuò)動(dòng),進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉擠膠。在全截面環(huán)氧樹(shù)脂膠涂刷完畢,處理好接縫面預(yù)應(yīng)力孔道密封措施后,移動(dòng)待拼梁段,對(duì)位進(jìn)行拼接。拼接段靠攏至固定段5cm時(shí),調(diào)整節(jié)段位置,使中線、標(biāo)高符合要求,利用千斤頂張拉穿在頂板和腹板上的4 個(gè)鋼錨塊中的精軋螺紋鋼進(jìn)行兩個(gè)拼裝節(jié)段臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉,張拉時(shí)兩端同時(shí)對(duì)稱張拉,使兩端緊密粘結(jié)成一體。
3.2.7 支座灌漿
架梁前復(fù)核支承墊石的標(biāo)高、位置、尺寸和支座錨栓孔位置、深度、十字線等是否滿足要求。對(duì)支座范圍內(nèi)的墊石混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理,將預(yù)留錨栓孔中的雜物進(jìn)行清除。安裝灌漿專用鋼模板,底面設(shè)一層4mm 厚橡膠防漏條,通過(guò)打膨脹螺栓設(shè)錨栓聯(lián)結(jié)固定在支承墊石頂面。支座就位后,在支座底板與橋墩支承墊石頂面之間應(yīng)留有25mm 的空隙以便灌注無(wú)收縮高強(qiáng)度灌注材料。在各節(jié)段梁體線形,中線及標(biāo)高調(diào)整完畢后,采用重力灌漿方式灌注支座下部及錨栓孔處空隙。
3.2.8 永久預(yù)應(yīng)力張拉壓漿
環(huán)氧密封膠完全固化后根據(jù)設(shè)計(jì)張拉順序穿束張拉永久預(yù)應(yīng)力。永久預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后,在48h 內(nèi)進(jìn)行管道壓漿。
3.2.9 架橋機(jī)過(guò)孔
永久預(yù)應(yīng)力張拉完畢后,架橋機(jī)準(zhǔn)備過(guò)孔,過(guò)孔的步驟具體為:旋轉(zhuǎn)打開(kāi)節(jié)段支撐托架橫梁→解除整機(jī)縱向約束→驅(qū)動(dòng)前方臺(tái)車的縱移油缸,推動(dòng)主框架縱移(注意此步驟縱移過(guò)程中起重天車位于后墩臺(tái)車的正上方作為配重)→以后支腿為基準(zhǔn),可以合攏進(jìn)入梁縫時(shí),造橋機(jī)停止縱移→前、后支腿支撐到橋墩的墩頂上→后支承臺(tái)車對(duì)稱橫移到鋼箱梁外側(cè)并鎖定在倒腿支架上→解除后墩旁托架橋墩約束→起重天車到后墩將墩旁托架拆開(kāi)、橫移,連同支承臺(tái)車一起吊裝到超前墩→利用吊機(jī)加平板車將立柱及支撐鎖定裝置倒運(yùn)至超前墩重新調(diào)整安裝→重新安裝托架和臺(tái)車→前支腿下放回收→后橫聯(lián)油缸下落到原來(lái)高度,調(diào)整主框架的縱向坡度→起重天車位于超前墩的正上方作為配重→驅(qū)動(dòng)后方臺(tái)車的縱移油缸,繼續(xù)推動(dòng)主框架縱移→架橋機(jī)前移至下跨位→前支腿支起→檢查錨固→準(zhǔn)備下一孔節(jié)段梁架設(shè)。
針對(duì)高速鐵路膠接拼裝這一新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的拼裝工藝、配套工裝尚不成熟,魯南高鐵節(jié)段梁工期緊張的實(shí)際情況,結(jié)合以往公路、軌道工程中節(jié)段梁拼裝施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)形成了一套成熟的高速鐵路簡(jiǎn)支節(jié)段箱梁膠接拼裝快速施工技術(shù),保證了架梁工效和安全質(zhì)量,從2019 年10 月份開(kāi)始到2020 年6 月末,完成了泗河特大橋27 孔節(jié)段箱梁的拼裝,經(jīng)過(guò)前期試驗(yàn)摸索后,最后20孔梁的平均月拼裝工效達(dá)到5 孔/月,為裝配式建筑領(lǐng)域積累經(jīng)驗(yàn)和參考。主要特點(diǎn)如下。
1)對(duì)現(xiàn)有的下行式節(jié)段梁拼裝架橋機(jī)進(jìn)行適應(yīng)性技術(shù)改造,創(chuàng)新增加橋機(jī)吊具縱橫向微調(diào)液壓系統(tǒng)、調(diào)整中間支撐托架平臺(tái)開(kāi)合方式、改變托架結(jié)構(gòu)利用現(xiàn)有墩頂作為橋梁荷載主要受力點(diǎn)、優(yōu)化整機(jī)過(guò)孔方式等措施,實(shí)現(xiàn)了48m 簡(jiǎn)支節(jié)段箱梁高精度拼裝,同時(shí)提升了整體拼裝效率,保證了施工安全。
2)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了長(zhǎng)短偶配法節(jié)段梁預(yù)制架設(shè)線控軟件,所有節(jié)段均通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)前期自動(dòng)采集儲(chǔ)存的預(yù)制數(shù)據(jù),自動(dòng)計(jì)算架設(shè)線形控制坐標(biāo),整個(gè)過(guò)程均由軟件自動(dòng)控制,避免人為操作帶來(lái)的誤差;通過(guò)六點(diǎn)架設(shè)實(shí)測(cè)坐標(biāo)與理論數(shù)值對(duì)比分析,系統(tǒng)快速給出預(yù)警后進(jìn)行重新調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了單個(gè)節(jié)段架設(shè)線形精度控制,提高了整孔梁快速架設(shè)。
3)利用BIM 技術(shù)模擬架橋機(jī)拼裝和節(jié)段梁膠拼架設(shè)工藝過(guò)程,使作業(yè)人員提前熟知施工方法,提高了架橋機(jī)過(guò)孔、節(jié)段拼裝等關(guān)鍵工藝的工效。
4)優(yōu)化臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu),借助PVC 預(yù)留孔洞和精軋螺紋鋼,創(chuàng)新臨時(shí)張拉結(jié)構(gòu)和梁體的固定連接方式,所有鋼結(jié)構(gòu)件均為可拆卸式,安拆方便,整孔施工完成后可快速循環(huán)至下一孔,減少了成本投入。
5)研究應(yīng)用了基準(zhǔn)塊(1#塊)精確定位臨時(shí)限位技術(shù),避免節(jié)段膠拼時(shí)因碰撞、臨時(shí)鎖定等因素使基準(zhǔn)塊產(chǎn)生位移,導(dǎo)致后續(xù)線形控制出現(xiàn)錯(cuò)誤的現(xiàn)象,提高架設(shè)精度和工效。