SX56m／2200t型上行式移动支架造桥机节段拼装56m 简支箱梁施工技术

2012-07-02成思

长春工程学院学报（自然科学版） 2012年1期

成思

（中铁十三局集团第二工程有限公司，深圳518083）

1 工程概况

新建兰新铁路大通河特大桥为预应力混凝土双线整孔简支箱梁桥，其2#～14#墩12孔上部结构为56m节段拼装简支箱梁，每孔梁重2 014.5t，由13个预制梁段和12个湿接缝构成，其中1#、13#梁段长2.3m，梁段重180t，2#、12#梁段长3.5m，梁段重137.8t，3#～11#梁段长4.2m，梁段重129t，梁段间通过60cm的湿接缝连接。

2 架梁设备的选择及结构介绍

节段梁拼装选用SX56m／2200t型上行式移动支架造桥机，该造桥机主结构为桁架式结构，全长为130.4m，主结构由主梁、导梁、后尾梁、前支腿、中支腿、后支腿、后支点小车、梁段悬吊体系、回转天车组成［1］。造桥机数据参数参见表1，造桥机结构参见图1和图2。

3 造桥机拼装

3.1 造桥机拼装方案

结合地形及墩柱施工情况、综合考虑拼装效率和工期要求，造桥机拼装采用利用固定门吊边拖拉边拼装的拼装方案，此方案的优点为可以充分发挥固定门吊作用，用固定门吊将预拼组件整块拼装，拼装效率高。在拼装前首先在14#～15#墩跨之间横向拼装一台高度为51.5m、跨度为32m的固定大龙门吊，该门吊立柱由制式钢管柱组拼而成，立柱下部为4×5结构、上部为2×5结构，门吊横梁由两组军用六四梁组成，每组梁由3片组成，均为双层结构。然后在13#、14#桥墩之间搭建2个39m临时支墩，右侧临时墩柱用制式钢管组拼，下部为3×5结构、上部为3×3结构，左侧临时墩柱采用军用八三墩组拼，下部为8×4结构、中部为6×4结构，上部为4×4结构，每个墩顶安装2个滚轮箱作为拼装拖拉过程的一组临时滚动支点。依靠14#、15#墩顶为支点搭设的32m跨度喂梁平台，喂梁平台由2组主梁组成，每组主梁由4片六四军用梁拼装而成，每片均为双层结构。

表1 造桥机数据参数表

图1 造桥机作业侧面图

图2 造桥机作业俯视图

3.2 造桥机拼装步骤

第1步：大吊车拼装中、后支腿，用固定门吊整体吊装预拼的33.6m主桁，拼装示意图如图3所示。

图3 造桥机拼装第1步示意图

第2步：用120t吊车悬拼导梁前段3m桁高部分，悬拼长度为16.8m，拼装示意图如图4所示。

图4 造桥机拼装第2步示意图

第3步：拖拉造桥机至所示位置，后支点小车拖空后退至下次拼装合适位置，拼装示意图如图5所示。

图5 造桥机拼装第3步示意图

第4步：继续拼装完成26.4m，向前拖拉、拖空后支点小车，拼装示意图如图6所示。

图6 造桥机拼装第4步示意图

第5步：继续拼装完成20.8m，向前拖拉、拖空后支点小车，拼装示意图如图7所示。

图7 造桥机拼装第5步示意图

第6步：继续拼装完成19.2m，向前拖拉、拖空后支点小车，拼装示意图如图8所示。

图8 造桥机拼装第6步示意图

第7步：继续拼装完成13.2m，向前拖拉、拖空后支点小车，拼装示意图如图9所示。

图9 造桥机拼装第7步示意图

第8步：造桥机走行到架梁位置，拆除临时支墩，拼装示意图如图10所示。

图10 造桥机拼装第8步示意图

4 造桥机施工工艺

4.1 工艺流程

造桥机进行梁部拼接施工时，先将造桥机纵移过孔至需要拼接梁部的墩跨间，再将从制梁场运来的节段预制箱梁运输到造桥机尾部，旋转天车通过升降、纵移、旋转将节段预制箱梁按一定的顺序摆放悬挂在悬吊系统上，接着用旋转天车配合穿心千斤顶将各梁段调整到设计位置，然后穿钢铰线、支立模板、浇注接缝混凝土，待混凝土强度达到预定设计值后进行张拉，即可完成墩顶原位成梁作业。节段梁拼装施工工艺流程见图11。

图11 节段梁拼装施工工艺流程图

4.2 造桥机施工关键技术

4.2.1 梁段的运输、吊装

用梁场大龙门吊将梁段放在运梁车上，将梁运送到造桥机的尾部，利用造桥机上的回转天车将梁段吊起并放到造桥机上设计位置处，吊装顺序依次为：1#、13#、2#、12#、3#、11#、4#、5#、6#、7#、8#、10#、9#。

4.2.2 梁段线形调整

用回转天车配合双坐标千斤顶对梁段进行纵向和横向精确就位，要求线路中心线和梁体中心线重合。由于每一个梁段均悬吊在4根精扎螺纹钢上，并且每个悬吊点都有3个自由度，这3个自由度相互制约，调整其中1个必将影响其余2个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。

4.2.3 穿钢铰线

波纹管先插入预制梁段的预留孔中，待调位完成后开始穿钢绞线。为了提高穿钢绞线的效率，采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢铰线。即先用人工在各张拉孔道中穿上“引线”，再将一个孔道中所要穿放的全部钢铰线帮焊在引线周围而成为一整束，然后利用造桥机上的5t卷扬机将整束钢铰线通过引线牵引穿入各张拉孔道。穿钢铰线时，应随时观察和调整预先插在孔道中的波纹管的位置，以避免钢铰线端部将波纹管拉坏。钢铰线穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出，联通孔道，两头用砂浆密封。

4.2.4 钢筋绑扎

湿接缝钢筋绑扎按常规方法进行。由于箱梁腹板薄、钢筋密和波纹管多、湿接缝混凝土又采用振动棒配合振捣，为保证波纹管在施工中不被破坏，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，以增大振动空间。

4.2.5 立模

考虑模板的安装方便和空间限制，内模采用组合钢模板，底模和侧模采用整体钢模板。底模、外侧模和内侧模均通过型钢用套有塑料管的双螺母对拉螺杆拉紧与梁体密贴，模板周边贴上薄海绵条，以防止漏浆。立模的顺序依次为底模、侧模和内模。所有模板均用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。

4.2.6 灌注湿接缝混凝土

由于所有的荷载均由造桥机承托，随着灌注的进行，支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当且随着混凝土的凝固将影响到整孔梁的线型。箱梁的湿接缝要对称灌注，依次从两端向中间进行。整孔梁所有湿接缝必须一次灌注完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，以免留下施工薄弱层。

4.2.7 养护及拆模

混凝土养生采用顶板覆盖土工布，箱梁内外及时洒水不少于14d。湿接缝混凝土初凝以后，微拧内外模板之间的对拉螺栓，以免螺栓与混凝土凝固在一起而拔不出来。当混凝土强度达到设计强度80%以上后，开始拔出对拉螺栓，拆模顺序依次为外侧模、底模和内模。

4.2.8 预应力施工

（1）钢绞线张拉

预应力钢束的张拉分两阶段进行：一期张拉在湿接缝混凝土强度及弹性模量达到设计值的90%以上、混凝土龄期不少于5d时进行，二期张拉待湿接缝混凝土强度及弹性模量达到设计值且其龄期达15d后进行。张拉时两端对称同步张拉（4台张拉千斤顶同时工作），以控制张拉力为主，伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序是：张拉初始应力（10%设计值）→第二次张拉吨位（50%设计值）→设计值（100%设计值）→持荷5min→回油至零。把3次的伸长值都记录下来，计算最终伸长量。

（2）梁段吊杆的调节

箱梁在第一阶段预应力钢束张拉前，梁的全部重量多支点弹性支承在造桥机扁担梁上，用穿心式千斤顶调整吊杆长度。当预应力钢束开始张拉后，箱梁上拱，部分自重转为由梁体自身承受，同时造桥机扁担梁反弹，吊杆拉力发生变化。随着预应力钢束逐步张拉，箱梁自承能力越来越大，最后梁的重量由原造桥机扁担梁承受转为箱梁承受。为防止吊杆拉力过大而顶裂梁体，在张拉过程中要及时调整吊杆的长度，以减少造桥机的载荷。

（3）孔道压浆

当预应力钢束张拉后，对预应力孔道宜在48h内进行压浆处理。按设计要求，压浆采用M50纯水泥浆，水灰比不大于0.45。

4.2.9 封端

在所有孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行清理干净，切割超长的预应力筋（切割后预应力筋的外露长度为30～40mm），铲除喇叭管承压面的黏浆和锚具与外漏钢绞线外部的灰浆，为保证混凝土接缝处接合良好，应将原混凝土表面凿毛、清理，绑扎封端钢筋网片，同时为了使封端混凝土与梁体混凝土更好粘结，宜在灌注封端混凝土前对梁端混凝土用清水充分湿润后立封端模板，再灌注混凝土。封端混凝土采用塑料薄膜覆盖保湿进行养护。

4.2.10 造桥机过孔

当建造完一孔梁后，造桥机后端顶起安装后支点小车，将中支撑及后支撑倒换到下一孔设计位置，用5t卷扬机作为动力，通过四门滑轮将造桥机纵移至下孔架梁位置。