移动支架造桥机在客运专线桥梁施工中的应用

2018-02-09刘春虹

设备管理与维修 2018年2期

刘春虹

（中铁十九局集团有限公司，北京 100176）

0 引言

汉中汉江特大桥主要为跨越汉江而设，是西成客运专线的重要控制工程之一。该桥全长4908.22 m，其中主桥型式采用12孔64 m双线简支箱梁。该箱梁预制架设施工是目前国内客运专线中跨度最大的节段拼装预应力混凝土双线简支箱梁，每孔64 m箱梁重达2626 t，创国内双线客运专线简支梁跨度最大、拼装重量最重。每孔梁共分15个节段，14个湿接缝，其中1#～7#梁段共2节，8#梁段1节。1#梁段长度为2 m；2#梁段长度为3.7 m；3#～8#梁段每节长度 3.9 m。1#，2#，3#～8#梁段重分别为156.5 t，158.3 t，128.3 （t 不含锯齿块）。

1 梁体施工机械的选择以及基本构造

1.1 施工机械的选择

成都至西安客运专线汉中汉江特大桥正在新建，结构为12孔64 m节段拼装箱梁简支梁桥。由于跨径较大，节段梁体较重，这就要求要具有吊装能力更大的移动支架来承担施工时梁体的荷载。针对目前大跨度的简支梁施工问题，北京中铁建北方路桥公司设计研发的可用于64 m双线预制节段拼装简支箱梁架设的专用设备，即上行式SX64/2700型移动支架，额定载重能力可达2700 t。汉中汉江特大桥整孔梁体在施工过程中采用上行式SX64/2700型移动支架进行拼装架设。

1.2 上行式SX64/2700型移动支架整体构造

上行式SX64/2700型移动支架总长154.8 m，主要由主梁、导梁、尾梁组成。使用专业的移动支架搭建的PC（Prestressed Concrete，预应力混凝土）简支梁，主要是将预制梁节组拼在移动支架腹内，墩顶原位张拉，主要的施工策略是先进行“化整为零”，随后再进行“化零为整”[1]。SX64/2700型移动支架构造图立面图见图1。

图1 上行式SX64/2700型移动支架

2 SX632700型移动支架的应用

2.1 上行式SX64 m/2700 t型移动支架拼装

在梁体预制的同时，现场拼装上行式SX64 m/2700 t型移动支架。第一跨跨越94#～95#墩，在跨越94#墩和96#墩2孔间做临时墩基础，搭设移动支架拼装平台，为了中转吊装梁段，在93#～94#墩之间设置喂梁平台；移动支架及其附属设备总重约1600 t，拖拉所用滑道为4组滚轮箱配合1台后支点小车在钢轨上。以移动支架的滑行方式和结构特征为基础，纵移动力主要来源于8 t卷扬机，卷扬机的使用数量为2台，对移动支架进行向前拖动，最大拖拉力可达到90 t。

1孔梁架设完成后，顶起移动支架的后半部分，将其插入到支点小车中，顶起后支腿和中支腿将其倒换到下一个指定位置并将其锚固好，悬空前支腿，使用卷扬机纵向移动支架64 m，将架子顶起后，把后支点小拆除[2]。

2.2 梁段运输、起吊和安装

拼装完移动支架以后，借助跨墩大龙门将预制梁段吊运到梁平台的上面，接着使用移动支架上的回转天车将其悬吊到各个地方。架设好第一孔简支梁后，借助跨墩大龙门将梁段吊运到轮胎式运梁车的上面，运梁车可自动地向移动支架端部移动，将梁段借助回转天车移动到相应位置。

2.3 梁段就位、调节空间精度

梁段就位主要是指调节梁段竖向、横向和纵向等的空间位置，使用穿心顶调整竖向位置，使用天车顶推油缸调整横向位置，使用天车调整纵向位置，线路中心线是核心，梁体中心线要与线路中心线完全吻合。按照设计图纸的要求来摆放梁段，纵向收缩量一定要满足设计的要求，梁段之间的距离也要满足设计的要求。

在拼装64 m简支箱梁时，借助吊杆在移动支架主桁架上悬挂节段梁体，对所有梁段的三维位置进行精准的核实。调节梁段应遵循的原则：先调节小里程端节段，接着调节大里程端节段，再调节端节段，最后调节跨中节段。调节梁段的顺序时，以设计的要求为标准，按照纵向、横向、竖向的顺序反复调节，直到满足设计的要求结束。

调整梁段线型是一个非常复杂的过程，调整完的梁段一定要仔细认真地复核，直到检测显示最终的误差在梁段线型控制允许的范围内。在调整完梁段后，翼缘板、腹板和底板的外缘一定要平整，如果有错台的情况存在，需究其原因并调整局部梁段直到满足标准为止。

2.4 预应力钢绞线穿束、湿接缝浇筑、张拉

依据设计要求，对钢绞线进行下料处理。使用扎丝将其按照要求认真的捆扎好，人工将已捆扎结束的钢绞线运输到存放位置，在人工整体穿束时，一定要严格按照由里向外、由上向下的顺序。需随时观测孔道中预先插入的波纹管位置，防止波纹管被钢铰线端部拉坏。首先将钢绞线从与锚具相同的加工件中顺畅通过，从而使钢绞线不会绞和在一起[3]。将“引线”人工穿入到张拉孔道里，所有从孔道中穿入的钢铰线都要捆扎在引线四周并成束，接着使用位于移动支架上的卷扬机借助引线把整束钢铰线牵入到所有的张拉孔道里（图 2）。

图2 预应力钢绞线穿束

在预制梁段时，为了让新、旧混凝土接触更加牢固，在接缝处将混凝土凿毛，并预留出连接湿接缝的钢筋。在梁段精调到设计位置后，将预留钢筋处理直，然后进行绑扎。

3 上行式SX64/2700型移动支架施工监测

SX64/2700型移动支架的施工周期较长，使用的频率较高，在《起重机械安全监控管理系统》（GB/T 28264—2012）中明确提出：需认真监测起重机械的工作情况，仔细记录和监管机械的安全状态和运行参数。所以，一定要高效监测移动支架的作业状态。通过对移动支架的使用性能进行不断检测，来对移动支架钢结构的使用情况进行科学的判断和分析，保证移动支架的使用更加安全、可靠[4]。

当桥机拼装完成拖拉到位后，进行布点、布线。一切测试准备工作完成后，采集各测点初读数。根据施工进度，在8个主要工况对挠度测点和应力测点进行监测。

（1）吊装完成7个预制梁段。从大里程侧，依次吊装15#梁段至9#梁段，待变形稳定后，再对各挠度测点和应力测点进行监测测量。

（2）吊装完成全部梁段。在梁体吊装完毕后，对挠度测点和应力测点进行全面监测，并与空载状态下相应的值进行比较，分析在梁体全部吊装完毕后SX64/2700型移动支架的受力性能及空间稳定性。为了保证SX64/2700型移动支架施工过程中的安全，在吊装过程中每吊一片梁体都需进行挠度与应力的监测测量，但不作为主要测试工况。

（3）水袋加水至1/2额定重量。除了支座处的1和15号梁段外，在上行式SX64/2700型移动支架上直接悬吊的有13片梁。每片梁体顶面安放1个水袋。在每个水袋加水至1/2额定重量，待变形稳定后，对挠度测点和应力测点进行监测测量并分析此时杆件承受的应力及结构的挠度[5]。

（4）水袋加水至额定荷载。水袋加水至额定荷载后，待变形稳定后，对挠度测点和应力测点进行监测测量并分析此时杆件承受的应力及结构的挠度。

（5）回转天车悬吊梁段。加水至额定荷载后，再由回转天车悬吊一片梁体停在跨中位置。变形稳定后，对挠度测点和应力测点进行监测测量并分析上行式SX64/2700型移动支架的承载能力、静刚度和稳定性。

（6）悬吊梁段卸下。将回转天车悬吊的梁体卸下，测量此时对应截面的挠度和应力。

（7）将水袋全部卸载。将水袋卸载，待变形稳定后，对各控制截面的挠度和应力进行测量，并对数据进行分析。

（8）拆除吊杆。张拉全部预应力筋并逐步拆除吊杆，此时移动支架处于空载状态，再对移动支架挠度测点和应力测点进行测量，对数据进行分析处理，以确定结构的弹性变形、非弹性变形以及应力。