特殊地形条件下隧道内建设梁场及架桥机横向悬臂架梁施工技术探讨

万治安

（上海隧道工程有限公司 上海 200000）

1 工程背景及施工技术难点

甬台温高速公路复线温州瑞安至苍南段工程赤溪中墩大桥桥址位于温州市苍南县赤溪镇境内，桥位距离赤溪镇城区约300m，桥梁左线桥设计桥长658.2m，配跨为21×30m+23m；桥梁右线桥设计桥长624m，配跨为20×30m+23m，桥梁上部采用预应力混凝土（后张）T梁，先简支后连续，下部结构桥墩采用柱式墩，桥台采用柱式台、U型台，桥墩采用桩基础，桥台采用桩基础、扩大基础。左右线桥之间设置2×30m联络通道桥1座，联络桥上部及下部结构与主线桥相同。

赤溪中墩大桥桥址处地形为典型的靠山跨海地形，桥梁起点接安峰隧道，0#桥台位于山体悬崖边，山坡陡峭，地形狭窄，桥梁第1、2孔跨地方县道龙魁线，龙魁线蜿蜒曲折，是一条依山环海就势而建的三级公路，路面标高和赤溪中墩大桥桥面高差约30m左右，桥梁第3～20孔跨越赤溪港滩涂区，滩涂涨潮时被水淹没，水深2～4m，退潮时为淤泥滩，老百姓在海涂上以种植紫菜为主业，桥梁第21孔第二次跨越地方县道龙魁线，桥梁终点接渔寮隧道，桥尾处21#桥台同样位于陡峭的山体悬崖边。根据赤溪中墩大桥桥址施工周边的地形地貌，以及施工区域内唯一一条道路龙魁线的运输条件，施工单位经多方论证后确定：桥梁施工周边不具备建设预制梁场的施工场地、施工场地外围生产梁板也不具备运输道路条件，也就是说赤溪中墩大桥周边没有梁板预制场地，外面生产的梁板也没有路可以运进来，因为桥梁主要跨越的是地方道路和海洋滩涂，梁板由预制变更为现浇也是行不通的，因此大桥建设的第一个工程难点就是T梁梁板预制场如何设置问题。

大桥建设的第二个工程难点就是联络通道桥的梁板架设问题。赤溪中墩大桥的联络通道桥位于大桥左右幅18～20#孔之间，桥位均处于滩涂区域，联络通道桥桥面宽30.42m，桥长60m，桩基横轴线与左、右幅主桥18～20#孔桩基均不在同一轴线位，梁板和主桥一样，设计为30m预制T梁，先简支后连续，联络通道桥梁板与主桥梁板水平架设，因为联络通道桥与主桥桥位是纵向水平布置，桥长只有60m，桥位均位于海涂区域内，桥头桥尾两端无法喂梁，架桥机无法安装，也不具备纵向架设梁板的条件，桥位所处海涂属于海洋功能保留区，不能做任何工程建设，将联络通道桥梁板改成现浇结构方案不可行，使用起重机在桥下抬吊安装梁板方案也不可行，因此，如何架设安装联络通道桥梁板是大桥建设的第二个工程难点。

2 预制场选址及建设方案

基于桥梁施工区域周边预制场场地无处选址及外围梁场梁板也无法运抵施工现场的实际施工情况，施工单位经多次方案论证，最终决定将赤溪中墩大桥T梁预制场设置在在建的渔寮隧道左洞内，具体方案如下：

2.1 预制场总体规划

预制场设置在渔寮隧道左洞ZK362+395-ZK363+200段（洞口至1号车行通道区域），长度805m，有效宽度11.75m，面积9458m2，为使隧道施工车辆运行不影响预制场施工，预制场建设在渔寮隧道左洞开挖至1号车行通道（ZK363+215.4）及二衬、仰拱完成后进行，隧道左洞洞口至1号车行通道区域用于预制场建设后，左洞1号车行通道（ZK363+215.4）位置安装隔离护栏，隧道左洞施工车辆通过1号车通进入隧道右洞出入，如此预制场施工与隧道施工互不影响，设置在隧道内的预制场成为一个独立的施工区域。

赤溪中墩大桥预制场全桥共预制梁327片，预制场主要设钢筋加工区、T梁预制区和T梁存梁区。其中钢筋加工区长116.5m，T梁预制区长度规划为420m，设19个台座，其中设置6个30m与20mT梁共用台座，设13个30mT梁台座，T梁存梁区长度规划为260.5m，设计存梁能力42榀。

2.2 预制场门吊设置方案

赤溪中墩大桥预制场设置在高速公路隧道内，与普通露天预制场最大区别在于隧道内受隧道轮廓、施工通风管道、电力管线等限制，正常标准规格尺寸的龙门吊在隧道内均无法正常使用，因此本预制场内所有龙门吊均属于异形龙门吊，需根据隧道轮廓尺寸及梁板、模板等吊装空间尺寸需求进行特别定制，只要解决了门吊起吊空间和工作性能问题，预制场其它施工作业与露天预制场没有区别，因此本文重点介绍预制场内门吊设置方案。

预制场内共投入4台龙门吊，预制场T梁移梁和吊装采用2台60t龙门吊抬吊，钢筋、模板、混凝土施工吊装采用2台10吨龙门吊为工作吊。两台60吨龙门吊设计跨径10.8m，额定吊重60t，净高4.15m（60t龙门吊布置图详见图1）。

图1 160t龙门吊布置图

两台10t施工龙门吊跨径11.2m，额定吊重10t，净高4.916m，与大门架共用轨道，采用单轨双轮平车行走。施工门架布置于进洞口一侧，大门架前面，不会影响大门架吊运T梁。主要负责模板、混凝土的吊装及运输等生产作业。

门吊基础直接座落在仰拱或隧道三级围岩地基上，沿隧道纵向两侧通长布置，总长度820m，由于隧道存在单侧2%横坡，较低一侧门吊基础采用C30钢筋混凝土浇筑，宽0.4m，高21.6cm，基础每隔10m预留横向孔洞排水及养生进水管道。基础顶面中心位置设43#钢轨，采用φ16预埋螺栓和钢板扣压固定在混凝土基础上。较高一侧轨道安装在隧道调平层上，设钢筋固定43#钢轨。

隧道内建设梁板，施工工效较露天预制场稍有降低，但由于隧道内预制场不受下雨及台风等气候影响，有效施工作业时间大于露天预制场，梁板总体的施工产量与露天预制场相当，实践证明在预制场无处选址的施工条件下，在隧道内建设预制场方案完全可行。

3 联络通道桥预制T梁架设方案

基于赤溪中墩大桥实际施工条件，联络通道桥30mT梁梁板架设有两个方案做比选，方案一是在已完成梁板安装的主桥桥面上，采用两台150t汽车吊和JQJ30m/120t型架桥机配合，T梁在联络通道桥盖梁上滑移千斤顶配合落梁架设；方案二是对架桥机进行改装，采用定制的JQJ40m/180t型架桥机进行悬臂法横向架设。施工单位通过各项理论安全计算，从施工安全、施工效率、施工成本、可实施性等各方面综合分析并经多次专家评审会议后拟定采用方案二，即采用架桥机悬壁法横向架设联络通道桥T梁，具体技术方案如下：

3.1 架桥机选型及改装

基于要采用架桥机悬挑横向架设梁板，通过对架桥机主梁、横担、支脚处的力学计算，原计划采用的JQJ30m/120t型架桥机安全系数不满足要求，通过计算后拟定选用JQJ40m/180t型架桥机，该架桥机设计起吊重量为2×90t，架设跨度≤40m，为确保梁板悬挑架设受力平衡及架桥机的安全稳定性，需对该架桥机进行局部改装，即将架桥机横梁长度加长、材料强度加强，每道横梁增加一台配重起重天车和配重箱（配重24t），架桥机由专业厂家进行定制生产，出厂前进行各项受力测试，确保质量合格后运抵施工现场。

3.2 梁板架设步骤

联络通道桥采用悬臂方式进行横移和落梁，架桥机运行于已架设好T梁的桥面。采用第一跨和第二跨轮换架设方法，保证横移轨道始终位于架设好的桥面上。

3.2.1 联络通道桥T梁悬臂架设步骤立面示意图

（1）喂梁

运梁平车将架桥机退至联络通道桥处，通过炮车喂梁和天车纵移将预制T梁放置在已铺装好的左幅主桥面上，并做临时支撑。

图2

（2）横移

将架桥机整体右移，小车移至左端悬臂端，配重小车起吊配重，悬臂端小车吊起预制梁。

图3

（3）落梁

架桥机悬挑携梁整体左移至需要落梁位置，按照主线桥的落梁方法将T梁落在相应位置上并进行加固（如图4）。

3.2.2 联络通道桥T梁悬臂架设步骤平面示意图

（1）第一步：悬臂架设联络通道桥第二跨第一片梁；

（2）第二步：悬臂架设联络通道桥第一跨第一片梁；

（3）第三步：悬臂架设联络通道桥第一跨第二片梁；

（4）第四步：悬臂架设联络通道桥第二跨第二片梁；

图4

（5）第五步：悬臂架设联络通道桥第二跨第三片梁；

图5

（6）第六步：重复1～5步骤架设剩余部分联络通道桥及右幅17-19跨T梁。

3.3 悬臂法架梁安全验算

（1）安全系数

钢结构强度安全系数n≥1.3；

抗倾覆安全系数n≥1.5。

（2）材料容许应力

表1

（3）检算结果

表2

经检算，悬臂法架梁安全可行，能够满足施工要求。

4 结束语

（1）特殊地形地势施工环境下，在施工周边没有桥梁预制场施工场地选址，且受地方道路运输条件限制，外围梁场梁板也无法运抵施工现场的实际施工情况，因地制宜的利用在建高速公路隧道建设桥梁梁板预制场，依据隧道轮廓线尺寸及吊装空间定制加工起重设备，并合理规避隧道施工与梁场施工交叉影响后，在隧道内建设桥梁预制场方案经工程实践证明完全可行。

（2）高速公路跨海大桥联络通道桥如设计为预制混凝土梁板，采用传统架桥机纵向无法横向架设梁板，通过对架桥机进行相应的技术改装，并进行横向配重后，采用悬臂法横向架设联络通道桥梁板经工程实践证明可行，该工法对有类似需求的梁板架设工程有很好的借鉴意义。

[1]浙江大学编著.建筑结构静力计算实用手册.中国建筑工业出版社.

[2]周水兴，何兆益，邹毅松，等编著.路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社.