受限空间条件下大吨位桥梁安装技术探讨

赵兰发

(广西金龙高速公路有限公司，广西 柳州 545200)

0 引言

近年来，随着国家交通基础设施建设不断发展，高速公路的建设从平原微丘区域逐渐向山岭重丘区域推进，受路网规划以及走廊带走向的影响，新建项目与既有公路铁路出现交叉的现象在所难免。在这些交叉工程施工过程中，经常会因为空间受限以及维护既有项目运营安全，往往不能采用常规的施工工艺来施工，而通常需要根据现场实际情况采取一些特定的技术措施去保证既有项目的运营安全以及新建项目的施工安全与工程质量。

1 工程概况及背景

泗里口浔江大桥左线桥设计组成为2×40 m+(79+145+79) m+4×40 m+ 3×40 m+4×40 m，桥梁全长832 m；引桥桥墩采用柱式桥墩，最大墩高30 m；主桥上部采用三向预应力混凝土连续刚构；引桥上部采用先简支后连续40 m跨径预应力混凝土T梁。本桥位于泗里口村附近，北引桥为两跨一联的40 mT梁，0#桥台位于挖方路堑段，1#、2#跨引桥下穿贵广高铁浔江大桥引桥后与跨越国道G321及浔江的预应力混凝土连续刚构主桥相连。40 mT梁建筑高度为2.5 m，桥面宽度为12.5 m，引桥的1#墩恰好设在贵广高铁泗里口浔江大桥第一跨的正下方。该桥墩墩顶桥面设计高程为166.438 m，经对贵广高铁该处桥梁梁底测量，梁底高程为171.978 m，二者高差为5.54 m；去掉桥面铺装15 cm，最小工作空间高度为5.69 m。桥梁1#、2#跨桥面到桥底地面高度为3～14 m。T梁预制场设在连接南引桥的路基上，T梁可通过运梁拖车运至主桥边跨(2#、3#墩之间的桥跨)。

2 工程难点及解决思路

(1)工程难点：因1#墩顶桥面设计高程与贵广高铁梁底高差只有5.54 m，常用的40 m梁架桥机本身最小建筑高度在8 m左右，所以常规架桥机无法过孔，采用常规架桥无法实现。要完成本项目该两跨引桥T梁的安装，一是需要解决起重设备建筑高度问题；二是要解决待安装桥跨T梁的纵向运输及横移就位的问题。

(2)解决思路：由于1#墩位置最大允许作业空间高度为5.69 m，T梁本身建筑高度为2.5 m，扣除梁底悬空高度(按0.2 m计)、梁顶与起重设备下沿之间自由高度(按0.1 m计)以及起重设备顶端至铁路桥底沿之间的安全距离(按0.2 m计)，起重设备本身最大的建筑高度必须控制在2.69 m以内，这与常用架桥机的起重天车高度相当。常规架桥机无法实现架梁，其原因除了本身建筑高度较大之外，同时也因为其本身支撑点落在已经架设的桥跨上，如果能把“导梁”支撑点改到桥墩外侧高度适宜的临时结构上，并“加大”起重天车的长度，那么所面临的高度限制及纵向运输问题便可迎刃而解。本文按照这一思路进行T梁安装系统设计和实施。

3 吊装系统设计

根据上述思路，在安装桥跨两侧设置临时墩，墩顶架设轨道梁形成纵向运输通道，用重型起重桁车替代架桥机天车直接行走在轨道梁上进行梁板安装。总体布置如图1所示。

(a)三柳高速左线第1、2跨桥梁与贵广高铁交汇40 mT梁施工横断面图

(b)三柳高速左线第1、2跨桥梁与贵广高铁交汇40 mT梁施工横断面图

(1)临时墩：根据现场地质条件，本工程临时墩采用扩大基础加螺旋焊管墩身的结构形式。基础采用C20混凝土浇筑。为防止临时墩发生不均匀沉降，应先对现场地基承载力进行检测和验算，确保其满足承载力要求。墩身采用3根φ500 mm(壁厚10 mm)钢管按品字形布设；钢管之间用Ⅰ10槽钢平联及斜撑连接使之成为一个整体；下端与基础顶面预埋底焊接。临时墩布设间距为(12×8 m+17 m)；高度>8 m的临时墩之间用贝雷片进行纵向及横向连接，从而形成框架体系；每个临时墩顶布设两道横桥向缆风绳以确保结构稳定。

(2)轨道梁：轨道梁采用0.7×1.44 m钢箱结构形式，根据临时墩的间距分段制作与安装。所有拼装节点全部设在临时墩顶，顶底板采用现场焊接连接，腹板采用高强螺栓连接。轨道梁顶面铺设钢轨以供桁车纵向行走。

(3)起重桁车：起重桁车由主桁车、横移机车、起重机及吊具四部分组成。本系统共设两组起重桁车，设计完成后由专业厂家负责加工制作，经验收合格后在现场地面完成组装，然后逐件吊装。

(4)系统运行参数：参照重型架桥机工作参数，本系统设定参数为：地面运梁拖车运行速度为15 m/min，主桁车运行速度为2 m/min，横移机车运行速度为2 m/min。主桁车及横移机车行车速度均可进行点动微调。单机起重能力按100 t设计。

4 T梁架设

由于受作业高度限制，在T梁安装时，无法用运梁拖车直接将T梁运送至起重桁车下方，为此，必须在起吊位置设置两台自行式提梁机(门式起重机)，提梁机的行走速度与主桁车相同。当运梁拖车将T梁运至起吊位置之后，先用提梁机卸下T梁，撤离前端提梁机，然后将桁车起重机行走至起吊位置，将T梁前端扣挂稳妥后，前后同步提升吊点，使梁底悬空20 cm左右，确保梁体不会与临时支垫等发生刮碰；再同步启动主桁车及后端提梁机缓慢纵向运输T梁，当后端吊点运行至起吊位置后停止前行，放下后端提梁机吊点并支垫稳妥；然后将后端主桁车开至起吊位置，吊起T梁后端；再次同步启动两台主桁车，将T梁运送至安装桥跨的设计安装位置落梁。至此，后续安装工艺与常规架桥机工艺相同，不再赘述。

5 安装注意事项

为了保证施工过程中的安全，必须注意以下事项：

(1)纵向行走轨道的稳定性是重中之重。在安装完成后必须进行严格的验收，特别是最高的临时墩高达16 m，墩身必须采用两根以上钢管对接，钢管的接头位置必须采取加强措施，且同一个临时墩中三根钢管的接头不得设在同一个截面内，严禁使用锈蚀严重或局部变形严重的钢管作为临时墩材料。

(2)系统安装完成后必须进行系统验收及系统试运行。试运行包括空载试运行、50%设计荷载试运行、100%设计荷载试运行三个阶段，并同步观测临时墩的基础沉降、轨道梁变形量、起重桁车变形量等各项指标。在具备条件的情况下，试运行尽可能使用钢材等重物进行加载，起吊高度控制在离地面30～50 cm即可。

(3)在安装过程中，要加强设备安全检查，使之始终处于完好状态。特别是其中卷扬机的钢丝绳、刹车装置、轨道接头以及T梁的捆绑钢丝绳等，一旦出现钢丝绳断丝等现象应予以更换。

(4)在T梁吊装前应明确有经验的技术人员或者高级技工负责统一指挥，切勿出现多人指挥，否则难以保证系统协调运转。

(5)当系统出现异常或者发出异响时应当立即停止所有设备运转，疏散危险区域人员后，设法进行全面排查，查明原因后再制定补救措施排除险情，然后继续吊装。

6 结语

随着社会经济的发展，桥梁施工技术也在不断进步。架梁设备在桥梁工程施工过程中发挥着重要作用。工程建设过程中要综合考虑工程的实际特点和施工机械设备技术使用范围等因素，当常规设备不能满足施工实际需求时，应根据自身现有的物资设备及技术储备状况，进行合理改造或引进其他领域的先进设备，并形成自成一体的特殊工法，使其有效促进桥梁工程建设的顺利开展，保证工程施工效益。