架桥机架设小半径曲线钢箱梁技术

2020-08-04赵小东李成军

中国建筑金属结构 2020年7期

赵小东　李成军

【摘要】本文介绍甜水堡至永和公路TY12标史家山枢纽互通立交共有3个匝道设置钢箱梁，均为高墩、小曲线半径且横坡纵坡较大的匝道桥，跨越河道和既有线。通过合理的分块分段、架设顺序和临时支墩，采用架桥机架设钢箱梁;通过BIM模拟对架桥机进行改造加固，保障桥机架设过程安全可行，顺利实现架桥机架设小半径曲线钢箱梁。

【关键词】小半径曲线;钢箱梁;架桥机;炮车

1.工程简介

甜水堡（宁甘界）经庆城至永和（甘陕界）公路TY12合同段，史家山枢纽互通立交D匝道桥上部结构第五至七联（3×35.5+3×35.5+2×35.5）m采用钢箱梁。本桥桥位处纵断较高，路线与谷底最大高差达39m。第五联平面位于A=110m的缓和曲线接半径137m圆曲线，第六、七联平面位于半径137m圆曲线上。

2.匝道桥钢箱梁架设

2.1施工方案确定与实施

由于桥址现场工况条件限制，常规的支架法施工与顶推法架设不能采用，经过充分调研和论证后，决定采用前导梁桥机架设钢箱梁，支架基础采用钢管桩。本项目工况条件下，仅有西铜高速施工经验可借鉴，存在一定的施工风险。

2.2钢箱梁架设分块分段

工厂将箱梁横向分5块，如图1所示。长度8.5～15.5m，具体长度要满足公路桥涵施工技术规范要求。

受公路运输和施工场地限制，钢梁经雷西高速运输到工地二拼梁场，设置支撑胎架，采用两台22m跨径的60t的龙门吊进行二拼，第1、2、3架设段纵向架设段长度控制在31.3m～40.4m，第4、5架设段纵向不再二拼，工厂制作长度即为架设长度。横向5个架设段，最大吊装重量为620KN。

2.3桥面梁段运输

钢梁在二拼场拼装好后，采用炮车进行转运。根据架桥机喂梁工况模拟，提前确定主箱梁段的重心线及架梁吊耳的位置。D匝道路线纵坡为-2.188%～

3.305%，横坡为2.599%～5%，先从缓和

曲线上运梁，然后再曲线半径为137m圆曲线上运梁。进行运梁实况模拟，箱梁曲率大，每个架设节段两端重心线均偏外弧侧。运梁车装梁时，主箱梁段前端距副炮車托盘距离控制为7.5m，靠内弧侧梁底板边缘紧贴副炮车托盘左侧边缘，主箱梁段前端距主炮车托盘中心2.5m，此时梁段重心基本与运梁车主副炮车托盘中心重合，运梁车整体稳定不会产生侧倾。

2.4架桥机架设钢箱梁

钢箱梁主箱共分为3个架设段，内外弧翼缘板各3个架设段，总计9个架设段。其中主箱3个架设段和内弧翼缘板3个架设段均采用50m～180t架桥机架设，并将桥机进行改造（如图2所示）。D匝道曲线半径为137m，钢箱梁单个架设段对角最大宽度为3800mm，需保证架桥机内档距离大于4600mm，故将桥机双主梁中心距定为6.3m（架桥机设计出厂最大中心距为7.07m），此时桥机主梁间净宽5.1m，架桥机总长65.5m;50m-180t架桥机最小适应架设曲线半径为200m，现场施工通过在大里程侧搭设临时支架调整曲线半径以满足架桥机工作条件，此时工作半径为225m>200m。外弧翼缘板3个架设段采用在架桥机主桁梁上安装I45b工字钢横梁，人工配合使用5T手拉手推单轨行车和5T手拉葫芦进行横向滑移进行架设。

2.5 2#柱位置应对5%桥面横坡处理

加工制作了2#柱横移轨道加高横梁，加高横梁采用I56b工字钢制作，长度及宽度均与原横移轨道相同，如下图3所示。架桥机总量150t，中支腿按照90t计算，中支腿为双轨道，单侧单个轨道下面为两个支撑点，两支撑点的间距为1.2m，则单个支撑点荷载为90x10/8=112.5KN，计算时按照内侧支撑点距离翼缘板根部0.4m，外侧支撑点距离翼缘板根部1.6m进行计算。翼缘板位置每隔0.5m采用φ273×8的钢管支撑用于调坡，φ273×8的钢管下面垫双56b工字钢作用于桥面上，计算时按照全部荷载均由双56b工字钢承担，不考虑桥面板承担的荷载，中支腿翼缘板桥面56b双工字钢，标准组合下桥面顶双拼56b工字钢最大组合应力（轴向+弯曲）应力为67MPa，小于Q235钢材的弯曲应力设计值190MPa;最大剪切应力为24MPa，小于Q235钢材的剪切应力设计值110MPa。桥面顶双拼56b工字钢最大竖向位移为3mm，小于范围容许的2000/300=6.6mm，则桥面顶双拼56b工字钢竖向刚度满足规范要求。

2.6翼缘板架设

内外弧翼缘板共计6块，单块最大重量7.3t，内弧翼缘板采用架桥机直接架设，外弧翼缘板因桥机无法横移到位，架设采用在架桥机主桁梁上安装I45b工字钢横梁，人工配合使用5T手拉手推单轨行车和5T倒链进行横向滑移进行架设，架设前先用架桥机将3块翼缘板提放到相应位置，然后再进行人工提升滑移安装，如图4所示。

3.架桥机过孔详细步骤

步骤1、过孔前支设好1#柱、辅助支腿、3#柱，调整2#柱横移轨道与箱梁横断面角度，保证调整后1#柱与2#柱轨道平行;

步骤2、架桥机主梁后退，使其0#柱退到临时支架平台上，支垫可靠;

步骤3、调整1#柱角度使其与箱梁横断面平行（此时安装图2所示3-辅助支腿，用于调整1#柱角度），架桥机开始正常过孔;

步骤4、架桥机主梁向前行进至3#柱到达2#柱2m位置处停止前行，支垫3#柱，调整2#柱并将2#柱横移轨道向前行进至跨中，调整角度;

步骤5、架桥机主梁配重继续过孔，使其0#柱到达临时支架平台上，支垫0#和3#柱;

步骤6、前移2#柱到墩顶位置，使2#柱横移轨道移动到加高横梁上并可靠固定;

步骤7、移动1#柱到达临时支架平台上，支垫1#柱，保证桥机主梁前端稍高于后端;

步骤8、调整1#和2#柱角度，桥机主梁前移，使其前导梁继续前移保证架设时桥机主梁受力;

步骤9、检查验收架桥机，为架设做准备。

4.小结

在本项目上采用架桥机架设钢箱梁，成功实现了小半径曲线钢箱梁架桥机架设，为纵坡、横坡较大的匝道桥上运梁和高墩、跨越既有线路或跨越河流架设小半径曲线钢箱梁工程积累了施工经验。