步履式造桥机架设高速铁路节段胶拼简支箱梁施工技术

2020-09-22赵敏聪任高强

中国设备工程 2020年18期

赵敏聪，任高强

（中铁北京工程局集团有限公司，北京 102308）

随着我国铁路交通事业的发展，桥梁建设的发展也迎来了良好的机遇期，各种新的理念和桥梁施工的各种新的方法都不断地被尝试。其中，节段箱梁预制拼装技术的应用及发展最令人瞩目，得到了世界各国建设领域的广泛认可。某高速铁路特大桥设计采用了46 孔56m 的节段胶拼简支箱梁通过，本文针对节段胶拼简支箱梁特点，利用步履式造桥机架设施工，不断组织科学技术攻关，形成了一套完整的施工工艺。

1 工程概况

某高速铁路特大桥共设46 孔56m 节段胶拼简支箱梁。梁体全长57.1m，计算跨径55.4m，为等高度单箱单室混凝土预应力简支箱梁，底宽6.7m，顶宽12.6m，高5.1m，每跨梁分13个节段，桥梁整体重量2134T。桥梁架设均采用步履式造桥机架设胶拼，胶拼完成后分批整孔张拉、整孔落梁安装。

2 工艺原理

造桥机采用双桁架式主梁，共4个支腿，“步履式”过孔，整机双跨布置，全长136.6m，宽12m，高19.5m，由主梁、前支腿、主支腿、吊挂、主天车、后支腿、辅助天车组成。过孔状态两个主支腿作为桥机过孔动力来源，利用液压系统推动整机过孔，过孔过程中，前后支腿在墩顶及附近辅助支撑配合桥机完成过孔。架梁状态造桥机前支腿和主支腿分别在墩顶、桥头站位，天车自桥尾喂梁，全部到位后精调节段块姿态，节段块端面涂抹环氧树脂后施工临时预应力，施工永久预应力原位张拉，通过两主支腿上油缸整机落架卸载完成体系转换后成桥。造桥机结构形式见图1 步履式造桥机总图。

图1 步履式造桥机总图

3 工艺特点

本工艺造桥机采用全桁架式主梁，自重更轻，更经济，迎风面积小，安全系数更高。造桥机采用4 支腿，双主支腿形式，无须在桥墩上预埋和开孔，作业量少，施工更快捷。主支腿配置大吨位卸载油缸，整体落架，便于整机卸载，吊挂受力明确，便于拆除吊挂螺纹钢筋，大幅提高工效。天车吊具设置有三维调整装置，可360 度平转，便于节段块空中姿态调整，便于节段对位，施工高效。整机采用顺坡施工，支腿无须大范围调整，独特的设计可以提高整机对坡度适应能力，减少支腿的调整时间，从而提高施工效率。行走方式采用步履式上行走方式，适应性、通用性强，重复利用率高，可方便满足线路首、末跨低墩施工、自行通过大跨度连续梁，对墩身结构无影响。

4 施工关键技术

4.1 造桥机拼装、就位

节段拼装简支箱梁一般为穿越滩涂、湿地等特殊地段而设，因此，造桥机采用支架法桥位组装方式安装，利用临近的简支梁桥墩或桥面搭设支架，用于固定桥机主支腿。采用重型起重吊车或龙门吊将提前分段组拼好的桁架梁逐段吊至主支腿上方组装，安装前规划好各分段桁架梁组装顺序，确保每次组拼完成后桁架梁重心在两个主支腿之间，安装前后端横梁及主副天车，连接设备电气、液压及操控等系统即可进行调试。见图2 临时支架及支腿安放示意图、图3 桥机纵梁安装示意图。

图2 临时支架及支腿安放示意图

4.2 首节段精确定位

节段梁存放时间（45 天）达标后进行相关验收，合格后开始拼装作业。采用200t 龙门吊将节段吊装到桥面运梁车运输至桥位进行拼装。首先，安装13#段，按照尾部喂梁要求，通过天车升降、纵移、旋转将13#段吊至墩位处，安防固定端支座，将节段落至墩顶三维调整装置，调整制梁时，埋设的中心控制点与整孔梁中心线重合，调整高程控制点至设计及规范允许高程，支座中心线与垫石十字线重合，检查无误后，利用限位装置与桥墩固定，然后，采用灌浆料固定支座。

图3 桥机纵梁安装示意图

4.3 节段吊装

重复运梁、喂梁、纵移、旋转、横移等工序由远至近依次将1#～12#节段吊挂于造桥机的主桁架上，吊挂时相邻节段采用高低挂相互错开，以便于节段旋转、调位及后序胶拼施工，1#段吊装时提前将活动端支座在垫石顶面预置，注意预偏方向，避免装反。见图4 节段吊装示意图。

图4 节段吊装示意图

4.4 梁段胶拼

节段吊装完成后，从固定端（13#段）开始逐节胶拼，首先，在预应力孔道处粘贴环形密封垫圈，避免孔道压浆时串浆漏浆。同时，按照预调的配比配制环氧密封胶，搅拌均匀后利用抹刀涂抹至胶结面，采用绷拉3mm 钢丝方式控制单面涂胶厚度为3mm。涂胶完成后用天车吊运12#节段向13#节段靠拢，通过预埋的标高及轴线控制点调整节段位置，使中线、标高、接缝完全吻合，采用4 台60t 穿心千斤顶对梁面和腹板临时预应力锚块（见图5 临时预应力锚块设置示意图）上的8 根精扎螺纹钢分两批张拉到设计吨位，将接缝挤出的胶清理干净，并及时用通孔器清理预应力孔道。依次将剩余12#至1#梁段胶拼。胶拼过程测量人员随时检测梁体的整体线形及标高，确保达标。

图5 临时预应力锚块设置示意图

4.5 预应力工程

安装活动端支座并灌浆固定，同时，解除支座临时锁定。强度达标后穿预应力钢束，用4 台400t 内卡千斤顶，对称张拉第一批永久（腹板）预应力钢束；解除造桥机1#支腿和2#支腿处油缸锁定抱箍，1#支腿、2#支腿油缸下降，整体落架完成体系转换。拆除造桥机吊杆钢棒、临时预应力精轧螺纹钢，依次完成第二批永久预应力（底板、齿块）钢束张拉，确认合格后，切除两端多余的预应力钢束，在张拉完成48h内进行预应力管道压浆。

4.6 过孔

整孔梁架设完毕，造桥机进入过孔准备，安装造桥机尾部4#支腿，主天车吊转3#支腿至1#支腿处，锚固于架设完成梁段吊装孔上，完成2#与3#支腿转换，造桥机纵移过孔，1#支腿上墩、锚固，造桥机进入下孔架梁状态。桥机过孔通过调整天车位置或吊设配重块（13#段）控制桥机重心在两个主支腿之间。见图6 桥机过孔配重示意图。