装配式梁桥架设与安装工艺研究

丰慧莹, 张 阳

(金华市公路与运输管理中心，浙江 金华 321000)

1 引言

传统就地现浇的桥梁建设方式推动了社会交通与经济的发展，但也存在资源浪费、施工费时、劳动力成本大等诸多弊端，而工业化程度更高的预制装配式桥梁的出现，较好地规避了现场浇筑带来的问题。装配式技术在桥梁中的应用，虽然不过短短的几十年，但是其发展前景十分美好[1]。中国的全装配式桥梁起源于跨海大桥，如今在行业政策的支持下，全装配式桥梁在众多城市市政建设中得以快速发展[2，3]。本文以梁桥为例进行桥梁预制装配技术的探讨，其中预制梁的架设与安装是十分重要的工序，直接关系到梁桥的稳固性与安全性，应事先分析施工现场条件、梁桥跨径大小等情况，综合考虑成本、效率、安全等因素，合理确定预制梁的架设安装方案。不管采用哪种操作方式，都必须严格遵循施工的技术规范与要求，严密把握架设与安装过程中的质量控制[4]。

2 预制梁的出坑和运输

2.1 预制构件的出坑

预制构件从预制场的底座上移出来，称为“出坑”。预制构件的“出坑”操作也是装配式梁桥工程建设中的关键步骤之一，其中T预制构件出坑前的检测主要包含以下几个方面的内容。

(1)外观检验：主要检验是否有混凝土色差、蜂窝麻面，接缝、端头处是否漏浆，是否出现漏筋，外露钢筋长度是否与设计相符等[5]。

(2)质量检测：包括保护层厚度、钢筋间距检测，混凝土回弹强度、密实度检测，裂隙检测等。

(3)评定汇总：施工单位应如实汇总各项检测报告，并交监理复核评定，过审之后方可吊装，严禁私自吊装。

预制构件的出坑检测要严把质量关，以保证后续运输、吊装、架设等步骤能顺利有效开展。

2.2 预制梁的运输

预制梁的运输可分为场内运输和场外运输，从工地预制场到桥头的运输是“场内运输”；从预制场至施工现场的运输是“场外运输”，场外运输的距离更长，影响因素更多。

在场外运输时，首先，预制构件要进行严格的质量检验，并合理规划运输方案，包括运输车型、运输路线、运输次序及运送至施工场地后的存放位置等，尺寸较长、体积较大的特殊构件更须拟定专门的运输方案，以确保能够顺利安全送达；其次，移运预制梁时，构件的起吊点要通过精密计算或按工程设计的要求来设定，吊装时吊环要保持垂直受力，可以通过设置吊架辅助来保护吊环及周围混凝土，运输过程中构件要平放并确保没有悬臂，在必要位置设置衬垫保护层，尺寸特殊的构件在夜晚运送时还要设置醒目标志；最后，预制梁运输至现场后，也要做好预制梁的起吊、堆放、养护工作，防止预制梁被损坏，通常应选择地基稳固、距离施工现场较近、交通便捷、有完善的排水设施的场地放置，堆放时构件标志朝外并垫防护层，还要做好洒水养护工作。

各类构件都有不同的运输方式，要按照其本身受力特性来选择，如梁要竖放，大型构件则需要辅助斜撑之类的固定装置，以保持其平衡。

3 陆地架设法

3.1 自行式吊车架梁

自行式吊车架梁主要有单吊机架设、双吊机架设、吊机和绞车配合架设3种方式。当预制构件单体的质量较轻，所在施工河流的河床较坚实，在河流无水或少水的条件下，可采用单吊机架设安装；当梁重较大或尺寸较长时可采用双吊机架梁，此种方式对2台吊机配合度要求较高；吊机和绞车配合架设法是由双吊机架设法演变而来，吊机在垂直方向吊起预制梁，绞车在水平方向进行牵引控制，此种方式安装精度更高，操作难度更小，但对施工场地要求较高。

自行式吊车自带动力系统，是当前小跨径预制梁桥架设安装的首选，其优势在于建设效率高、施工难度小，对场地和设备的要求低，对技术工种的需求少。如图1所示。

图1 自行式吊机架梁

3.2 跨墩门式吊车架梁

跨墩门式吊车架梁法采用龙门吊机安装，安装时先将预制梁运送到桥孔处，用跨墩龙门架将梁吊起至安装高度，然后水平移动到预先设定的安装位置完成安装[6]。该法对操作技术和操作人员的要求均不高，但对设备的稳定性要求较高，其稳定主要依赖于承受了龙门架及桥梁全部重量的龙门架轨道，在浅水无水时可在河中填筑临时路堤以放置轨道，在深水时则需要架设临时便桥，如此一来建设成本就会翻倍，因而该架梁方式多用在河滩无水的情况下。如图2所示。

图2 跨墩门式吊车架梁

3.3 摆动排架架梁

此方法需先将预制梁牵引到位并悬出台面一小段，悬出长度根据梁的截面尺寸和配筋确定，并在悬出的梁端底下设置人字扒杆或木支架。如图3所示。

图中1.制动绞车；2. 预制梁；3. 支架；4. 牵引绞车

架设时预制梁前端需用制动绞车进行牵引，支架也会随之摆动至对岸，同时为控制摆动速度还需在梁的后端设置一台制动绞车牵引减速。摆动排架架梁法可用以解决桥梁高跨比稍大的情形，也适用于河中有水的情形，只需在水中设一个简单小墩以供设立木支架用。

3.4 移动支架架梁

移动支架架梁法需要在顺着桥轴线的方向铺设轨道，轨道用于安装可移动支架，预制梁的一段搭靠在支架上，通过支架的定向移动将预制梁运送至指定的架设位置，然后再进行吊装；也可以在桥墩上设置枕木垛，用千斤顶卸下后再将预制梁横移到位。如图4所示。

(a) (b)

图4 移动支架架梁

移动支架架梁法所需设备简单，对动力要求低，但只适用于桥下无水且河床坚实的特定环境，要求所建桥的桥墩不宜过高且支架必须高大，由于受限较大且不够经济，实际工程中较少采用。

4 浮吊架设法

4.1 浮吊船架梁

浮吊船架梁法主要应用于海上或者深水大河且桥梁跨幅较大的施工场景，施工时利用浮吊船将预制梁运送至指定地点并进行吊装，高空施工比较少，作业的安全性高，机械的吊装能力强且效率高，运用在具备浮吊条件的水域具有良好的经济效益。如图5所示。

图5 浮吊船架梁

浮吊船来回运梁航行时间长会增加费用，故一般利用装梁船贮梁后进行成批架设。浮吊船吊装前要下锚定位，航道需临时封锁，如水流速度不大可利用预先抛入河中的混凝土锚作为锚固点。

4.2 固定式悬臂浮吊架梁

进行浮吊架设时如果缺少大型伸臂式浮吊设备，可以通过拼接钢制万能杆件或是贝雷钢架来装配成固定式的悬臂浮吊进行架设作业，此种架梁方式就称为“固定式悬臂浮吊架梁法”。如图6所示。

图6 固定式悬臂浮吊架梁

先用存梁场吊将预制梁运送至下河栈桥，用固定式悬臂浮吊接运及安放稳妥，再由拖轮把载梁浮吊拖运到待架桥孔下，并让浮吊就位待命。将船上的定位钢丝绳与桥墩锚系仔细调整定位，对准梁位后落梁就位。当水流速度不大、桥墩不高时，此法架设30 m的T形梁或T形刚构的挂梁都十分方便，但每片梁的架设都需浮吊拖至河边栈桥处取梁，既影响架梁速度也增加经济耗费。

5 高空架设法

5.1 联合架桥机架梁

又称蝴蝶架架梁，主要用于架设中小跨度梁桥。采用联合架桥机架梁可有效避免桥下通航受到影响，架设过程中定位及移动都很方便，但需要用到大量的钢架结构，整个设施体积较大。如图7所示。

图7 联合架桥机架梁

联合架桥机基本构造：①钢导梁：由贝雷梁装配而成，顶面可铺设轨道；②门式吊机：由工字梁组成；③蝴蝶架：专门用以托运转移门式吊机，由角钢组成。

5.2 闸门式架桥机架梁

此法适合架设中小跨径的多跨梁桥，特点是不受水深及墩高的影响，且在工程中不阻塞通航。架桥机主要由三部分构成，从下往上分别是伸缩型钢制支腿、安装梁、起重横梁，如图8所示。安装梁下设有平车，用于移动预制梁至指定位置。起重横梁可沿安装梁轨道移动，同时梁上也设有起重车，以此可做到向任一水平位置移动。具体施工过程中需要先将安装梁安放到位，使支腿落在架梁孔的前墩上，再通过横梁将预制梁运送至安装位置，用起重车将之安装到位，再用相同的方法安装好中梁，之后安装梁轨道可继续向前移动，重复上述工序，直至全桥架梁完毕。这一方法可用于架设跨度较大、构件较重的梁桥。

图中1.安装梁；2.支承横梁；3.起重横梁；4.可伸缩支腿

5.3 宽穿巷式架桥机架梁

此方法是在吊机的支点处架设门型支承横梁，来支撑两根间距扩大了的安装梁。在这一系统内，所有主梁的横移操作都可由起重横梁上的起重车进行横移操作带动就位，无需再做繁琐费时的墩顶横移。安装梁的组装可使用贝雷钢架或者万能杆件，架桥机质量大，要特别注意施工安全。如图9所示。

5.4 自行式吊车桥上架梁

当梁桥的跨径较小、质量较轻、可运送至桥头的引道上时，采用自行式伸臂吊车架梁十分便捷，且该法对于辅助作业的需求微乎其微。自行式伸臂吊车有汽车吊、履带吊两种，施工过程中需注意，已建成的桥面须达到一定承载能力后方能使用，以确保能承载吊车的通行及之后的架梁作业，保证施工安全性。如图10所示。

图9 宽穿巷式架桥机

图10 自行式吊车桥上架梁

5.5 “钓鱼法”架梁

“钓鱼法”架梁有很多衍生形式，扒杆纵向“钓鱼法”是比较早期的，发展成熟但安全系数较低。目前使用较多的是双扒杆“钓鱼法”，它能有效解决传统“钓鱼法”在施工过程中面临的安全性问题，此法用立在安装孔墩台上的两副人字扒杆，通过绞车牵引预制梁就位，可实现无支架、无导梁安装。如图11所示。

图11 双扒杆“钓鱼法”架梁

6 结语

本文主要探讨了装配式梁桥的架设与安装工艺，大体可分为陆地架设法、浮吊架设法、高空架设法三大类，这三大类又分别包含了2种及2种以上的具体方法，在工程建设过程中，可以依据具体的工程设计、地理特征、机械配置等来选择采用最为合适的架设方式。本文意在研究推动装配式技术在我国梁桥建设中的应用与发展，并予其他类型桥梁的建设以启示，以期提升我国桥梁建设的能力与国际影响力。