DP50-40 架桥机在节段预制拼装箱梁架设中的应用

李世洋

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，重庆 404100）

1 工程概况

伏牛溪站（不含）至跳磴南站线路全长6.46 km，高架桥采用节段预制拼装箱梁+支架现浇箱梁结构形式。节段预制拼装箱梁梁部除中墩顶段为现浇段外，其余均为预制节段，预制节段与现浇段之间采用30 cm 厚的后浇段相连。预制节段分为端头节段、渐变节段块及标准节段块3 种类型。端头节段长度为1.85 m，端头块含端横隔梁。渐变节段块节段长度分2.5 m 和2.6 m 两种，标准节段块节段长度2.6 m。单线箱梁标准梁面宽度5.95 m，双线箱梁标准梁面宽度10.6 m，箱梁底板直线段宽度均为2.268 m，梁高2.1 m。节段采用密齿型剪力键，环氧树脂接缝。双线节段预制箱梁端头节段长度为1.85 m（约35 t），变节段块节段长度分2.5 m（约42 t）和2.6 m（约40 t）两种，标准节段块节段长度2.6 m（约37 t），外轮廓尺寸一致，内轮廓尺寸因结构厚度变化有差异；单线节段预制箱梁最小节段预制箱梁重量为31 t，最大节段预制箱梁重量为35 t。

2 DP50-40 架桥机简介

2.1 架桥机结构

根据工程特点，选用DP50-40 型架桥机进行节段预制拼装箱梁架设施工（图1）。DP50-40 型架桥机主要由主梁、4 条支腿、主天车、端/中吊挂、辅助天车、液压系统、电气系统及其附属结构组成[1]。主梁为箱型断面（宽1.3 m、高3.2 m），全长94 m，采用Q345B 材料；主天车主要包括纵移台车、横移平台、起升系统、附属结构、电气液压等结构，额定起吊能力为50 t，升降速度重载0～3 m/min，空载0～6 m/min，纵移速度0～6 m/min；辅助天车由两个走行轮箱、一台10 t 电动葫芦、附属结构和电气系统等结构组成，设计轮压为6 t，驱动功率为0.55 kW，减速机型号BLEV20-121-0.55 kW，电机为变频制动电机，制动电压为380 V，防护等级为IP55；支腿结构材料均选用Q345B，销轴材料均选用为40Cr[2]；端吊挂共8 根，主要由横梁、横移梁、吊杆、二级吊具、吊具横梁（端梁面横担）、纵横移油缸、竖向油缸等组成，吊杆材料选用40CrNiMo；中吊挂共14 根，主要由横梁、吊杆、下横梁（中梁面横担）、精调系统等组成；液压系统采用独立单元设计，整机液压系统共11 套，每套液压系统最大功率为2×11 kW；电气系统主要为起升机构提供驱动，均采用变频驱动，其中起升机构采用55 kW 变频器。

图1 DP50-40 型架桥机结构

2.2 技术参数

DP50-40 架桥机用于架设45.2 m 及以下跨度，节段梁重650 t 以下的钢筋混凝土梁片。架桥机过孔方式为步履式，线路最小曲线半径要求为600 m，可适应纵坡3.2%、横坡1%的线路施工。架桥机满跨荷载650 t/14，整机重量为472 t，辅助起吊系统起重能力为10 t，天车横向调整范围为±200 mm，天车水平纵向运行速度0～6 m/min，天车主钩起升速度负载为0～3 m/min、空载0～6 m/min，架桥机水平纵向运行速度0～1 m/min，架桥机横向调整/角度为±750 mm/5°，最大提升高度为26 m。

3 节段箱梁拼装及架设

图2 为节段预制拼装箱梁架梁整体施工流程。架梁前需做好相关的准备工作：首先需要完成中墩墩顶箱梁0#梁段浇筑施工；其次，需要设置临时支撑，临时支墩一部分采用壁厚14 mm、直径609 mm 的螺旋钢管搭设，一部分采用83 型军用墩搭设，每台架桥机计划配置10 套临时支墩，最后再从梁场将梁片运输至施工现场[3]。在施工流程中，首跨架设、标准跨架设、边跨架设、门式墩架设、纵坡架设以及架桥机纵移过孔操作会涉及DP50-40 架桥机，因而仅对上述6 项施工流程进行详细说明[4]。

图2 节段预制拼装箱梁架梁施工流程

3.1 首跨架设

图3 为架桥机首跨施工步骤示意。首跨架设分为4 个步骤，一是首跨节段吊装，二是胶拼及临时预应力张拉，三是简支永久预应力高位张拉及压浆，四是整体落梁就位[5]。在首跨节段吊装施工过程中，架桥机需要进行喂梁：①运梁车将节段块运送至架桥机正下方，架桥机准备提梁，为保证运梁车运梁到位，运梁车应按整孔节段梁编号顺序喂梁，顺序为架设方向从前到后1#～10#节段，节段两两之间保持50 mm 距离；②运梁车喂梁15#～11#节段。

图3 架桥机首跨施工顺序

3.2 标准跨架设

标准跨架设与首跨架设方式基本相同，但喂梁方式和吊挂方式与首跨架设有区别。具体施工步骤为：①桥后喂梁，标准跨因线路场地原因选择桥后喂梁方式，即桥机架设完第一、二孔梁后，跨墩龙门将运梁车提升至已经架设好的桥面上；②高低挂悬拼施工，为给最后吊挂节段留出旋转空间，向下错位3 m 吊挂11#块，并向前0.4 m；正常高度吊挂12#块，并向前0.55 m；向下错位3 m 吊挂13#块，并向前0.4 m；正常高度吊挂14#块，并向前0.55 m，15#节段悬挂完毕后，开始从15#～1#块倒序进行胶拼、临时预应力张拉等后续施工，施工工艺与首跨架设相同。

3.3 边跨架设

边跨架设工艺与标准跨架设工艺相同，仅桥机2 号支腿站位不同，2 号支腿需站位在边墩支架上，边跨架设如图4 所示。

图4 边跨架设示意

3.4 门式墩架设

由于架桥机架设区间都存在跨铁路、跨公路等情况，此工况下桥墩由普通双支薄壁墩变为门式墩。为不影响铁路交通，承载架设梁重的临时支架也改为相应的门式墩。门式墩架设工艺与标准跨架设工艺相同，架设顺序为先架设出入线，即门式墩下方双线梁，再架设左线，即上方单线梁，门式墩架设如图5 所示。

图5 门式墩架设

3.5 纵坡架设

由于该架桥机4 条支腿均有升降范围，且1、3、4 号支腿均配备有油缸，操作泵站可满足自身的升降，2 号支腿通过1 或3号支腿油缸和天车配合也可满足自身升降，故整机在施工过程中主梁处于水平状态，施工更加安全。在平坡及下坡施工时，1、4号支腿正常安装即可，在上坡3.2%施工时，1 号支腿最上端的1.2 m 短节需要装在4 号支腿上方，以满足4 号支腿的调节范围。在纵坡施工时，2 号支腿下方要用混凝土找平或沙子找平。

3.6 架桥机纵移过孔

墩身施工完成后，及时安排临时支墩的安装工作，在整体落梁之后即可进行架桥机纵移过孔。其施工步骤为：①拆除所有吊挂，解除2、3 号腿与主梁之间的锁定，天车开至尾部，架桥机准备过孔；②架桥机2、3 号腿托辊配合推动架桥机第一次过孔到位，支撑1、4 号腿，4 号腿与梁面拉揽风，天车开至3 号腿上方，连接吊具与3 号腿，收缩3 号腿油缸，3 号腿脱空；③天车将3 号腿倒运至2 号腿的后方进行支撑，解开吊具与3 号腿间的连接并锚固3 号腿，天车开至2 号腿上方，连接2 号腿与吊具，脱空2 号腿，天车提起2号腿；④天车提起2 号腿向前纵移2 m 至支架支撑，再次收缩3 号腿油缸，3 号腿脱空向前纵移至墩顶；⑤天车再次提起2 号腿纵移到位至前方墩顶块支撑，解除4 号腿揽风，收缩1、4 号腿，将1 号腿下横梁横向打开以通过2 号腿并锚固2 号腿；⑥2、3 号腿托辊配合再次将架桥机推送过孔到位，然后调整各吊挂的位置，使架桥机恢复至架梁状态；⑦架桥机过孔到位（主框架向前推进过程中，主天车及辅助天车同步后移，始终保持与2 号支腿相对位置不变），架桥机过孔到位，2 号支腿和3 号支腿与主框架进行锚固，解除2号支腿与墩顶锚固斜撑杆，调整吊挂吊杆，准备架梁。

4 结语

DP50-40 架桥机作为一种桥梁节段拼装架设设备，具有施工速度快、操作简便以及经济环保等优势，在城市轨道交通建设中将得到越来越多的应用。DP50-40 架桥机在伏牛溪站至跳磴南站线路的成功应用，能够为类似城市轨道交通节段预制梁施工提供可靠的技术手段和宝贵实践经验。但是将来城市轨道交通高架桥架设的工况会越来越复杂，在遇到小曲线施工、反向施工以及变跨施工等特殊工况时，还需要对架桥机的操作流程进行细化，才能进一步保障架设施工安全。