预制T梁架设施工工艺及质量管理分析

姚文胜

（广东冠粤路桥有限公司,广东 广州 511400）

0 引言

山区丘陵桥梁建设受到环境因素制约较大，且目前多采取40 m T梁开展施工，在长距离大纵坡工况下开展T梁施工存在极大的质量安全风险。国内外针对40 m T梁架设的施工研究较少，着重于山区公路病害处治，难以从施工前期进行项目风险把控。长距离、大纵坡路段T梁架设是关键技术难题，施工单位需要依据自然环境、交通状况、桥梁受力特点，进行T梁架设结构方案的优化。

1 工程概况

项目合同段主线施工里程主线桩为K111+800~K124+000，全长12.2 km，路线于佛冈县汤塘镇四九北侧山区布线，经瓦锡田、毛细坪等村，以隧道方式穿越高山顶，随后越黄花河、京珠高速及国道G106，在跨越石角河后转向西南经暖坑向佛冈的龙山镇。主线设计公路标准为Ⅱ级公路，双向六车道，设计速度100 km/h，整体式路基宽度33.5 m，分离式路基宽度为16.75 m。合同段需进行梁板预制的桥梁共有18座，其中，黄花河大桥桥位地处低缓丘陵，跨越山间谷地及黄花河，地势起伏较大，桥梁上部结构采用先简支后连续。该桥平面位于R=1 500 m的圆曲线上，左幅起点桩号K118+300.0，终点桩号K118+476.8.0，中心桩号为K118+388.4；右幅起点桩号K118+304，终点桩号K118+474，中心桩号为K118+389.0。跨径组合：左右幅均为3×40+2×25=170 m。桥梁交角为90°，预制T梁数量统计如表1所示。

表1 预制T梁数量统计表

2 架桥机、运梁车等机械选用

2.1 施工安排

T梁架设安装视预制情况及盖梁完成情况进行合理安排，架设时间初定在2018年8月，到2019年5月底，该项目共设置两个预制梁场，架梁路线也安排两个，架梁路线都是沿着梁场各向两边主线架设。1号预制梁场位于主线K115+102~K115+540段，由于施工及地方道路宽度的限制，因此该标段的架梁顺序拟以预制场为中心，依次沿主线各往两边架梁。T梁主要架设设备如表2所示[1]。

表2 架设安装主要工具设备

2.2 架桥机

标段采用的架桥机为JQJ160T-40m三角桁架双导梁架桥机，该设备能够承载纵导梁等受力构件，实现电控操作、整机空载纵移、整机吊梁横移、快速安全架梁等目的。图1为主机结构示意图，表3为架桥机主要性能指标。

表3 架桥机主要性能指标

图1 主机结构示意图

2.3 运梁车

T梁用160 t运梁车抬运，两台运梁车一台主动、一台被动，采取自重为23.53 kN的动力炮车，20 kN的助力炮车，共6轴，每轴4个轮胎，共24个轮胎。横向轮距2.5 m，纵向轮距分别为1.375 m+2.695 m、1.375 m+1.755 m。

2.4 钢丝绳

钢丝绳抗拉强度1 700 MPa，直径50 mm，总破坏拉力大于2 360 kN。T梁最大重量：M=1 300/2=650 kN，钢丝绳荷载：S=M/n/sinθ=650/2/sin60°=375 kN，安全系数设定为6，钢丝绳容许荷载经计算为393 kN，钢丝绳满足安全技术标准[2]。

3 施工工艺分析

40 m T梁架设施工工艺如图2所示。关键施工流程开展如下：

图2 40 m T梁架设施工工艺

3.1 预制场制梁设置

预制场按六大区设置，分别为钢筋加工制作区、钢筋绑扎区、制梁区、存梁区、装梁区以及运输通道区，各区根据实际情况科学合理布局。各区主要运输道路使用厚20 cm的C25混凝土硬化，可满足重载车辆行驶要求。预制场配置2台10 t及2台80 t的龙门吊，其中10 t门吊用于日常拆装模板、浇筑混凝土等工作，80 t门吊用于提梁装车工作，设置制梁区与存梁区。

3.2 运梁道路要求

运梁车沿主线大小桩号方向施工便道运至架设现场，在T梁架设前该项目部已组织人员及设备对施工便道进行重新复整，确保运梁便道承载力、宽度和坡度符合运梁要求。运梁便道的要求是路面宽度不小4 m、纵向坡度不大于4%、横向坡度不大于2%、承载力、运梁便道两侧的净空要满足T梁及架桥机的通行。

炮车每轴单端轮胎对承重梁的作用力如式（1）所示：

式中，P——轮胎对承重梁的作用力（kN）；G——梁体自重，此处为40 m T梁的自重（kN）；Q——炮车的重量（kN）。

轮胎对承重梁顶板压应力计算为0.93 MPa，满足C20混凝土强度要求。

G1为T梁重力，G2为炮车重力，N1为低端车轮支座反力，N2为高端车轮支座反力，a为路面横坡。40 m T梁重力G=1 300 kN，G1=G/2=750 kN；炮车重力G2=3×10=30 kN，当N2=0时，为炮车倾覆稳定性临界点，此时N1=G1+G2=750 kN。以N1侧轮胎的接触面为研究对象：G1=sina×（2.5/2+1.3）+G2×sina×（1.3/2）=N1×cosa×1.25a=26.68°，tan26.68°=0.502 5，炮车倾覆稳定性临界点时路面横坡为57%≧2%。因此炮车在运梁通道行走过程中不存在倾覆的可能[3]。

已架设好的梁跨，对炮车经过梁片上露出的钢筋接头等进行处理，可以在运梁通道两片梁上使用10 cm厚石粉填筑（垫层有效总宽度约为3 m），在石粉两侧采用10 cm×10 cm木方固定隔挡。

3.3 架桥机安装、试车

架桥机设在桥台平地上拼装主梁，按照铺轨图详细尺寸，利用全站仪将轨道中心线放样到桥台帽梁及桥墩盖梁上，准确测出前中后支腿位置。试车前检查减速机是否加油、油泵及其他液压器件是否加油、转动部件下方是否有障碍物、传动部件是否润滑[3-4]。

3.3.1 空载试车

空载试车中空载桥机前中支要沿着横向轨道反复运行三次，且不能出现车轮打滑、啃轨道、磨电缆情况；前后小车沿着纵向轨道也要反复运行三次，小车也不应出现上述情况，整体平稳可靠；天车纵向运行中也不能出现打滑、啃轨道情况；前后卷扬机下降、上升阶段，确保钢丝绳顺利运行，制动器灵敏。

3.3.2 重载试车

静载试车按如下步骤开展：小车、天车移动至合适位置，卷扬机提升1.2倍梁重重物至150~200 m高度，对主梁10 min静置后进行挠度测定，荷载卸掉后，则不得出现主梁残余变形。动载试车则按如下流程开展：在静载试车确定满足要求后，则将1.1倍梁重重物进行重复下降、上升制动，并且将天车满载情况下运行3~5次，对运行小车进行额定速度下的启动制动，对限位开关、制动器、电气系统等进行检测，要确保主要构件不得出现损坏、松动等情况[4]。

3.4 梁板运输

梁车起运前要清理道路，其中道路纵坡小于4%，横坡小于2%，平曲线半径不小于1 350 m。运梁阶段需要有专业技术人员进行控制，运梁出现质量安全风险时，则要停止车辆行进；运输时速保持在3 km/h以内，且设备附近要悬挂安全警示标志，辅助性设备需要配备在车辆上，以确保道路中的障碍物能够及时得以清除[3]。

3.5 架设顺序

主线桥双幅梁片数一般为14片，单幅为7片，桥面宽度15.25 m/单幅，为均衡生产，合理利用现有资源，形成流水作业。根据设计图主线桥每跨梁片按从内到外1号至7号顺序编号，运梁炮车运梁时行走4号、3号梁片。T梁架设先架设路线左幅，再架设路线右幅，且由中梁依次向边梁架设，即4号梁→5号梁→3号梁→1号梁→2号梁→7号梁→6号梁。其余架梁顺序按照主线桥相同的方式进行架设，架梁作业顺序严格按要求进行。

3.6 喂梁及吊梁运行

运梁车保持距离架桥机50 m处，且运梁车中心调整对正架桥机，运梁车保持1 km/h的速度缓慢进入设备臂内，现场在距离架梁前段3.9 m处绘制运梁车对位线；运梁车抵达对位线后则停止运行，此时起重天车将起吊设备下落，吊装采取两端捆绑式，钢丝绳则依据T梁外观、质量进行确定，长度合理，吊装过程中T梁棱角和钢丝绳之间构建垫钢板，避免梁棱角、钢丝绳的破坏；炮车将T梁移动至架桥机腹部，在吊梁行车下部，从梁体两侧翼板上预留的提梁孔位置下钢丝绳并对梁体进行捆绑；确认捆绑稳固后起吊梁片，前移1号吊梁行车，炮车驱动车同步将向前运输梁体；待梁体后端送到2号吊梁行车下方时，炮车驱动车停止前行按照以上方式对梁体后端进行捆绑和起吊。退出运梁炮车，1、2号吊梁行车同步向前运输梁体[2-4]。

4 总结

预制T梁架设施工中，尤其要注意以下环节，焊接平台上，钢筋、焊条、模板等容易产生物件坠落，且施工用电设备也会产生漏触电等情况，现场施工设备操作不合理极容易引发事故伤人等。考虑到该项目施工场地有限，现场运架道路不平整，场内运输要做到事先检查，避免出现翻车等事故。预制T梁架设作业对于复杂路段桥梁工程建设具有重要的社会经济意义，只有在施工前期做好方案优化，才能够确保项目的稳定安全开展。