装配式高桩架管桥预制面板吊装新工艺研究

赵冬冬

（中铁广州工程局集团有限公司，广东 广州 511457）

自21 世纪初期，在我国华东沿海区域，开始尝试采用装配化技术进行高桩梁板式码头施工[1]。装配化技术将高桩梁板式架管桥部分现浇构件改为先在预制场预制，再运输至施工现场进行组装施工，可有效提高构件制作质量、安装进度以及减小环境污染[2-4]。近年来，我国装配化技术在高桩梁板式码头中得到了广泛应用，水运工程装配化率所占比例逐年上升[5-6]。目前，国内高桩梁板式码头面板安装施工通常采用陆地履带吊或起重船吊装方案，常规吊装工艺存在施工效率低、周期长、设备租赁成本高、易阻挠施工便道交通、海上吊装安全风险高等问题，不适用于工期压力大、施工场地受限的近海水运工程[7-8]。因此，有必要研究一种适用于装配式高桩梁板式架管桥预制面板快速吊装新工艺。

为了解决施工成本及吊装效率问题，结合高桩梁板式架管桥特点，创造性提出了一种履带吊驻位钢平台吊装预制面板新工艺。本文结合连云港徐圩港区液体散货泊位区架管桥施工实际案例，介绍了履带吊驻位钢平台吊装新工艺原理，并将新工艺与常规工艺进行了对比分析，评估出新工艺在装配式高桩架管桥上应用的优点与适用性，以期为类似工程提供参考与借鉴。

1 工程概况

徐圩港区液体散货泊位区应急消防通道及综合管网高桩装配式架管桥位于近海潮间带浅水区。架管桥采用水上高桩梁板式结构，呈直线型布置。桩基采用灌注桩，桩基上独立设置现浇桩帽，桩帽顶部采用装配化技术安装预制纵横梁及预制面板。纵横梁通过外露钢筋焊接浇筑联结成井字型整体，预制面板安装在纵横梁顶部，预制面板间利用外露钢筋连接为整体。预制面板间板缝、面层采用现浇方式浇筑成叠合面层。预制纵横梁及预制面板分为跨中及悬臂端两部分。

架管桥整体宽度为15.9 m，钢栈桥宽9 m，背离钢栈桥侧悬臂面板重达11 t，水平吊距近21 m，需要采用95 t 以上大型履带吊机方能满足吊装要求。而95 t 履带吊履带宽度达7 m，履带吊驻位在钢栈桥上易造成桥面通道阻塞，导致无法会车。履带吊自重及起重构件重量对钢栈桥结构承载力提出更高的要求，需对钢栈桥采取结构加强措施，极大增加了材料费用。高桩梁板式架管桥结构如下图1 所示。

图1 高桩梁板式架管桥结构图

2 驻位钢平台设计

结合装配式高桩梁板式架管桥结构特点，利用桩帽现浇节点作为钢平台支腿驻位点，设计出一款带支腿的履带吊驻位钢平台。钢平台结构主要由箱体与支腿组成，采用钢板及工字钢将各箱体连接成支撑框架体系。箱体高度设计为635 mm，支腿高度设计为520 mm，支腿高度高出桩帽顶预留钢筋长度，保证支腿与钢筋不发生碰撞。

根据排架间距，制作三个履带吊驻位钢平台，分别为9 m 标准跨与4 m 非标准跨钢平台，两种长度与主体结构跨度保持一致。标准跨钢平台尺寸为9 m×6.39 m×1.15 m（2 个），非标准跨钢平台尺寸为4 m×6.39 m×1.15 m（1 个）。为了便于运输及拼装，将钢平台沿架管桥纵轴线分为两片，现场通过螺栓连接为整体。两种类型的驻位钢平台结构如下图2 所示。

图2 驻位钢平台结构图

履带吊驻位钢平台现场拼装流程分别为钢平台拆解运输、钢平台现场拼装、钢平台吊装驻位、吊设履带吊机就位钢平台、履带吊吊装预制面板。现场标准跨钢平台吊装如下图3 所示。

图3 钢平台吊装

3 预制面板吊装新工艺

在综合管网主管廊工程段两端的高桩桩帽节点处吊装钢平台。架管桥预制面板从管廊端部开始逐跨推进吊装。履带吊驻位钢平台上吊装架管桥预制面板构件流程如下图4 所示。

图4 预制面板吊装工艺流程

架管桥全线共44 个结构段，每个结构段含9 个排架，标准排架间距均为9 m，结构段之间排架间距为4 m。因此，一个结构段含8 个标准段与1 个非标准段。在标准结构段一次性安装两块标准跨钢平台，分别就位在第一跨与第二跨上。两块钢平台就位后通过螺栓紧固连接形成整体吊装平台。预制面板吊装工艺流程如下：

（1）运输车辆将预制面板运送至钢栈桥指定喂板位置。

（2）履带吊驻位在第一跨钢平台上，将所能覆盖的跨中面板及悬臂面板吊装就位。

（3）履带吊前进驻位至第二跨钢平台上。拆卸钢平台连接螺栓，使用履带吊将第一跨钢平台吊装周转至第三跨结构段位置处。

（4）履带吊装在第二跨平台上继续吊装所能覆盖的预制面板。

在遇到结构段分缝位置时，吊换4 m 跨钢平台作为驻位钢平台。循环上述（2）～（4）步进行流水作业施工，依次完成全线架管桥预制面板吊装。

采用履带吊驻位钢平台吊装新工艺，运输车辆可不中断连续运输预制面板，保证喂板的及时性。同时，不占用过多的钢栈桥空间。履带吊驻位钢平台吊装预制面板吊装工序如下图5 所示。

图5 预制面板吊装工序

4 预制面板吊装工艺对比

高桩梁板式架管桥桥面板吊装常规方法采用钢栈桥上履带吊安装以及水上起重船安装。采用钢栈桥上履带吊安装预制面板，通常需采用运输车将预制面板运送至钢栈桥吊运现场，再通过驻位在钢栈桥上的履带吊进行吊装。履带吊驻位在钢栈桥上，显著增加了钢栈桥载荷，且履带吊大范围占用钢栈桥通道，易造成运输通道会车困难以及造成交通安全事故。

采用水上起重船吊装预制面板，起重船船体垂直架管桥摆放，由锚艇抛锚至合理位置定位。起重船舶吃水较深，在近海浅水区作业，需对海底进行疏浚。起重船进场费用高、耗油量大，易受海况（风浪、水流）影响，安全问题突出，船机冲撞架管桥桩基事故频发。

为缓解钢栈桥通道交通压力及荷载压力、在保证安装效率及施工安全前提下减少费用投入，提出了履带吊驻位钢平台安装预制面板的吊装方法。通过收集各吊装工艺指标参数，综合对比分析，确定履带吊驻位钢平台吊装预制面板新工艺的可行性。各预制面板吊装工艺评价指标对比分析如下表1 所示。

表1 预制面板吊装工艺对比分析

由上表1 各吊装工艺对比分析可知，相对传统吊装工艺，履带吊驻位钢平台吊装预制面板实施效率高，钢平台周转快，不受施工场地条件限制，且适用于长线型码头、风大浪急等恶劣海况地区。该吊装工艺在安全、进度、成本等方面优势明显，对类似近海工程结构施工具有较好的适应性。

5 结语

结合近海高桩梁板式架管桥结构特点，利用桩帽现浇节点作为钢平台支腿驻位点，架设自研钢平台作为履带吊驻位平台进行预制面板吊装。本吊装新工艺，打破了传统预制面板安装方式，吊装灵活性高，不占用钢栈桥通道，避免了通道通行及承载压力，减小了工序交叉施工影响，解决了吊装水平吊距远的问题，极大提高了预制桥面板吊装效率。新工艺特别适用于长线型码头、施工场地条件受限较大、风大浪急等恶劣海况地区工程，对类似工程结构施工具有良好的适用性。因此，履带吊驻位钢平台吊装预制面板新工艺具有一定的借鉴性、普适性以及推广性。