何　偉

(中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西 西安 710021)

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上行式移動(dòng)支架造橋機(jī)變跨及首末孔架梁關(guān)鍵施工技術(shù)

何偉

(中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西 西安 710021)

摘要：移動(dòng)支架造橋機(jī)節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁已在鐵路建設(shè)當(dāng)中占據(jù)重要地位。結(jié)合寶蘭客運(yùn)專線橋—隧—橋相連施工工況，采用SX24/48 m/1 500 t型上行式移動(dòng)支架造橋機(jī)，介紹該設(shè)備在進(jìn)隧道前變跨架設(shè)、穿行隧道以及出隧道后箱梁變跨架設(shè)的方法及工藝，即通過(guò)對(duì)該移動(dòng)支架造橋機(jī)簡(jiǎn)單的改造，來(lái)實(shí)現(xiàn)箱梁隧道進(jìn)出口零距離節(jié)段拼裝梁架設(shè)。實(shí)踐證明，該方法很好解決了進(jìn)出隧道首末孔架設(shè)難題，適用于眾多橋型，為高山峽谷地區(qū)橋—隧—橋相連這種復(fù)雜工況中移動(dòng)支架造橋機(jī)施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：上行式移動(dòng)支架造橋機(jī)；零距離架設(shè)；過(guò)隧道；變跨

移動(dòng)支架造橋機(jī)節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁已在鐵路建設(shè)當(dāng)中占據(jù)重要地位。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁節(jié)段預(yù)制拼裝的施工方法是沿橋梁的縱向?qū)⒘后w分割成若干節(jié)段單元進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，再逐段運(yùn)至橋位利用移動(dòng)支架造橋機(jī)進(jìn)行拼裝。由于節(jié)段在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)統(tǒng)一生產(chǎn)，模板安裝、拆除方便，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，模板利用率高，節(jié)段制作精度好，施工速度和質(zhì)量容易控制，節(jié)段預(yù)制后可獲得足夠的養(yǎng)生時(shí)間。采用節(jié)段預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)上、下部可同時(shí)施工，節(jié)省工期，施工不需搭設(shè)地面支架，不受地形限制，改善了工作條件，有利于環(huán)境保護(hù)。該施工方法因其在保證施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度及減少環(huán)境污染等方面具有很大的優(yōu)越性，已得到了廣泛推廣[1]。

針對(duì)橋—隧—橋相連施工工況，移動(dòng)支架造橋機(jī)穿越隧道進(jìn)出口零距離架設(shè)預(yù)制節(jié)段箱梁在國(guó)內(nèi)尚屬首例，其主要技術(shù)難關(guān)有：

(1)進(jìn)隧道前末孔預(yù)制節(jié)段箱梁架設(shè)時(shí)造橋機(jī)整體高度控制。

(2)進(jìn)隧道后如何保證造橋機(jī)整機(jī)在隧道內(nèi)的穿越。

(3)出隧道后首孔預(yù)制節(jié)段箱梁架設(shè)施工。

1 工程概況

南河川渭河特大橋、劉家莊隧道、王家灘渭河大橋位于新建寶雞至蘭州客運(yùn)專線甘肅段天水市境內(nèi)。南河川渭河特大橋全長(zhǎng)2 263.835 m，44孔，孔跨結(jié)構(gòu)布置為13×32 m簡(jiǎn)支梁+(76.7+3×120+76.7)m連續(xù)梁+4×48 m簡(jiǎn)支梁+(72.5+120+72.5)m連續(xù)梁+14×48 m簡(jiǎn)支梁+4×32 m簡(jiǎn)支梁+1×24 m簡(jiǎn)支梁。王家灘渭河大橋全長(zhǎng)342.5 m，孔跨結(jié)構(gòu)布置為：2×32 m簡(jiǎn)支梁+4×48 m簡(jiǎn)支梁+2×32 m簡(jiǎn)支梁。兩座橋梁之間為215 m的劉家莊隧道。橋臺(tái)進(jìn)洞，橋隧相連。

箱梁架梁施工自王家灘渭河大橋向南河川渭河特大橋逐跨架設(shè)，途中造橋機(jī)需反復(fù)變跨架設(shè)2×32 m簡(jiǎn)支梁+4×48 m簡(jiǎn)支梁+2×32 m簡(jiǎn)支梁，穿越劉家莊隧道架設(shè)南河川渭河特大橋1×24 m簡(jiǎn)支梁+4×32 m簡(jiǎn)支梁+14×48 m簡(jiǎn)支梁，造橋機(jī)跨越(72.5+120+72.5)m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁架設(shè)4×32 m簡(jiǎn)支梁。兩座橋梁中預(yù)制節(jié)段梁型多，其中48 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁全長(zhǎng)49.5 m，計(jì)算跨度47.8 m，梁體為單箱、單室等高度(斜腹板)，頂寬12.2 m，底寬5.5 m，高4.6 m，預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)度分為2.7 m、4 m和4.3 m三種，每跨共11個(gè)節(jié)段，10個(gè)濕接縫；32 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁全長(zhǎng)32.6 m，計(jì)算跨度31.1 m，梁體為單箱、單室等高度(斜腹板)，頂寬12.2 m，底寬5.3 m，高2.62 m，預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)度分為3.95 m和4.1 m兩種，每跨共7個(gè)節(jié)段，6個(gè)濕接縫；24 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁全長(zhǎng)24.6 m，計(jì)算跨度23.1 m，梁體為單箱、單室等高度(斜腹板)，頂寬12.2 m，底寬5.3 m，高2.62 m，預(yù)制節(jié)段長(zhǎng)度分為3.95 m和4.63 m兩種，每跨共5個(gè)節(jié)段，4個(gè)濕接縫；48 m箱梁1#段為最重梁段，重量為151 t。

2 SX24/48 m/1 500 t上行式移動(dòng)支架造橋機(jī)簡(jiǎn)介

2.1 造橋機(jī)整體結(jié)構(gòu)組成

SX24/48 m/1 500 t型上行式移動(dòng)支架造橋機(jī)全長(zhǎng)115.2 m，桁高4.5 m/3 m，截面為雙桁結(jié)構(gòu)，總寬度9.8 m，左右側(cè)兩桁中心距7.8 m。架設(shè)采用吊桿懸掛式，其主要組成有前支腿、中支腿、后支腿、后支點(diǎn)小車、運(yùn)梁小車、回轉(zhuǎn)天車、承重梁、前導(dǎo)梁、后尾梁(見圖1)。

圖1 SX24/48 m/1 500 t移動(dòng)支架造橋機(jī)總體布置

移動(dòng)支架造橋機(jī)的承重主梁位于混凝土梁的上方，預(yù)制節(jié)段通過(guò)懸吊系統(tǒng)懸掛在承重主梁上，承重主梁支撐在橋墩或已成混凝土梁上。造橋機(jī)自重約1 000 t，支撐平臺(tái)設(shè)置在橋梁頂面上。造橋機(jī)承重主梁采用桁架結(jié)構(gòu)，包括承重梁(承受混凝土梁質(zhì)量的部分)、前導(dǎo)梁(造橋機(jī)輔助過(guò)孔部分)、后尾梁(節(jié)段安裝到造橋機(jī)上的過(guò)渡結(jié)構(gòu))。

2.2 造橋機(jī)變跨架設(shè)

造橋機(jī)在兩座橋梁架設(shè)施工過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次變跨，根據(jù)架梁施工方向和順序分別為32 m變48 m架設(shè)、48 m變32 m架設(shè)、32 m變24 m架設(shè)、24 m變32 m架設(shè)，最后為32 m變跨48 m。變跨架設(shè)主要根據(jù)造橋機(jī)整體結(jié)構(gòu)受力，變跨架設(shè)需要將各個(gè)支點(diǎn)位置進(jìn)行變動(dòng)，并且在保證造橋機(jī)架梁所需高度的同時(shí)，將中支腿高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而達(dá)到變跨架設(shè)的要求。

3 不同工況造橋機(jī)架設(shè)箱梁關(guān)鍵技術(shù)

3.1 32 m變48 m箱梁架設(shè)施工

王家灘渭河大橋32 m變48 m箱梁架設(shè)施工步驟見圖2。

(1)在架設(shè)第2孔32 m箱梁時(shí)，中支腿立柱加高1.8 m，位于異形墩低墩處。

(2)第2孔32 m箱梁架設(shè)完成后造橋機(jī)準(zhǔn)備變跨過(guò)孔。前支腿加高1.8 m，并移位至造橋機(jī)最前端，使其支撐于前方48 m箱梁橋墩。后支點(diǎn)小車安裝至后尾梁處。

圖2 32 m變48 m箱梁架設(shè)施工步驟

(3)后支腿置于已架設(shè)成孔32 m箱梁端頭，中支腿過(guò)孔支撐于前方橋墩。拆除后尾梁處臨時(shí)支撐。

(4)造橋機(jī)過(guò)孔就位，拆除后支點(diǎn)小車，進(jìn)行48 m箱梁架設(shè)施工。

3.2 48 m變32 m箱梁架設(shè)技術(shù)

王家灘渭河大橋48 m變32 m箱梁架設(shè)步驟見圖3。

圖3 48 m變32 m箱梁架設(shè)步驟

(1)王家灘造橋機(jī)準(zhǔn)備變跨過(guò)孔架設(shè)32 m節(jié)段箱梁，在已成孔48 m箱梁上按設(shè)計(jì)位置安裝臨時(shí)支撐。前支腿縮短1.8 m，并于橋墩處錨固安裝前支腿下墊梁。

(2)后支腿移至已成孔48 m箱梁端頭。頂升前支腿，使中支腿過(guò)孔支撐于前方橋墩。

(3)造橋機(jī)過(guò)孔前拆除前支腿，過(guò)孔到位后頂升臨時(shí)支撐，拆除后支點(diǎn)小車，架設(shè)32 m預(yù)制節(jié)段箱梁。

3.3 穿越隧道及出隧道首孔架設(shè)

在兩座橋梁架設(shè)施工過(guò)程中，考慮到各方面因素，造橋機(jī)需要穿越兩座橋梁中間的劉家莊隧道，隧道全長(zhǎng)215 m，為直線。

造橋機(jī)穿行隧道步驟如下：

(1)造橋機(jī)架設(shè)王家灘渭河大橋最后一孔32 m箱梁時(shí)，導(dǎo)梁部分已進(jìn)入隧道，前支腿已拆除，此時(shí)前導(dǎo)梁采用過(guò)隧道前支點(diǎn)小車來(lái)支撐輔助造橋機(jī)過(guò)孔及穿越隧道(見圖4)。

圖4 前支點(diǎn)輔助支撐

(2)王家灘渭河大橋末孔箱梁架設(shè)完成后，安裝后支點(diǎn)小車，拆除臨時(shí)支撐，造橋機(jī)前行14 m，使造橋機(jī)中支點(diǎn)節(jié)點(diǎn)離開中支腿。在造橋機(jī)中支點(diǎn)位置安裝過(guò)隧道中支點(diǎn)小車(見圖5)。

圖5 過(guò)隧中支點(diǎn)小車

(3)拆除中支腿，在造橋機(jī)主梁跨中位置組裝過(guò)隧道跨中支點(diǎn)小車，最后拆除回轉(zhuǎn)天車。

此時(shí)造橋機(jī)共有4個(gè)小車分別支撐，從前往后依次為前支點(diǎn)小車、中支點(diǎn)小車、跨中支點(diǎn)小車、后支點(diǎn)小車，小車受力分別為60 t、360 t、280 t、120 t，各個(gè)小車的輪壓受力滿足要求(見圖6)。

圖6 造橋機(jī)四點(diǎn)支撐

(4)為保證造橋機(jī)穿行隧道過(guò)程中不與隧道二襯混凝土面發(fā)生沖突，雙桁進(jìn)入隧道之前，將其外桁上弦桿件進(jìn)行拆卸，拆卸后桿件懸掛安裝于造橋機(jī)腹桿上。

各小車上分別安裝千斤頂，并依照實(shí)測(cè)隧道地面高程降低造橋機(jī)整體高度，造橋機(jī)整機(jī)與地面坡度保持一致，高度控制在2.2 m(見圖7)。

圖7 橋機(jī)過(guò)隧(單位：mm)

(5)造橋機(jī)主梁雙桁之間利用造橋機(jī)桿件(ZL1/ZQ1/GL4)進(jìn)行臨時(shí)連接，保證其穿行隧道時(shí)的整體穩(wěn)定性(見圖8)。

圖8 主桁過(guò)隧臨時(shí)加強(qiáng)

(6)造橋機(jī)穿行隧道，利用其桁架內(nèi)兩臺(tái)8 t卷?yè)P(yáng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)一組動(dòng)滑輪組和一組定滑輪組作其導(dǎo)向往前進(jìn)行拖拉走行。定滑輪組提前錨固在隧道內(nèi)，動(dòng)滑輪組安裝于造橋機(jī)后尾梁處。由于每次走行距離有限，造橋機(jī)穿行隧道共需拖拉4次，每次只倒運(yùn)安裝定滑輪組，操作方便簡(jiǎn)單。

為了使造橋機(jī)出隧道時(shí)，幾個(gè)小車能夠順利退出隧道，以及出隧道后首孔箱梁的架設(shè)便利，在前方隧道口(設(shè)計(jì)中心里程DK782+301.527)需澆注混凝土墩作為造橋機(jī)的一個(gè)支點(diǎn)(見圖9)。

圖9 預(yù)澆砼支墩

(7)為克服造橋機(jī)前導(dǎo)梁撓度問(wèn)題，在導(dǎo)梁最前端提前安裝前翹，保證造橋機(jī)出隧道后前導(dǎo)梁順利滑上中支腿(見圖10)。

圖10 導(dǎo)梁前翹

(8)造橋機(jī)出隧道并走行至首孔32 m箱梁架設(shè)位置后，安裝回轉(zhuǎn)天車，并利用回轉(zhuǎn)天車安裝造橋機(jī)進(jìn)隧道前所拆除的外桁上弦桿件。未出隧道的尾梁外桁上弦桿件暫不安裝，此時(shí)造橋機(jī)已達(dá)到32 m箱梁可架梁狀態(tài)，且各部位桿件均在受力允許范圍之內(nèi)(見圖11)。

圖11 橋機(jī)過(guò)隧后待架梁

3.4 造橋機(jī)出隧道32 m變跨24 m箱梁架設(shè)

出隧道首孔32 m箱梁架設(shè)完成后，造橋機(jī)需

進(jìn)行32 m變跨24 m架設(shè)過(guò)孔。此次過(guò)孔時(shí)不使用前支腿，后支腿就位后造橋機(jī)先后退2 m，使造橋機(jī)中支點(diǎn)位于后支腿正上方，在后支腿處頂升造橋機(jī)使中支腿脫空，然后中支腿直接過(guò)孔位于前方橋墩就位錨固(見圖12)。

圖12 橋機(jī)過(guò)隧變跨

造橋機(jī)前行過(guò)孔到位，架設(shè)南河川渭河特大橋24 m箱梁，此時(shí)造橋機(jī)已完全行出隧道。

4 架設(shè)施工注意事項(xiàng)

①隧道內(nèi)走行鋼軌的鋪設(shè)要保證造橋機(jī)過(guò)隧道時(shí)整機(jī)高度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。②進(jìn)行隧道二襯混凝土及隧道拱頂標(biāo)高實(shí)測(cè)，保證造橋機(jī)過(guò)隧道的順利。③穿行隧道前加工制造與造橋機(jī)外輪廓相當(dāng)?shù)能嚰?，在隧道?nèi)反復(fù)穿行。④在造橋機(jī)易與隧道發(fā)生沖突地方安裝紅外線激光燈，可提前預(yù)知造橋機(jī)與隧道某個(gè)斷面發(fā)生沖突，并可提前處理。⑤在造橋機(jī)4個(gè)支點(diǎn)小車上分別安裝頂升千斤頂，把控造橋機(jī)過(guò)隧道時(shí)的高度問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

SX24/48 m/1 500 t型移動(dòng)支架造橋機(jī)相對(duì)于其他架橋機(jī)而言適應(yīng)能力強(qiáng)，拆裝便利。不但很好的解決進(jìn)出隧道首末孔架設(shè)的難題，而且適于架設(shè)眾多梁型的橋梁，變跨架設(shè)自如，為我國(guó)移動(dòng)支架造橋機(jī)自如穿行隧道施工填補(bǔ)了空白。

參考文獻(xiàn)

[1]馮延明.上行式桁架型節(jié)段拼裝移動(dòng)支架造橋機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010(7)：37-40

Key Construction Techniques for Erecting Span-Varying Bridges and the 1st and the Last Spans into and out of a Tunnel with the Uplink-Type Mobile Bracket Bridge Erector

He Wei

( The 4th Engineering Co. Ltd. of the 12th Bureau Group of China Railway,Xi'an 710021,China )

Abstract:The application of the uplink-type mobile-bracket bridge erector to erecting assembled segment-precast bridges is now playing an important role in railway construction.With the construction situation of a bridge-tunnel-linked project of the Bao-Lan Passengers-oriented Railway as the engineering background,introduced in the paper are processes and methods in the application of Type-SX24/48 m/1500 t uplink-type bridge erector to the span-varying erecting construction prior to entering the tunnel,going through the tunnel, and the span-varying erection out of the tunnel.Of course,the erector isslightlyalteredinordertorealizethezero-distanceassemblinganderectionofthesegment-assembledboxgirderintoandoutofthetunnel.Constructionpracticeprovesthatthemethodwellsolvesthedifficultproblemoferectingthefirstandthelastspansintoandoutofthetunnel.Theconstructionmethodisapplicabletomanydifferenttypesofbridges.Itmayserveasausefulreferencefortheapplicationoftheuplink-typemobile-bracketbridgeerectortotheconstructionofotherbridge-tunnel-linkedprojectsineitherhighmountainregionsordeepvalleys.

Key words:uplink-type mobile-bracket bridge erector;zero-distance erection;through a tunnel;span-varying

收稿日期：2016-03-11

作者簡(jiǎn)介：何偉(1971—)，男，工程師，主要從事復(fù)雜橋隧結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)管理工作460758545@qq.com

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.03.015

中圖分類號(hào)：U445.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-3953(2016)03-0055-05