方偉太

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司 廣東深圳 518083）

1 工程概況

上海軌交17號(hào)線10標(biāo)項(xiàng)目涵蓋17號(hào)線全部的20座節(jié)段拼裝連續(xù)梁橋，橋長(zhǎng)共計(jì)2.6 km，各座橋分別布置在30多km的線路上（跨路、跨河）[1]。橋梁采用懸臂平衡法進(jìn)行拼裝[2]，最重節(jié)段108 t。

“U+箱型”的復(fù)合變截面節(jié)段梁形式[3]，該梁型從整體在施工工藝上，單橋可分為支架現(xiàn)澆0＃段、懸臂節(jié)段拼裝段和支架節(jié)段拼裝段三大部分，其中0＃段與1＃段之間及合龍段位置采用20 cm寬濕接縫[4]連接，其它拼縫采用膠拼形式[5]。項(xiàng)目特色為首創(chuàng)了雙U箱型復(fù)合變截面梁體，U型箱梁橫斷面如圖1所示，梁部構(gòu)造圖如圖2所示，從效果上看結(jié)構(gòu)更加輕薄、渾然一體，但是異型梁型的運(yùn)用給設(shè)計(jì)和施工都帶來了不小的挑戰(zhàn)。

圖1 U型箱梁橫斷面圖

圖2 梁部構(gòu)造

前期籌劃時(shí)，橋機(jī)形式在墩位提梁梁上運(yùn)輸與橋下運(yùn)輸原位提梁兩種方案中比選，后來在運(yùn)輸安全性及工況分析復(fù)雜性及造價(jià)等幾方面綜合比選，最終選定采用橋下運(yùn)輸方式。節(jié)段梁運(yùn)輸就位采用梁場(chǎng)提供的32 m長(zhǎng)平板車，水上就位搭設(shè)貝雷梁棧橋。

2 懸拼吊機(jī)選型及設(shè)計(jì)

2.1 適應(yīng)多種原位就位方式

受場(chǎng)地條件限制，梁車就位方式多種多樣，為此將吊具吊桿系統(tǒng)設(shè)置為栓接結(jié)構(gòu)，中間加置推力。

調(diào)心軸承實(shí)現(xiàn)吊鉤360°旋轉(zhuǎn)。同時(shí)在懸掛上橫梁與懸掛下橫梁之間設(shè)有鎖定裝置，限制吊鉤旋轉(zhuǎn)，“收放自如”。橋機(jī)吊具系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 橋機(jī)吊具系統(tǒng)

2.2 實(shí)現(xiàn)空中高精度三維調(diào)整

節(jié)段梁截面高度方向變折點(diǎn)多，而節(jié)段梁安裝定位時(shí)，6點(diǎn)坐標(biāo)精度要控制在2 mm[6]以內(nèi)。因此在橋機(jī)天車和吊具上增加6個(gè)橫縱移油缸，實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁空中3個(gè)軸向的平動(dòng)和2個(gè)軸線方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，橫移油缸實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)如圖4所示，縱移油缸實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)如圖5所示，最終達(dá)到360°精確姿態(tài)調(diào)整的目的。

圖4 實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圖5 實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)

2.3 節(jié)段梁空中體系轉(zhuǎn)換

節(jié)段梁姿態(tài)調(diào)整要求調(diào)節(jié)自由度高，而濕接縫澆筑又要求梁段定位紋絲不動(dòng)。為解決這一矛盾，在天車橫梁系統(tǒng)上設(shè)置4個(gè)臨時(shí)吊點(diǎn)孔，待梁段調(diào)整就位后，從吊點(diǎn)孔穿下4根精軋螺紋鋼連接吊具橫向分配梁上相應(yīng)的吊點(diǎn)孔，使節(jié)段梁荷載通過精軋螺紋鋼直接傳遞到勁性機(jī)架上，實(shí)現(xiàn)從自由到固定的體系轉(zhuǎn)換。

2.4 偏心梁重心調(diào)整

本橋順橋向梁高變化較大（單節(jié)段近50 cm），節(jié)段梁偏重較難調(diào)平，為此在吊具上設(shè)置橫縱移油缸，實(shí)現(xiàn)節(jié)段重心強(qiáng)制調(diào)平。

2.5 宜周轉(zhuǎn)拆卸

本項(xiàng)目吊機(jī)需周轉(zhuǎn)2～4次，因此在橋機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮道路大構(gòu)件運(yùn)輸尺寸合理分塊，機(jī)械轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)僅將機(jī)體拆卸成支腿和機(jī)架兩部分分體運(yùn)輸?shù)跹b，避免橋機(jī)反復(fù)拼裝檢測(cè)，節(jié)省了大量的特種設(shè)備檢測(cè)費(fèi)和安拆費(fèi)用，同時(shí)創(chuàng)造了較大的時(shí)間效益。

3 節(jié)段梁懸臂平衡拼裝施工流程

步驟一:墩頂0?，F(xiàn)澆施工完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，吊裝懸拼吊機(jī)至橋面，并進(jìn)行檢查、荷載試驗(yàn)。

步驟二:1＃段通過運(yùn)梁車運(yùn)輸至橋下投影位置，通過兩側(cè)懸拼吊機(jī)對(duì)稱同步起吊。

步驟三:1＃節(jié)段梁對(duì)位拼裝，精確對(duì)位，然后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換將節(jié)段梁固定在剛性機(jī)架上。

步驟四:安裝勁性骨架，安裝預(yù)應(yīng)力管道。

步驟五:安裝0＃段與1＃段之間濕接縫模板并澆筑混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行永久預(yù)應(yīng)力的張拉，并在24 h內(nèi)進(jìn)行真空管道壓漿。

步驟六:懸拼吊機(jī)前移，對(duì)稱同步起吊下一節(jié)段，先進(jìn)行節(jié)段梁預(yù)拼對(duì)位確定拼縫縫隙情況，然后脫開梁體向外平移0.2 m進(jìn)行結(jié)合面涂膠作業(yè)；臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉，使結(jié)合面應(yīng)力不小于0.3 MPa；穿束并進(jìn)行正式預(yù)應(yīng)力束張拉壓漿。

步驟七:安裝節(jié)段張拉槽口封錨模板，澆筑混凝土。

步驟八:重復(fù)懸拼吊機(jī)前移、膠拼的施工步驟架設(shè)剩余節(jié)段梁直至合龍口，懸拼吊機(jī)退回至0＃節(jié)段利用汽車吊拆除轉(zhuǎn)場(chǎng)。

步驟九:安裝合龍段模板，臨時(shí)鎖定并澆筑混凝土。先邊跨合龍后中跨合龍，合龍前拆除臨時(shí)支撐完成體系轉(zhuǎn)換。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行全橋的正式預(yù)應(yīng)力張拉壓漿，成橋。

4 節(jié)段梁懸臂平衡拼裝線形控制技術(shù)[7]

4.1 三大段落的結(jié)合匹配問題

本橋濕接縫僅20 cm寬，對(duì)于現(xiàn)澆0＃段與懸臂拼裝段及懸臂拼裝段與支架拼裝段之間的調(diào)節(jié)作用微乎其微，因此要建立一個(gè)統(tǒng)一的體系數(shù)據(jù)庫將現(xiàn)澆、預(yù)制[8]及拼裝的誤差進(jìn)行整合，提前進(jìn)行分析并在過程中予以消化。此外節(jié)段間的預(yù)應(yīng)力孔道對(duì)位也是控制的關(guān)鍵，0＃段與1＃段的端模必須提前予以比對(duì)，節(jié)段間匹配[9]生產(chǎn)要固定好內(nèi)襯管，避免拼裝時(shí)管道出現(xiàn)偏位[10]。

4.2 濕接縫勁性骨架設(shè)置

勁性骨架由底板和連接型鋼組成，分別在1＃段頂板頂面和底板頂面及兩側(cè)腹板設(shè)置，除腹板利用其頂端的聲屏障預(yù)埋件外，其它預(yù)埋20 cm×20 cm鋼板。1＃節(jié)段梁精確對(duì)位后在預(yù)埋鋼板上焊接32工字鋼進(jìn)行固結(jié)。濕接縫勁性骨架設(shè)置如圖6所示。

圖6 濕接縫勁性骨架設(shè)置

4.3 膠拼固結(jié)力加載

為保證膠拼截面有足夠的固結(jié)力（接觸面壓力達(dá)到0.3 MPa以上），在節(jié)段梁頂板布置6根、底板布置4根φ32精軋螺紋鋼筋作為臨時(shí)預(yù)應(yīng)力體系，采用單端張拉方式，單根鋼筋張拉力為40 t。采用4臺(tái)60 t穿心頂，按照左右對(duì)稱，上下同時(shí)由內(nèi)向外的順序進(jìn)行壓力加載。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力設(shè)置如圖7所示。

圖7 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力設(shè)置

4.4 線形誤差調(diào)整

節(jié)段拼裝線形出現(xiàn)偏差時(shí)采用局部抄墊厚度不超過2 mm[11]的薄鋼板的方式進(jìn)行逐步調(diào)節(jié)。比如節(jié)段趨勢(shì)要向上調(diào)整，則將3塊薄鋼板分別墊在箱梁底板區(qū)域。

4.5 邊跨拼裝段吊裝調(diào)整

邊跨拼裝段由1～4片不等的節(jié)段梁組成，吊裝采用400 t汽車吊進(jìn)行吊裝，吊具在橋機(jī)吊具的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，取消液壓調(diào)節(jié)采用機(jī)械式強(qiáng)制調(diào)平吊具。梁段粗略就位后，在每片梁底設(shè)置4個(gè)50 t的三向調(diào)節(jié)千斤頂，實(shí)現(xiàn)節(jié)段梁高程方向±45 mm、順橋向300 mm、橫橋向60 mm的精確姿態(tài)調(diào)整。邊跨吊裝及節(jié)段調(diào)整千斤頂基座如圖8所示。

圖8 邊跨吊裝及節(jié)段調(diào)整千斤頂基座

5 施工成果

（1）目前已成橋27座，經(jīng)復(fù)測(cè)軸線最大偏差僅4 mm，高程最大偏差13 mm，效果良好。

（2）從上海同濟(jì)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)站進(jìn)行的超載成橋檢測(cè)的結(jié)果來看，不論是線形變形還是應(yīng)力測(cè)算[12]都與設(shè)計(jì)預(yù)期基本一致。合龍效果及靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖9、圖10所示。

圖9 合龍后效果

圖10 部分檢測(cè)成果(靜載試驗(yàn))

可以說雙U箱型節(jié)段梁拼裝所采用的方式是合理的，運(yùn)用是成功的。

6 合理化建議

6.1 梁型設(shè)計(jì)方面

（1）雙U箱型復(fù)合變截面節(jié)段梁橋整體線形流暢，但是頂部雙U腹板缺乏約束，后期徐變發(fā)展無規(guī)律可循，經(jīng)觀察節(jié)段梁控制點(diǎn)相對(duì)距離偏移最大達(dá)2 cm，建議在U梁內(nèi)側(cè)增加肋板，避免錯(cuò)臺(tái)形成。（2）梁型實(shí)際為預(yù)應(yīng)力薄板結(jié)構(gòu)，管道眾多而且大量的后澆封錨帶暴露無遺，影響觀瞻，有待優(yōu)化。

6.2 橋機(jī)改良方面

（1）吊機(jī)頂部桁架可以考慮具備更廣泛適用性的菱形結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目結(jié)束可以運(yùn)用到掛籃或其他機(jī)具。

（2）吊具液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)建議改為機(jī)械式，優(yōu)點(diǎn)是可以量化調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)單直觀快捷。

（3）將吊裝功能與調(diào)節(jié)功能分離。從實(shí)際使用效果上來看，節(jié)段梁體系轉(zhuǎn)換后，卷揚(yáng)機(jī)仍然吃力，1＃段固定后還存在偏移。將吊裝和調(diào)節(jié)功能分離后可以減少自由度，固結(jié)效果更好，改良后的吊具如圖11所示。

圖11 改良吊具(重心機(jī)械調(diào)節(jié))

7 結(jié)束語

目前項(xiàng)目已全面進(jìn)入上部結(jié)構(gòu)施工階段，2～3 d可以完成1個(gè)膠拼節(jié)段的全部工作，達(dá)到移機(jī)條件。施工成果的取得掃除了參建各方的顧慮，提振了項(xiàng)目全體同仁的信心，為其他節(jié)段懸拼施工提供了豐富的數(shù)據(jù)支撐和實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。