張永貴 魏 民 楊學(xué)成 孫 林 羅 恒

1.重慶市城市建設(shè)發(fā)展有限公司 重慶 400010; 2.重慶交通建設(shè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 重慶 401120; 3.中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司 重慶 401121; 4.重慶市市政設(shè)計(jì)研究院 重慶 400020

目前全國(guó)部分省市提出了裝配式建筑裝配率的要求，從各項(xiàng)政策可以看出，推動(dòng)應(yīng)用裝配式橋梁建設(shè)勢(shì)不可擋。預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁作為裝配式橋梁的一種，相比現(xiàn)澆橋梁，具有施工快速、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外橋梁技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。但預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁的架設(shè)方法及架設(shè)裝備的選用值得進(jìn)一步分析和研究。

重慶作為山城和橋都，既有地形高差起伏較大，橋涵較多。本文對(duì)重慶城區(qū)節(jié)段拼裝橋梁架設(shè)方法選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素進(jìn)行分析，以重慶第一個(gè)節(jié)段拼裝項(xiàng)目——華巖隧道西延伸段工程為背景，對(duì)重慶城區(qū)節(jié)段拼裝橋梁的架設(shè)方法及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究總結(jié)，可為類似工程施工提供參考和借鑒。

1 架設(shè)方法與架設(shè)裝備選用

1.1 架設(shè)方法分類

節(jié)段拼裝橋梁的施工方法可分為移動(dòng)模架（架橋機(jī)）法、膺架法、滿堂支架法等。這幾類方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于地勢(shì)陡峭、橋墩墩高較高或橋長(zhǎng)較長(zhǎng)的橋梁，優(yōu)先采用移動(dòng)模架（架橋機(jī)）法施工；對(duì)于橋跨數(shù)較少、橋墩墩高不高、跨路或跨河等施工場(chǎng)地狹小以及大型機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)困難的橋梁，可采用膺架法；而對(duì)于滿堂支架法，則應(yīng)用較少，一般在橋跨數(shù)較少、不值得投入架橋機(jī)時(shí)可考慮采用。重慶城區(qū)節(jié)段拼裝橋梁的節(jié)段梁架設(shè)通常利用架橋機(jī)進(jìn)行施工[1-3]。

1.2 架橋機(jī)的分類

根據(jù)GB/T 26470—2011《架橋機(jī)通用技術(shù)條件》，將架橋機(jī)按過孔方式分為導(dǎo)梁式架橋機(jī)、步履式架橋機(jī)、走行式架橋機(jī)和鐵路車輛式架橋機(jī)。

節(jié)段拼裝架橋機(jī)按整機(jī)支撐受力方式分為上行式和下行式2種類型。上行式架橋機(jī)包括主梁、支撐在橋面或橋墩上的支腿和在主梁上走行的吊梁小車，主鋼梁上布置有懸桿，可以將吊梁小車吊運(yùn)的混凝土節(jié)段梁固定在主梁上；下行式架橋機(jī)包括主梁、支撐在橋墩兩側(cè)的牛腿或地面上的立柱，主鋼梁上配有可以倒運(yùn)混凝土節(jié)段梁的托梁小車，托梁小車將混凝土節(jié)段梁倒運(yùn)到主鋼梁上的支撐小油缸上。上、下行式架橋機(jī)特點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 上、下行式架橋機(jī)對(duì)比

對(duì)于上、下行式架橋機(jī)的選擇，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。

1.3 重慶城區(qū)節(jié)段拼裝橋梁架設(shè)方法的選擇

目前重慶城區(qū)尚未有節(jié)段拼裝橋梁的先例，考慮架設(shè)方法時(shí)，按照1.1節(jié)論述，可初步對(duì)移動(dòng)模架（架橋機(jī)）法、膺架法、滿堂支架法進(jìn)行選擇。重慶作為山城，針對(duì)山城的特殊性，本節(jié)重點(diǎn)分析選擇上行式架橋機(jī)或下行式架橋機(jī)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素。

1）重慶既有地形高差起伏較大，縱坡大，因此墩高差較大。由于下行式架橋機(jī)在橋下需要牛腿或立柱，墩高差會(huì)使得墩旁立柱種類較多，因此標(biāo)準(zhǔn)化施工性較差，施工較復(fù)雜，造價(jià)和工期的代價(jià)均較大。

2）重慶橋涵眾多，特別是涉及跨線橋施工時(shí)，橋下空間較小，無法使用下行式架橋機(jī)。

3）城市橋梁曲線半徑小，且存在較多的橫坡變化。若采用下行式架橋機(jī)，則架橋機(jī)主梁的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)裝置較為復(fù)雜，而上行式架橋機(jī)相比下行式架橋機(jī)的適應(yīng)性更強(qiáng)。

4）城市橋梁施工應(yīng)考慮對(duì)既有交通的影響。相比下行式架橋機(jī)，上行式架橋機(jī)由于不需要橋下立柱，故對(duì)交通影響小。

5）城市橋梁地下管網(wǎng)較多，使用下行式架橋機(jī)時(shí)，立柱基礎(chǔ)會(huì)存在與地下管網(wǎng)交叉干擾的情況。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

重慶華巖隧道西延伸段是重慶快速路二聯(lián)絡(luò)線的一部分，快速路二聯(lián)絡(luò)線西起于繞城高速，向東延伸，穿華巖隧道以后，終點(diǎn)接入快速路三縱線。華巖隧道西延伸段是形成重慶主城城市快速路網(wǎng)體系和完善片區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。主線高架橋全長(zhǎng)1 731.77 m，標(biāo)準(zhǔn)段橋?qū)挒?5.0 m，分左右兩幅，兩幅橋中間設(shè)置隔離欄。其中第3—8、11—14聯(lián)為節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁，有3×30 m一聯(lián)和4×30 m一聯(lián)這2種類型，其余聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁。

節(jié)段箱梁?jiǎn)慰绶譃?0個(gè)節(jié)段，主梁采用C50混凝土。

標(biāo)準(zhǔn)段箱梁采用單箱單室截面，混凝土箱梁頂板寬為12.15 m，底板寬6.15 m，梁高2.00 m，懸臂寬3.00 m（圖1）；主梁頂板厚25 cm，底板厚22 cm，跨中截面腹板厚35 cm，腹板厚度由跨中向支點(diǎn)漸變2次，分別為由35 cm漸變?yōu)?6 cm，再由56 cm漸變?yōu)?0 cm。為方便施工，腹板漸變采用臺(tái)階狀漸變方式[4]。標(biāo)準(zhǔn)段節(jié)段吊裝質(zhì)量為39.36 t，最大塊吊裝質(zhì)量為70.60 t。

圖1 箱梁跨中標(biāo)準(zhǔn)段斷面示意

本項(xiàng)目擬采用架橋機(jī)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)架設(shè)施工（圖2）。

圖2 項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)

2.2 架設(shè)方法和架橋機(jī)的選擇

項(xiàng)目為雙幅橋，架設(shè)時(shí)走“Z”字形線路，先架設(shè)右幅第1孔，后架設(shè)左幅第1孔，再架設(shè)左幅第2孔，然后架設(shè)右幅第2孔，以此類推。此方法架設(shè)效率高。若選用上行式架橋機(jī)，則“Z”字形線路較為容易實(shí)現(xiàn)，架設(shè)工期短。若選用下行式架橋機(jī)，則架設(shè)完一幅后，需要拆除、安裝架橋機(jī)后，再架設(shè)另一幅，施工工序較為復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)。若采用2臺(tái)下行式架橋機(jī)架設(shè)，以此來達(dá)到兩幅平衡，則可節(jié)省工期，但會(huì)多投入1臺(tái)架橋機(jī)及其他配套機(jī)具設(shè)備，增加了費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性較差。

同時(shí)，項(xiàng)目為大懸臂蓋梁，若采用下行式架橋機(jī)，則架橋機(jī)支撐方式需要考慮得較復(fù)雜，代價(jià)較大。

因此，本項(xiàng)目選擇上行式架橋機(jī)進(jìn)行施工。架橋機(jī)的具體機(jī)型為TPJ 80-30上行式架橋機(jī)，由武漢通聯(lián)路橋機(jī)械技術(shù)有限公司根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合重慶華巖隧道西延伸段節(jié)段拼裝橋梁的具體要求設(shè)計(jì)而成（圖3）。

2.3 架橋機(jī)施工工藝流程

針對(duì)架橋機(jī)和項(xiàng)目的特點(diǎn)，制定了節(jié)段梁架設(shè)的施工工藝流程：

1）安裝墩頂塊并錨固。

2）安裝架橋機(jī)，并進(jìn)行錨固、調(diào)試、試吊、驗(yàn)收（圖4）等工作。

圖3 架橋機(jī)示意

圖4 架橋機(jī)安裝及試吊

3）節(jié)段吊裝懸掛（圖5）。

圖5 節(jié)段吊裝懸掛

4）節(jié)段抹膠、拼接，澆筑濕接縫。

5）體外索穿束及張拉（圖6）。

圖6 體外索穿束及張拉

6）安裝后輔助支腿，同時(shí)后支腿前移。

7）架橋機(jī)縱移過跨（圖7）。

圖7 架橋機(jī)縱移過跨

8）安裝前支腿，進(jìn)入下一跨節(jié)段安裝。

節(jié)段拼裝和監(jiān)控詳細(xì)流程為：

1）提前安裝節(jié)段縱向臨時(shí)張拉鋼齒塊，采用專用吊具進(jìn)行逐榀懸掛。

2）待所有節(jié)段懸掛完成后，對(duì)墩頂節(jié)段的坐標(biāo)、高程進(jìn)行精確采集并反饋至監(jiān)控方，根據(jù)監(jiān)控方下發(fā)的首榀懸掛節(jié)段安裝指令進(jìn)行定位，P8墩側(cè)濕接縫位置采用型鋼塞墊，同時(shí)張拉縱向精軋螺紋鋼錨固，完成首榀懸掛節(jié)段精確定位。

3）采集首榀懸掛節(jié)段數(shù)據(jù)并反饋至監(jiān)控方，根據(jù)第2榀懸掛節(jié)段安裝指令進(jìn)行預(yù)拼，待坐標(biāo)、高程預(yù)拼調(diào)試到位后將該節(jié)段后退、提升，人工涂抹匹配面環(huán)氧拼接膠，進(jìn)行第2榀懸掛節(jié)段的正式拼裝，并張拉縱向精軋螺紋鋼，確保首榀與第2榀懸掛節(jié)段的有效黏結(jié)及精確定位。

4）以此工藝循環(huán)完成該跨剩余節(jié)段拼裝。

5）整孔節(jié)段拼裝完成后，安裝濕接縫模板并澆筑混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，進(jìn)行體外索穿束、張拉。

6）按照同樣流程，完成整聯(lián)節(jié)段拼裝，張拉負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束，拆除支座鎖定，完成整聯(lián)體系轉(zhuǎn)換（圖8）。

圖8 節(jié)段拼裝施工現(xiàn)場(chǎng)及成橋

2.4 架橋機(jī)縱移過跨及變幅橫移技術(shù)

1）架橋機(jī)縱移過跨?？v移過跨采用的是支腿跨越式轉(zhuǎn)換配合步履式縱移技術(shù)，即采用架橋機(jī)前支腿和后輔助支腿臨時(shí)支撐，后支腿直接跨越至前一跨蓋梁上，通過縱移油缸配合縱移軌道實(shí)現(xiàn)整機(jī)縱移（圖9）?？v移時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，注意各安裝構(gòu)件及墩頂塊錨固是否牢靠，觀察墩頂塊是否有位移等。

圖9 架橋機(jī)縱移過跨

2）架橋機(jī)變幅橫移。變幅橫移采用新型單幅滑軌與多功能中支腿機(jī)構(gòu)結(jié)合步履式橫移技術(shù)，即通過下部的單幅滑軌與支腿橫梁之間的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)完成架橋機(jī)變幅橫移（圖10）。橫移支腿抬升時(shí)，應(yīng)注意主要受力支腿應(yīng)置于腹板位置。

圖10 架橋機(jī)左右幅橫移

3 結(jié)語

華巖隧道西延伸段工程作為重慶第一個(gè)節(jié)段拼裝橋梁項(xiàng)目，其架設(shè)方法和關(guān)鍵技術(shù)可為類似的工程建設(shè)中提供參考和借鑒，對(duì)推動(dòng)重慶城區(qū)節(jié)段拼裝橋梁的發(fā)展進(jìn)程有積極意義。本文得出的主要結(jié)論與建議為：

1）節(jié)段拼裝橋梁架設(shè)方法的選擇應(yīng)綜合考慮墩高、曲線半徑、橫坡、橋下空間、地下管線以及對(duì)既有交通的影響等因素。

2）重慶城區(qū)的節(jié)段拼裝橋梁，建議采用上行式架橋機(jī)進(jìn)行施工。

3）對(duì)于節(jié)段拼裝雙幅橋，建議采用上行式架橋機(jī)進(jìn)行施工。

4）架橋機(jī)的縱移過跨及變幅橫移是架設(shè)的關(guān)鍵，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，保證質(zhì)量與安全。橫移支腿抬升時(shí)，應(yīng)注意主要受力支腿應(yīng)置于腹板位置。

在后續(xù)的研究應(yīng)用中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)節(jié)段拼裝橋梁架設(shè)方法、施工工藝及監(jiān)控技術(shù)的實(shí)踐探索，保證施工規(guī)范、科學(xué)，從而推動(dòng)節(jié)段拼裝橋梁的進(jìn)一步發(fā)展。