豐慧瑩, 張 陽(yáng)

(金華市公路與運(yùn)輸管理中心，浙江 金華 321000)

1 引言

傳統(tǒng)就地現(xiàn)澆的橋梁建設(shè)方式推動(dòng)了社會(huì)交通與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也存在資源浪費(fèi)、施工費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)力成本大等諸多弊端，而工業(yè)化程度更高的預(yù)制裝配式橋梁的出現(xiàn)，較好地規(guī)避了現(xiàn)場(chǎng)澆筑帶來(lái)的問(wèn)題。裝配式技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用，雖然不過(guò)短短的幾十年，但是其發(fā)展前景十分美好[1]。中國(guó)的全裝配式橋梁起源于跨海大橋，如今在行業(yè)政策的支持下，全裝配式橋梁在眾多城市市政建設(shè)中得以快速發(fā)展[2，3]。本文以梁橋?yàn)槔M(jìn)行橋梁預(yù)制裝配技術(shù)的探討，其中預(yù)制梁的架設(shè)與安裝是十分重要的工序，直接關(guān)系到梁橋的穩(wěn)固性與安全性，應(yīng)事先分析施工現(xiàn)場(chǎng)條件、梁橋跨徑大小等情況，綜合考慮成本、效率、安全等因素，合理確定預(yù)制梁的架設(shè)安裝方案。不管采用哪種操作方式，都必須嚴(yán)格遵循施工的技術(shù)規(guī)范與要求，嚴(yán)密把握架設(shè)與安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制[4]。

2 預(yù)制梁的出坑和運(yùn)輸

2.1 預(yù)制構(gòu)件的出坑

預(yù)制構(gòu)件從預(yù)制場(chǎng)的底座上移出來(lái)，稱(chēng)為“出坑”。預(yù)制構(gòu)件的“出坑”操作也是裝配式梁橋工程建設(shè)中的關(guān)鍵步驟之一，其中T預(yù)制構(gòu)件出坑前的檢測(cè)主要包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

(1)外觀檢驗(yàn)：主要檢驗(yàn)是否有混凝土色差、蜂窩麻面，接縫、端頭處是否漏漿，是否出現(xiàn)漏筋，外露鋼筋長(zhǎng)度是否與設(shè)計(jì)相符等[5]。

(2)質(zhì)量檢測(cè)：包括保護(hù)層厚度、鋼筋間距檢測(cè)，混凝土回彈強(qiáng)度、密實(shí)度檢測(cè)，裂隙檢測(cè)等。

(3)評(píng)定匯總：施工單位應(yīng)如實(shí)匯總各項(xiàng)檢測(cè)報(bào)告，并交監(jiān)理復(fù)核評(píng)定，過(guò)審之后方可吊裝，嚴(yán)禁私自吊裝。

預(yù)制構(gòu)件的出坑檢測(cè)要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，以保證后續(xù)運(yùn)輸、吊裝、架設(shè)等步驟能順利有效開(kāi)展。

2.2 預(yù)制梁的運(yùn)輸

預(yù)制梁的運(yùn)輸可分為場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸和場(chǎng)外運(yùn)輸，從工地預(yù)制場(chǎng)到橋頭的運(yùn)輸是“場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸”；從預(yù)制場(chǎng)至施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸是“場(chǎng)外運(yùn)輸”，場(chǎng)外運(yùn)輸?shù)木嚯x更長(zhǎng)，影響因素更多。

在場(chǎng)外運(yùn)輸時(shí)，首先，預(yù)制構(gòu)件要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，并合理規(guī)劃運(yùn)輸方案，包括運(yùn)輸車(chē)型、運(yùn)輸路線(xiàn)、運(yùn)輸次序及運(yùn)送至施工場(chǎng)地后的存放位置等，尺寸較長(zhǎng)、體積較大的特殊構(gòu)件更須擬定專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸方案，以確保能夠順利安全送達(dá)；其次，移運(yùn)預(yù)制梁時(shí)，構(gòu)件的起吊點(diǎn)要通過(guò)精密計(jì)算或按工程設(shè)計(jì)的要求來(lái)設(shè)定，吊裝時(shí)吊環(huán)要保持垂直受力，可以通過(guò)設(shè)置吊架輔助來(lái)保護(hù)吊環(huán)及周?chē)炷粒\(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件要平放并確保沒(méi)有懸臂，在必要位置設(shè)置襯墊保護(hù)層，尺寸特殊的構(gòu)件在夜晚運(yùn)送時(shí)還要設(shè)置醒目標(biāo)志；最后，預(yù)制梁運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，也要做好預(yù)制梁的起吊、堆放、養(yǎng)護(hù)工作，防止預(yù)制梁被損壞，通常應(yīng)選擇地基穩(wěn)固、距離施工現(xiàn)場(chǎng)較近、交通便捷、有完善的排水設(shè)施的場(chǎng)地放置，堆放時(shí)構(gòu)件標(biāo)志朝外并墊防護(hù)層，還要做好灑水養(yǎng)護(hù)工作。

各類(lèi)構(gòu)件都有不同的運(yùn)輸方式，要按照其本身受力特性來(lái)選擇，如梁要豎放，大型構(gòu)件則需要輔助斜撐之類(lèi)的固定裝置，以保持其平衡。

3 陸地架設(shè)法

3.1 自行式吊車(chē)架梁

自行式吊車(chē)架梁主要有單吊機(jī)架設(shè)、雙吊機(jī)架設(shè)、吊機(jī)和絞車(chē)配合架設(shè)3種方式。當(dāng)預(yù)制構(gòu)件單體的質(zhì)量較輕，所在施工河流的河床較堅(jiān)實(shí)，在河流無(wú)水或少水的條件下，可采用單吊機(jī)架設(shè)安裝；當(dāng)梁重較大或尺寸較長(zhǎng)時(shí)可采用雙吊機(jī)架梁，此種方式對(duì)2臺(tái)吊機(jī)配合度要求較高；吊機(jī)和絞車(chē)配合架設(shè)法是由雙吊機(jī)架設(shè)法演變而來(lái)，吊機(jī)在垂直方向吊起預(yù)制梁，絞車(chē)在水平方向進(jìn)行牽引控制，此種方式安裝精度更高，操作難度更小，但對(duì)施工場(chǎng)地要求較高。

自行式吊車(chē)自帶動(dòng)力系統(tǒng)，是當(dāng)前小跨徑預(yù)制梁橋架設(shè)安裝的首選，其優(yōu)勢(shì)在于建設(shè)效率高、施工難度小，對(duì)場(chǎng)地和設(shè)備的要求低，對(duì)技術(shù)工種的需求少。如圖1所示。

圖1 自行式吊機(jī)架梁

3.2 跨墩門(mén)式吊車(chē)架梁

跨墩門(mén)式吊車(chē)架梁法采用龍門(mén)吊機(jī)安裝，安裝時(shí)先將預(yù)制梁運(yùn)送到橋孔處，用跨墩龍門(mén)架將梁吊起至安裝高度，然后水平移動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的安裝位置完成安裝[6]。該法對(duì)操作技術(shù)和操作人員的要求均不高，但對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性要求較高，其穩(wěn)定主要依賴(lài)于承受了龍門(mén)架及橋梁全部重量的龍門(mén)架軌道，在淺水無(wú)水時(shí)可在河中填筑臨時(shí)路堤以放置軌道，在深水時(shí)則需要架設(shè)臨時(shí)便橋，如此一來(lái)建設(shè)成本就會(huì)翻倍，因而該架梁方式多用在河灘無(wú)水的情況下。如圖2所示。

圖2 跨墩門(mén)式吊車(chē)架梁

3.3 擺動(dòng)排架架梁

此方法需先將預(yù)制梁牽引到位并懸出臺(tái)面一小段，懸出長(zhǎng)度根據(jù)梁的截面尺寸和配筋確定，并在懸出的梁端底下設(shè)置人字扒桿或木支架。如圖3所示。

圖中1.制動(dòng)絞車(chē)；2. 預(yù)制梁；3. 支架；4. 牽引絞車(chē)

架設(shè)時(shí)預(yù)制梁前端需用制動(dòng)絞車(chē)進(jìn)行牽引，支架也會(huì)隨之?dāng)[動(dòng)至對(duì)岸，同時(shí)為控制擺動(dòng)速度還需在梁的后端設(shè)置一臺(tái)制動(dòng)絞車(chē)牽引減速。擺動(dòng)排架架梁法可用以解決橋梁高跨比稍大的情形，也適用于河中有水的情形，只需在水中設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單小墩以供設(shè)立木支架用。

3.4 移動(dòng)支架架梁

移動(dòng)支架架梁法需要在順著橋軸線(xiàn)的方向鋪設(shè)軌道，軌道用于安裝可移動(dòng)支架，預(yù)制梁的一段搭靠在支架上，通過(guò)支架的定向移動(dòng)將預(yù)制梁運(yùn)送至指定的架設(shè)位置，然后再進(jìn)行吊裝；也可以在橋墩上設(shè)置枕木垛，用千斤頂卸下后再將預(yù)制梁橫移到位。如圖4所示。

(a) (b)

圖4 移動(dòng)支架架梁

移動(dòng)支架架梁法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)動(dòng)力要求低，但只適用于橋下無(wú)水且河床堅(jiān)實(shí)的特定環(huán)境，要求所建橋的橋墩不宜過(guò)高且支架必須高大，由于受限較大且不夠經(jīng)濟(jì)，實(shí)際工程中較少采用。

4 浮吊架設(shè)法

4.1 浮吊船架梁

浮吊船架梁法主要應(yīng)用于海上或者深水大河且橋梁跨幅較大的施工場(chǎng)景，施工時(shí)利用浮吊船將預(yù)制梁運(yùn)送至指定地點(diǎn)并進(jìn)行吊裝，高空施工比較少，作業(yè)的安全性高，機(jī)械的吊裝能力強(qiáng)且效率高，運(yùn)用在具備浮吊條件的水域具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。如圖5所示。

圖5 浮吊船架梁

浮吊船來(lái)回運(yùn)梁航行時(shí)間長(zhǎng)會(huì)增加費(fèi)用，故一般利用裝梁船貯梁后進(jìn)行成批架設(shè)。浮吊船吊裝前要下錨定位，航道需臨時(shí)封鎖，如水流速度不大可利用預(yù)先拋入河中的混凝土錨作為錨固點(diǎn)。

4.2 固定式懸臂浮吊架梁

進(jìn)行浮吊架設(shè)時(shí)如果缺少大型伸臂式浮吊設(shè)備，可以通過(guò)拼接鋼制萬(wàn)能桿件或是貝雷鋼架來(lái)裝配成固定式的懸臂浮吊進(jìn)行架設(shè)作業(yè)，此種架梁方式就稱(chēng)為“固定式懸臂浮吊架梁法”。如圖6所示。

圖6 固定式懸臂浮吊架梁

先用存梁場(chǎng)吊將預(yù)制梁運(yùn)送至下河棧橋，用固定式懸臂浮吊接運(yùn)及安放穩(wěn)妥，再由拖輪把載梁浮吊拖運(yùn)到待架橋孔下，并讓浮吊就位待命。將船上的定位鋼絲繩與橋墩錨系仔細(xì)調(diào)整定位，對(duì)準(zhǔn)梁位后落梁就位。當(dāng)水流速度不大、橋墩不高時(shí)，此法架設(shè)30 m的T形梁或T形剛構(gòu)的掛梁都十分方便，但每片梁的架設(shè)都需浮吊拖至河邊棧橋處取梁，既影響架梁速度也增加經(jīng)濟(jì)耗費(fèi)。

5 高空架設(shè)法

5.1 聯(lián)合架橋機(jī)架梁

又稱(chēng)蝴蝶架架梁，主要用于架設(shè)中小跨度梁橋。采用聯(lián)合架橋機(jī)架梁可有效避免橋下通航受到影響，架設(shè)過(guò)程中定位及移動(dòng)都很方便，但需要用到大量的鋼架結(jié)構(gòu)，整個(gè)設(shè)施體積較大。如圖7所示。

圖7 聯(lián)合架橋機(jī)架梁

聯(lián)合架橋機(jī)基本構(gòu)造：①鋼導(dǎo)梁：由貝雷梁裝配而成，頂面可鋪設(shè)軌道；②門(mén)式吊機(jī)：由工字梁組成；③蝴蝶架：專(zhuān)門(mén)用以托運(yùn)轉(zhuǎn)移門(mén)式吊機(jī)，由角鋼組成。

5.2 閘門(mén)式架橋機(jī)架梁

此法適合架設(shè)中小跨徑的多跨梁橋，特點(diǎn)是不受水深及墩高的影響，且在工程中不阻塞通航。架橋機(jī)主要由三部分構(gòu)成，從下往上分別是伸縮型鋼制支腿、安裝梁、起重橫梁，如圖8所示。安裝梁下設(shè)有平車(chē)，用于移動(dòng)預(yù)制梁至指定位置。起重橫梁可沿安裝梁軌道移動(dòng)，同時(shí)梁上也設(shè)有起重車(chē)，以此可做到向任一水平位置移動(dòng)。具體施工過(guò)程中需要先將安裝梁安放到位，使支腿落在架梁孔的前墩上，再通過(guò)橫梁將預(yù)制梁運(yùn)送至安裝位置，用起重車(chē)將之安裝到位，再用相同的方法安裝好中梁，之后安裝梁軌道可繼續(xù)向前移動(dòng)，重復(fù)上述工序，直至全橋架梁完畢。這一方法可用于架設(shè)跨度較大、構(gòu)件較重的梁橋。

圖中1.安裝梁；2.支承橫梁；3.起重橫梁；4.可伸縮支腿

5.3 寬穿巷式架橋機(jī)架梁

此方法是在吊機(jī)的支點(diǎn)處架設(shè)門(mén)型支承橫梁，來(lái)支撐兩根間距擴(kuò)大了的安裝梁。在這一系統(tǒng)內(nèi)，所有主梁的橫移操作都可由起重橫梁上的起重車(chē)進(jìn)行橫移操作帶動(dòng)就位，無(wú)需再做繁瑣費(fèi)時(shí)的墩頂橫移。安裝梁的組裝可使用貝雷鋼架或者萬(wàn)能桿件，架橋機(jī)質(zhì)量大，要特別注意施工安全。如圖9所示。

5.4 自行式吊車(chē)橋上架梁

當(dāng)梁橋的跨徑較小、質(zhì)量較輕、可運(yùn)送至橋頭的引道上時(shí)，采用自行式伸臂吊車(chē)架梁十分便捷，且該法對(duì)于輔助作業(yè)的需求微乎其微。自行式伸臂吊車(chē)有汽車(chē)吊、履帶吊兩種，施工過(guò)程中需注意，已建成的橋面須達(dá)到一定承載能力后方能使用，以確保能承載吊車(chē)的通行及之后的架梁作業(yè)，保證施工安全性。如圖10所示。

圖9 寬穿巷式架橋機(jī)

圖10 自行式吊車(chē)橋上架梁

5.5 “釣魚(yú)法”架梁

“釣魚(yú)法”架梁有很多衍生形式，扒桿縱向“釣魚(yú)法”是比較早期的，發(fā)展成熟但安全系數(shù)較低。目前使用較多的是雙扒桿“釣魚(yú)法”，它能有效解決傳統(tǒng)“釣魚(yú)法”在施工過(guò)程中面臨的安全性問(wèn)題，此法用立在安裝孔墩臺(tái)上的兩副人字扒桿，通過(guò)絞車(chē)牽引預(yù)制梁就位，可實(shí)現(xiàn)無(wú)支架、無(wú)導(dǎo)梁安裝。如圖11所示。

圖11 雙扒桿“釣魚(yú)法”架梁

6 結(jié)語(yǔ)

本文主要探討了裝配式梁橋的架設(shè)與安裝工藝，大體可分為陸地架設(shè)法、浮吊架設(shè)法、高空架設(shè)法三大類(lèi)，這三大類(lèi)又分別包含了2種及2種以上的具體方法，在工程建設(shè)過(guò)程中，可以依據(jù)具體的工程設(shè)計(jì)、地理特征、機(jī)械配置等來(lái)選擇采用最為合適的架設(shè)方式。本文意在研究推動(dòng)裝配式技術(shù)在我國(guó)梁橋建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展，并予其他類(lèi)型橋梁的建設(shè)以啟示，以期提升我國(guó)橋梁建設(shè)的能力與國(guó)際影響力。