徐 振 陳子威
中建三局第三建設工程有限責任公司 湖北 武漢 430074
武漢東四環(huán)線北湖特大橋〔6×(5×30.0) m+4×(4×30.0) m+(32.5+40.0+32.5) m+4×(5×30.0) m+4×30.0 m〕,全橋跨越北湖,上部結(jié)構(gòu)為先簡支后連續(xù)預制T梁,單幅橋面寬度為20.25 m,橫向為9榀T梁。
T梁在預制場預制完成后,在提梁點提梁上橋,利用運梁車架梁。
該橋第11聯(lián)(46#—49#)設計為(32.5+40.0+32.5) m,梁高2.5 m;第12聯(lián)(49#—54#)設計為5×30.0 m,梁高2.0 m。該橋第12聯(lián)至橋尾T梁均已預制完成,但該橋右幅第11聯(lián)的第48跨、第49跨T梁未能按計劃整孔全部預制完成,影響了整體制梁、架梁計劃(圖1)。
圖1 第11聯(lián)、第12聯(lián)立面
由于該橋跨越北湖,北湖全年蓄水,無法搭設支架,且北湖水深僅1 m,未與外部水域連通,大型船吊無法使用;梁場預制T梁儲存量已達飽和狀態(tài),急需進行T梁外運架設。
鑒于上述原因,經(jīng)綜合考慮,選擇采用架橋機結(jié)合頂推滑移施工完成第51跨整孔T梁架設,保證了后續(xù)架梁工作的順利進行。
北湖特大橋右幅第11聯(lián)第47跨可架設整孔T梁(圖2),第48跨、第49跨僅可架設4片T梁(12#~15#)。由于第11聯(lián)不能完成全部T梁架設,架橋機中支腿橫梁懸空,無法橫移進行后續(xù)整孔T梁架設。
圖2 右幅T梁編號
由于49#墩為分聯(lián)墩,蓋梁頂為臺階式,高差為0.5 m,蓋梁頂操作空間小,安全風險大,所以計劃先架設第48跨、第49跨、第50跨對應位置4片T梁(12#~15#),然后利用架橋機結(jié)合頂推滑移架設第51跨整孔T梁,保證架橋機中支腿橫梁可全部落在已架設T梁上,架橋機可橫移進行后續(xù)整孔T梁架設。
調(diào)整后架梁計劃如下:
1)架橋機架設第11聯(lián)第48跨、第49跨12#—15#T梁。
2)架橋機架設第12聯(lián)第50跨12#—15#T梁。
3)頂推滑移法配合架橋機架設第51跨整孔T梁。
4)利用架橋機架梁,連續(xù)施工至該橋終點。
5)架橋機退回至第12聯(lián)、第11聯(lián)時,架設剩余T梁。
總體施工方法:先利用架橋機架設1榀T梁,進行臨時加固后作為施工通道;然后將計劃頂推滑移的T梁用架橋機落于頂推軌道上,頂推滑移至設計位置[1-5]。重復操作直至架設完成整孔T梁。
第1步:利用架橋機架設14#梁于13#梁位。落梁后進行臨時固定(圖3)。
圖3 第14#T梁落梁
第2步:利用架橋機將18#梁在14#梁位落梁,落梁在頂推滑移軌道上,將T梁隔板在滑移軌道上進行臨時固定,同時用鋼絲繩、手拉葫蘆將T梁與已架設的前一跨T梁進行連接(圖4)。
圖4 第18#T梁落梁
第3步:將18#梁頂推滑移至設計梁位(圖5)。
圖5 第18#T梁頂推就位
第4步:按照同樣的方法,將16#、17#梁頂推滑移至設計梁位(圖6)。
圖6 第16#、17#T梁落梁頂推就位
第5步:利用架橋機架設15#梁,利用架橋機將14#梁由13#梁位吊移至設計梁位(圖7)。
圖7 第15#、14#T梁落梁頂推就位
第6步:利用架橋機將10#梁在13#梁位落梁于頂推滑移軌道上(圖8)。
圖8 第10#T梁落梁
第7步:將10#梁頂推滑移至設計梁位(圖9)。
圖9 第10#T梁頂推就位
第8步:按照同樣的方法,將11#梁頂推滑移至設計梁位(圖10)。
圖10 第11#T梁頂推就位
第9步:利用架橋機架設12#、13#梁。完成整孔T梁架設(圖11)。
圖11 第12#、13#T梁落梁頂推就位
頂推結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件為:鋼軌、滑床、千斤頂。圖12中,材料1為鋼軌,鋼軌采用43軌,頂推滑移距離最長9.2 m,本工程采用4根長2.7 m的鋼軌、單端共10.8 m,鋼軌每隔50 cm鉆孔,孔徑3 cm;材料2為滑床,滑床上部為槽10,槽鋼下設四氟滑板;材料3為千斤頂,頂推部位為端橫梁處;材料4為方木,用于頂推過程中梁體支撐;材料5為千斤頂靠背,使用厚20 mm鋼板制作。
圖12 頂推結(jié)構(gòu)示意
頂推T梁梁長為30 m,最大體積為29.48 m3,最大質(zhì)量為29.48 t/m×2.6 m=76.648 t,按80 t計算。頂推過程中只需克服滑板與鋼軌之間的摩擦力,由于滑動摩擦力小于最大靜摩擦力,在液壓千斤頂選型時應根據(jù)所需克服最大靜摩擦力選型。
四氟滑板最大靜摩擦因數(shù)為0.04,鋼板與軌道之間涂抹黃油,最大靜摩擦因數(shù)按最不利取0.12。單端最大靜摩擦力為:80 t÷2×1 000×10 N/kg×0.12=48 kN。已采購千斤頂最大推力100 kN,行程50 cm,可滿足要求。
鋼軌計劃配置為每端4節(jié),每節(jié)2.7 m。鋼軌每隔50 cm鉆孔,孔徑為3 cm。每節(jié)鋼軌端部鉆3個孔,孔徑3 cm,用于魚尾板連接,共需魚尾板6套(帶螺栓)。鋼軌加工完成后在加工廠進行試拼。
滑床結(jié)構(gòu)見圖13,材料1為10#槽鋼,長度為1.5 m;材料2為厚8 mm、寬8 cm四氟滑板。槽鋼每端設置短鋼筋點焊,作為四氟滑板的封堵。
圖13 滑床斷面
將頂推所用的鋼軌、鋼絲繩、手拉葫蘆、千斤頂、滑軌等材料全部運至現(xiàn)場,由現(xiàn)場指揮人員進行清點,確保材料全部到位后開始組織實施頂推作業(yè)。由測量人員對支座中線及墊石中線進行放樣,放樣完成后進行支座安裝。
頂推部位為端橫梁,連續(xù)墩處支座墊石縱向長度為100 cm,沿墩柱中心線對稱布置,端橫梁距墩柱中心線為64 cm,軌道中心與端橫梁中心對應,故鋼軌中心位置為距墊石64 cm-100 cm/2=14 cm處。由項目部測量人員對鋼軌位置進行放樣,鋼軌安裝前需復核。
鋼軌按照設計位置安裝,采用魚尾板進行連接,保證滿足頂推滑移長度要求。鋼軌底部抄墊密實、無懸空,鋼軌底部水平。由于鋼軌直接安裝在蓋梁上,鋼軌底部的平整度可以滿足要求。
按照計劃落梁位置安裝滑床,滑床與鋼軌間抹黃油?;舶惭b在梁體正下方,按照梁端對稱安裝?;舶惭b完成后,由專人檢查,保證兩端滑床位置一致?;舶惭b完成后,安裝千斤頂靠背,靠背設置在梁體后約50 cm處,梁端靠背位置需一致,保證單次頂推滑移行程一致。
架橋機將預頂推T梁落于滑床上后,在隔板位置抄墊方木(圖12中材料4)。T梁兩側(cè)均利用導鏈固定于蓋梁上,中梁端隔梁與滑床之間用2塊楔形方木打緊,頂推過程中隨時觀察,防止松動,邊梁外側(cè)用斜撐固定于滑床上。
梁體就位并固定后,開始進行頂推作業(yè)。將千斤頂安裝就位后,千斤頂油泵放置在頂推行程的中間,避免中間反復移動,影響作業(yè)效率。頂推作業(yè)前,先行空載,對千斤頂試運行。
頂推過程由專人統(tǒng)一指揮,保證兩端同步頂推,每次頂推距離為50 cm,完成后進行千斤頂移位,移位后再次對T梁進行頂推。頂推過程中,隨時觀察T梁隔板支撐情況,且隨頂推位移同步放松導鏈;檢查軌道穩(wěn)定情況,防止因兩端頂推不同步導致軌道移位。
T梁頂推滑移至設計位置后,由測量人員對T梁位置進行復核,確認T梁位置滿足設計要求后,兩端利用油缸頂于肋板位置同步向上頂起,然后落梁于砂筒上,完成單片T梁頂推施工。
梁體就位后立即進行固定,中梁在端隔板位置用方木進行抄墊,邊梁內(nèi)側(cè)用方木進行抄墊、外側(cè)利用斜撐固定于擋塊上;將橫向的橫隔板、濕接縫預埋鋼筋進行焊接,將梁端預埋鋼筋與前一跨已架設T梁的梁端預埋鋼筋進行焊接,確保T梁穩(wěn)定。T梁加固前所有人員不得隨意在已架設T梁上走動,且T梁上不得堆放重物及施加荷載。
頂推作業(yè)前,對現(xiàn)場操作人員進行交底,并組織演練,安排熟練工人參加。由于為跨湖、高空作業(yè),工人必須穿救生衣、系安全帶。頂推作業(yè)安排專人指揮,頂推施工的關鍵工序,從軌道放樣到梁體支撐、頂推作業(yè),每道工序必須經(jīng)過檢查確認后方可進行后續(xù)工序施工。施工過程中及梁體就位后的支撐固定,是施工控制的重點,第1榀梁就位后,立即進行支撐加固,相鄰梁就位后,立即對隔板鋼筋、濕接縫鋼筋進行連接。架橋機必須進行橫向限位處理,防止偏載。
先簡支后連續(xù)T梁是目前高速公路建設比較常見的一種結(jié)構(gòu)形式,T梁的頂推滑移施工是在架橋機無法進行整孔架梁作業(yè)、支架搭設不便的特殊條件下采用的施工工藝。通過對北湖特大橋T梁頂推滑移施工的研究,解決了跨湖施工中架橋機無法進行整孔架梁作業(yè)的問題,在保證施工安全的前提下,大大節(jié)約了工期,可供今后類似工程參考。