姚文勝

（廣東冠粵路橋有限公司,廣東 廣州 511400）

0 引言

山區(qū)丘陵橋梁建設(shè)受到環(huán)境因素制約較大，且目前多采取40 m T梁開(kāi)展施工，在長(zhǎng)距離大縱坡工況下開(kāi)展T梁施工存在極大的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)外針對(duì)40 m T梁架設(shè)的施工研究較少，著重于山區(qū)公路病害處治，難以從施工前期進(jìn)行項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)把控。長(zhǎng)距離、大縱坡路段T梁架設(shè)是關(guān)鍵技術(shù)難題，施工單位需要依據(jù)自然環(huán)境、交通狀況、橋梁受力特點(diǎn)，進(jìn)行T梁架設(shè)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化。

1 工程概況

項(xiàng)目合同段主線(xiàn)施工里程主線(xiàn)樁為K111+800~K124+000，全長(zhǎng)12.2 km，路線(xiàn)于佛岡縣湯塘鎮(zhèn)四九北側(cè)山區(qū)布線(xiàn)，經(jīng)瓦錫田、毛細(xì)坪等村，以隧道方式穿越高山頂，隨后越黃花河、京珠高速及國(guó)道G106，在跨越石角河后轉(zhuǎn)向西南經(jīng)暖坑向佛岡的龍山鎮(zhèn)。主線(xiàn)設(shè)計(jì)公路標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級(jí)公路，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)速度100 km/h，整體式路基寬度33.5 m，分離式路基寬度為16.75 m。合同段需進(jìn)行梁板預(yù)制的橋梁共有18座，其中，黃花河大橋橋位地處低緩丘陵，跨越山間谷地及黃花河，地勢(shì)起伏較大，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)。該橋平面位于R=1 500 m的圓曲線(xiàn)上，左幅起點(diǎn)樁號(hào)K118+300.0，終點(diǎn)樁號(hào)K118+476.8.0，中心樁號(hào)為K118+388.4；右幅起點(diǎn)樁號(hào)K118+304，終點(diǎn)樁號(hào)K118+474，中心樁號(hào)為K118+389.0。跨徑組合：左右幅均為3×40+2×25=170 m。橋梁交角為90°，預(yù)制T梁數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 預(yù)制T梁數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

2 架橋機(jī)、運(yùn)梁車(chē)等機(jī)械選用

2.1 施工安排

T梁架設(shè)安裝視預(yù)制情況及蓋梁完成情況進(jìn)行合理安排，架設(shè)時(shí)間初定在2018年8月，到2019年5月底，該項(xiàng)目共設(shè)置兩個(gè)預(yù)制梁場(chǎng)，架梁路線(xiàn)也安排兩個(gè)，架梁路線(xiàn)都是沿著梁場(chǎng)各向兩邊主線(xiàn)架設(shè)。1號(hào)預(yù)制梁場(chǎng)位于主線(xiàn)K115+102~K115+540段，由于施工及地方道路寬度的限制，因此該標(biāo)段的架梁順序擬以預(yù)制場(chǎng)為中心，依次沿主線(xiàn)各往兩邊架梁。T梁主要架設(shè)設(shè)備如表2所示[1]。

表2 架設(shè)安裝主要工具設(shè)備

2.2 架橋機(jī)

標(biāo)段采用的架橋機(jī)為JQJ160T-40m三角桁架雙導(dǎo)梁架橋機(jī)，該設(shè)備能夠承載縱導(dǎo)梁等受力構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)電控操作、整機(jī)空載縱移、整機(jī)吊梁橫移、快速安全架梁等目的。圖1為主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，表3為架橋機(jī)主要性能指標(biāo)。

表3 架橋機(jī)主要性能指標(biāo)

圖1 主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 運(yùn)梁車(chē)

T梁用160 t運(yùn)梁車(chē)抬運(yùn)，兩臺(tái)運(yùn)梁車(chē)一臺(tái)主動(dòng)、一臺(tái)被動(dòng)，采取自重為23.53 kN的動(dòng)力炮車(chē)，20 kN的助力炮車(chē)，共6軸，每軸4個(gè)輪胎，共24個(gè)輪胎。橫向輪距2.5 m，縱向輪距分別為1.375 m+2.695 m、1.375 m+1.755 m。

2.4 鋼絲繩

鋼絲繩抗拉強(qiáng)度1 700 MPa，直徑50 mm，總破壞拉力大于2 360 kN。T梁最大重量：M=1 300/2=650 kN，鋼絲繩荷載：S=M/n/sinθ=650/2/sin60°=375 kN，安全系數(shù)設(shè)定為6，鋼絲繩容許荷載經(jīng)計(jì)算為393 kN，鋼絲繩滿(mǎn)足安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3 施工工藝分析

40 m T梁架設(shè)施工工藝如圖2所示。關(guān)鍵施工流程開(kāi)展如下：

圖2 40 m T梁架設(shè)施工工藝

3.1 預(yù)制場(chǎng)制梁設(shè)置

預(yù)制場(chǎng)按六大區(qū)設(shè)置，分別為鋼筋加工制作區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)、制梁區(qū)、存梁區(qū)、裝梁區(qū)以及運(yùn)輸通道區(qū)，各區(qū)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)合理布局。各區(qū)主要運(yùn)輸?shù)缆肥褂煤?0 cm的C25混凝土硬化，可滿(mǎn)足重載車(chē)輛行駛要求。預(yù)制場(chǎng)配置2臺(tái)10 t及2臺(tái)80 t的龍門(mén)吊，其中10 t門(mén)吊用于日常拆裝模板、澆筑混凝土等工作，80 t門(mén)吊用于提梁裝車(chē)工作，設(shè)置制梁區(qū)與存梁區(qū)。

3.2 運(yùn)梁道路要求

運(yùn)梁車(chē)沿主線(xiàn)大小樁號(hào)方向施工便道運(yùn)至架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，在T梁架設(shè)前該項(xiàng)目部已組織人員及設(shè)備對(duì)施工便道進(jìn)行重新復(fù)整，確保運(yùn)梁便道承載力、寬度和坡度符合運(yùn)梁要求。運(yùn)梁便道的要求是路面寬度不小4 m、縱向坡度不大于4%、橫向坡度不大于2%、承載力、運(yùn)梁便道兩側(cè)的凈空要滿(mǎn)足T梁及架橋機(jī)的通行。

炮車(chē)每軸單端輪胎對(duì)承重梁的作用力如式（1）所示：

式中，P——輪胎對(duì)承重梁的作用力（kN）；G——梁體自重，此處為40 m T梁的自重（kN）；Q——炮車(chē)的重量（kN）。

輪胎對(duì)承重梁頂板壓應(yīng)力計(jì)算為0.93 MPa，滿(mǎn)足C20混凝土強(qiáng)度要求。

G1為T(mén)梁重力，G2為炮車(chē)重力，N1為低端車(chē)輪支座反力，N2為高端車(chē)輪支座反力，a為路面橫坡。40 m T梁重力G=1 300 kN，G1=G/2=750 kN；炮車(chē)重力G2=3×10=30 kN，當(dāng)N2=0時(shí)，為炮車(chē)傾覆穩(wěn)定性臨界點(diǎn)，此時(shí)N1=G1+G2=750 kN。以N1側(cè)輪胎的接觸面為研究對(duì)象：G1=sina×（2.5/2+1.3）+G2×sina×（1.3/2）=N1×cosa×1.25a=26.68°，tan26.68°=0.502 5，炮車(chē)傾覆穩(wěn)定性臨界點(diǎn)時(shí)路面橫坡為57%≧2%。因此炮車(chē)在運(yùn)梁通道行走過(guò)程中不存在傾覆的可能[3]。

已架設(shè)好的梁跨，對(duì)炮車(chē)經(jīng)過(guò)梁片上露出的鋼筋接頭等進(jìn)行處理，可以在運(yùn)梁通道兩片梁上使用10 cm厚石粉填筑（墊層有效總寬度約為3 m），在石粉兩側(cè)采用10 cm×10 cm木方固定隔擋。

3.3 架橋機(jī)安裝、試車(chē)

架橋機(jī)設(shè)在橋臺(tái)平地上拼裝主梁，按照鋪軌圖詳細(xì)尺寸，利用全站儀將軌道中心線(xiàn)放樣到橋臺(tái)帽梁及橋墩蓋梁上，準(zhǔn)確測(cè)出前中后支腿位置。試車(chē)前檢查減速機(jī)是否加油、油泵及其他液壓器件是否加油、轉(zhuǎn)動(dòng)部件下方是否有障礙物、傳動(dòng)部件是否潤(rùn)滑[3-4]。

3.3.1 空載試車(chē)

空載試車(chē)中空載橋機(jī)前中支要沿著橫向軌道反復(fù)運(yùn)行三次，且不能出現(xiàn)車(chē)輪打滑、啃軌道、磨電纜情況；前后小車(chē)沿著縱向軌道也要反復(fù)運(yùn)行三次，小車(chē)也不應(yīng)出現(xiàn)上述情況，整體平穩(wěn)可靠；天車(chē)縱向運(yùn)行中也不能出現(xiàn)打滑、啃軌道情況；前后卷?yè)P(yáng)機(jī)下降、上升階段，確保鋼絲繩順利運(yùn)行，制動(dòng)器靈敏。

3.3.2 重載試車(chē)

靜載試車(chē)按如下步驟開(kāi)展：小車(chē)、天車(chē)移動(dòng)至合適位置，卷?yè)P(yáng)機(jī)提升1.2倍梁重重物至150~200 m高度，對(duì)主梁10 min靜置后進(jìn)行撓度測(cè)定，荷載卸掉后，則不得出現(xiàn)主梁殘余變形。動(dòng)載試車(chē)則按如下流程開(kāi)展：在靜載試車(chē)確定滿(mǎn)足要求后，則將1.1倍梁重重物進(jìn)行重復(fù)下降、上升制動(dòng)，并且將天車(chē)滿(mǎn)載情況下運(yùn)行3~5次，對(duì)運(yùn)行小車(chē)進(jìn)行額定速度下的啟動(dòng)制動(dòng)，對(duì)限位開(kāi)關(guān)、制動(dòng)器、電氣系統(tǒng)等進(jìn)行檢測(cè)，要確保主要構(gòu)件不得出現(xiàn)損壞、松動(dòng)等情況[4]。

3.4 梁板運(yùn)輸

梁車(chē)起運(yùn)前要清理道路，其中道路縱坡小于4%，橫坡小于2%，平曲線(xiàn)半徑不小于1 350 m。運(yùn)梁階段需要有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行控制，運(yùn)梁出現(xiàn)質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則要停止車(chē)輛行進(jìn)；運(yùn)輸時(shí)速保持在3 km/h以?xún)?nèi)，且設(shè)備附近要懸掛安全警示標(biāo)志，輔助性設(shè)備需要配備在車(chē)輛上，以確保道路中的障礙物能夠及時(shí)得以清除[3]。

3.5 架設(shè)順序

主線(xiàn)橋雙幅梁片數(shù)一般為14片，單幅為7片，橋面寬度15.25 m/單幅，為均衡生產(chǎn)，合理利用現(xiàn)有資源，形成流水作業(yè)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖主線(xiàn)橋每跨梁片按從內(nèi)到外1號(hào)至7號(hào)順序編號(hào)，運(yùn)梁炮車(chē)運(yùn)梁時(shí)行走4號(hào)、3號(hào)梁片。T梁架設(shè)先架設(shè)路線(xiàn)左幅，再架設(shè)路線(xiàn)右幅，且由中梁依次向邊梁架設(shè)，即4號(hào)梁→5號(hào)梁→3號(hào)梁→1號(hào)梁→2號(hào)梁→7號(hào)梁→6號(hào)梁。其余架梁順序按照主線(xiàn)橋相同的方式進(jìn)行架設(shè)，架梁作業(yè)順序嚴(yán)格按要求進(jìn)行。

3.6 喂梁及吊梁運(yùn)行

運(yùn)梁車(chē)保持距離架橋機(jī)50 m處，且運(yùn)梁車(chē)中心調(diào)整對(duì)正架橋機(jī)，運(yùn)梁車(chē)保持1 km/h的速度緩慢進(jìn)入設(shè)備臂內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)在距離架梁前段3.9 m處繪制運(yùn)梁車(chē)對(duì)位線(xiàn)；運(yùn)梁車(chē)抵達(dá)對(duì)位線(xiàn)后則停止運(yùn)行，此時(shí)起重天車(chē)將起吊設(shè)備下落，吊裝采取兩端捆綁式，鋼絲繩則依據(jù)T梁外觀(guān)、質(zhì)量進(jìn)行確定，長(zhǎng)度合理，吊裝過(guò)程中T梁棱角和鋼絲繩之間構(gòu)建墊鋼板，避免梁棱角、鋼絲繩的破壞；炮車(chē)將T梁移動(dòng)至架橋機(jī)腹部，在吊梁行車(chē)下部，從梁體兩側(cè)翼板上預(yù)留的提梁孔位置下鋼絲繩并對(duì)梁體進(jìn)行捆綁；確認(rèn)捆綁穩(wěn)固后起吊梁片，前移1號(hào)吊梁行車(chē)，炮車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)同步將向前運(yùn)輸梁體；待梁體后端送到2號(hào)吊梁行車(chē)下方時(shí)，炮車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)停止前行按照以上方式對(duì)梁體后端進(jìn)行捆綁和起吊。退出運(yùn)梁炮車(chē)，1、2號(hào)吊梁行車(chē)同步向前運(yùn)輸梁體[2-4]。

4 總結(jié)

預(yù)制T梁架設(shè)施工中，尤其要注意以下環(huán)節(jié)，焊接平臺(tái)上，鋼筋、焊條、模板等容易產(chǎn)生物件墜落，且施工用電設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生漏觸電等情況，現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備操作不合理極容易引發(fā)事故傷人等?？紤]到該項(xiàng)目施工場(chǎng)地有限，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)架道路不平整，場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸要做到事先檢查，避免出現(xiàn)翻車(chē)等事故。預(yù)制T梁架設(shè)作業(yè)對(duì)于復(fù)雜路段橋梁工程建設(shè)具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，只有在施工前期做好方案優(yōu)化，才能夠確保項(xiàng)目的穩(wěn)定安全開(kāi)展。