張學(xué)海[英泰克工程顧問(wèn)(上海)有限公司, 上海 200122]
上海軌道交通10號(hào)線高橋站至港城路站區(qū)間線上跨地鐵6號(hào)線上部結(jié)構(gòu)箱梁拼裝施工中的預(yù)制箱梁拼裝工程(以下簡(jiǎn)稱“本工程”)為上海軌道交通10號(hào)線二期三標(biāo)工程,工程范圍為三站兩區(qū)間,長(zhǎng)度約為3 151 m。其中,高橋站至港城路站區(qū)間段有一座40 m+75 m+40 m的節(jié)段箱梁上跨軌道交通6號(hào)線,中跨75 m呈斜交狀態(tài)。
上跨軌道交通6號(hào)線節(jié)點(diǎn)橋懸拼箱梁安裝施工難度較大,特別是設(shè)計(jì)橋梁底標(biāo)高與軌道交通6號(hào)線的接觸網(wǎng)會(huì)發(fā)生沖突,因此,對(duì)新建橋梁投影范圍內(nèi)的相關(guān)接觸網(wǎng)立桿進(jìn)行切割。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),發(fā)現(xiàn)626號(hào)與628號(hào)接觸網(wǎng)立柱間的高壓線與梁底的距離范圍為0.49 m~1.70 m,627號(hào)與629號(hào)接觸網(wǎng)立柱間的高壓線與梁底的距離范圍為1.0 m~1.9 m。根據(jù)維保供電部門(mén)及軌道交通運(yùn)營(yíng)部門(mén)的要求,防護(hù)棚結(jié)構(gòu)與接觸網(wǎng)立柱間的水平凈距必須≥700mm,底部與輸電線路間的凈距≥150 mm。因此,輸電線路上方的防護(hù)棚必須充分考慮防護(hù)棚跨度的限制及設(shè)置絕緣層與接地線。
節(jié)點(diǎn)懸拼箱梁橋施工位置主要在港城路中間與道路南側(cè),車流量大,周邊地下管線密集,主要有DN324航油管、污水箱涵、上水管及原水管等一些重要管線,其中與墩柱承臺(tái)最近處距離不到1 m。因此,經(jīng)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn),將進(jìn)行道路翻交、地下管線遷移等工程,將給施工帶來(lái)不利因素與限制,如施工場(chǎng)地范圍較小,給架橋機(jī)吊裝帶來(lái)很大的困難。
JQJ/240T型架橋機(jī)由主桁結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、起重天車、電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)構(gòu)成。在懸臂節(jié)段箱梁拼裝時(shí),主桁架固定在2個(gè)柱墩上面的支腿上與1個(gè)移動(dòng)支腿支撐位置,完成懸臂節(jié)段箱梁拼裝架設(shè)。架橋機(jī)移動(dòng)時(shí),由3個(gè)支腿承擔(dān)架橋機(jī)傳來(lái)的荷載,并完成主桁架的縱移。3個(gè)支腿構(gòu)造完全一致,可相互置換,當(dāng)過(guò)孔架設(shè)時(shí),僅需相應(yīng)地調(diào)節(jié)支腿高度即可。
架橋機(jī)的整機(jī)構(gòu)造為電機(jī)、液壓智能一體化,起重天車升降與行走系統(tǒng)使用變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),天車與吊具縱橫移動(dòng)機(jī)構(gòu)使用通斷電磁閥驅(qū)動(dòng),以上裝置由編程控制器PLC集成電路控制。整機(jī)使用觸摸屏與硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。各種開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)PLC進(jìn)行處理,聯(lián)鎖保護(hù)控制可靠,當(dāng)發(fā)生故障時(shí),指示燈自動(dòng)報(bào)警,各相關(guān)部位進(jìn)行自動(dòng)保護(hù),數(shù)控屏顯示故障內(nèi)容,啟動(dòng)緊急停車按鈕,可靠切斷整機(jī)電源,進(jìn)行緊急安全停車。
總共布置3個(gè)移動(dòng)支腿,支腿設(shè)置1個(gè)墊梁,墊梁上布置四氟滑板,吊裝時(shí)起支撐主梁下弦桿作用,主梁走行時(shí)作為支撐滑移面。
每個(gè)支腿橫梁上左右各布置2臺(tái)20 t主梁頂推油缸,油缸反力座布置在支腿上,油缸另一頭通過(guò)縱移滑塊連接在主梁下弦中間的雙22號(hào)槽鋼上,底板連接在開(kāi)槽位置。一個(gè)行程到位后不需插拔開(kāi)銷,回程到后面槽孔,實(shí)現(xiàn)單向連續(xù)頂推,通過(guò)油缸頂推實(shí)現(xiàn)主梁在支腿上的滑移。可以通過(guò)插銷固定油缸耳座,伸縮油缸實(shí)現(xiàn)支腿在主梁上懸掛式滑移。
吊裝時(shí),將墊梁螺桿將墊梁與下弦桿鎖定,傳后錨力,防止吊機(jī)傾覆。墊梁與支腿桿鉸接,減小接觸位置,使應(yīng)力集中。
由于混凝土橋面有2.5%的縱坡,吊裝需調(diào)節(jié)主梁水平,支腿設(shè)計(jì)成變高結(jié)構(gòu)。一個(gè)支腿布置4臺(tái)50 t頂升油缸,油缸行程為1 200 m,采用套筒銷孔插銷的結(jié)構(gòu)形式調(diào)節(jié)支腿高度,銷孔間距150 mm,調(diào)節(jié)量為150 mm的整數(shù)倍,支腿底部設(shè)置機(jī)械頂調(diào)節(jié)范圍為0 mm~150 mm。通過(guò)油缸頂升機(jī)械頂調(diào)節(jié)完成支腿移位體系轉(zhuǎn)換,通過(guò)插銷固定。
支腿廠內(nèi)組裝和在主梁上的安裝定位,保證各法蘭、銷軸處連接良好。伸縮油缸模擬空載步履伸縮動(dòng)作,油缸伸縮應(yīng)平穩(wěn),步履伸縮動(dòng)作可以完成,插拔銷軸靈活;橫移頂推油缸模擬橫移,橫移動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)?;瑒?dòng)支撐能夠繞軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。支頂油缸支頂動(dòng)作平穩(wěn)。整車縱移油缸伸縮動(dòng)作平穩(wěn)。墊梁鉸接可以實(shí)現(xiàn)小角度轉(zhuǎn)動(dòng)(左右兩個(gè)方向)。模擬后支腿倒掛在主梁下弦的走行機(jī)構(gòu)能夠靈活運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)卡阻現(xiàn)象。
桁架采用雙主梁結(jié)構(gòu),主梁桁架一個(gè)節(jié)間12 m,共14個(gè)節(jié)間,每個(gè)節(jié)間12 t,總高3 m。主梁節(jié)間采用8.8級(jí)45號(hào)鋼材質(zhì);天車軌道為P43鋼軌,兩端部設(shè)置軌道限位擋塊。上弦采用HW594×302-14/23的H型鋼,下弦采用HW440×300-11/18的H型鋼,上下兩側(cè)封10 mm厚的鋼板,用高強(qiáng)螺栓連接;腹桿采用對(duì)扣的16號(hào)槽鋼,節(jié)間長(zhǎng)度1.6 m,節(jié)點(diǎn)板采用20 mm厚鋼板,下弦平聯(lián)采用對(duì)扣14號(hào)槽鋼做平聯(lián)桿,在平聯(lián)桿下方采用22號(hào)槽鋼背靠背結(jié)構(gòu)形式,設(shè)置主梁頂推走行縱梁。
主梁桁架拼裝安放前,將主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在胎架臨時(shí)墊座上拼裝。用汽車吊把最前段主梁擺放在墊座上,依次組拼單桁節(jié)段,安裝上弦M64及下弦M45高強(qiáng)螺栓,并用電動(dòng)液壓扳手進(jìn)行初擰和終擰,初擰和終擰需做標(biāo)記防止漏擰。
拼裝完前5節(jié)單個(gè)桁架60 m主梁后,用兩臺(tái)汽車吊同時(shí)抬吊單桁主梁桁架,安裝于支腿上;再拼后2節(jié)24 m主梁,高空對(duì)接24 m桁架,主梁預(yù)拱20 mm。用同樣的方法,完成第二個(gè)主梁桁架安裝。兩片主梁桁片要確保水平、位置正確,中心距5 500mm,兩片節(jié)段端部應(yīng)對(duì)齊。首末兩節(jié)主梁腹桿需加強(qiáng),采用對(duì)扣的20號(hào)槽鋼,滿足天車懸臂行走;在主梁端部須做平聯(lián)結(jié)構(gòu),增加側(cè)向穩(wěn)定性。主桁架吊裝詳情如圖1所示。
圖 1 主桁架吊裝
走行設(shè)置高速軸制動(dòng)與電動(dòng)液壓鐵楔車輪制動(dòng),變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。輪箱連接鉸接座,上面布置天車主梁,設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)平臺(tái)及定滑輪座。單臺(tái)天車采用兩臺(tái)8 t卷?yè)P(yáng)機(jī),天車額定起重120 t??赏ㄟ^(guò)天車上2臺(tái)30 t油缸橫向調(diào)梁,調(diào)節(jié)量為±500 mm。天車走行由一臺(tái)型號(hào)為CIMR-HB4A0075的變頻器驅(qū)動(dòng)四個(gè)走行機(jī)構(gòu);吊具機(jī)構(gòu)由液壓油缸驅(qū)動(dòng),控制吊具的前后移動(dòng)。吊具控制系統(tǒng)由吊具控制箱和操作手柄等部分組成。
地面整體安裝好的走行輪箱與走行支腿、天車車架用螺栓固定。將安裝好的天車車架、卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪組整體吊裝至天車主梁上,連接牢固、可靠(注意要將兩個(gè)定滑輪組的位置對(duì)齊)。
應(yīng)進(jìn)行起升卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪組運(yùn)轉(zhuǎn)、起重天車橫移油缸的伸縮動(dòng)作調(diào)試。起重天車模擬在主桁上空載走行調(diào)試,縱橫移性能調(diào)試,走行平穩(wěn)無(wú)故障。卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行鋼絲繩過(guò)、欠纏繞保護(hù)調(diào)試。調(diào)試所有限位開(kāi)關(guān)和安全裝置動(dòng)作靈敏的可靠性。動(dòng)滑輪組與吊具部分整體空運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試,各滑輪能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)滑輪組空載360°旋轉(zhuǎn)調(diào)試,減速器電機(jī)制動(dòng)性能靈敏可靠。吊具油缸伸縮調(diào)整調(diào)試,各油缸要求動(dòng)作平穩(wěn),能夠?qū)崿F(xiàn)吊具縱橫兩個(gè)方向±4%的角度微調(diào),各轉(zhuǎn)動(dòng)軸能繞垂直軸線靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。
移動(dòng)掛籃式防護(hù)棚主要由防拋網(wǎng)、滑動(dòng)組、防護(hù)棚和絕緣板組成。移動(dòng)防護(hù)棚長(zhǎng)6 m,棚頂寬出梁邊0.5 m,棚底寬出底梁邊1.5 m。防護(hù)棚分兩部分,棚上部分高3.2 m,采用10號(hào)槽鋼焊接成剛性,縱向布置5道10號(hào)槽鋼和豎向間距1.0 m與滑輪組焊接成一體,對(duì)稱用L45角鋼斜拉。其中縱向第三道槽鋼對(duì)向梁體預(yù)留孔,梁底預(yù)留對(duì)稱4個(gè)孔,當(dāng)有臺(tái)風(fēng)時(shí),防護(hù)棚移到0號(hào)塊與梁體固定。下部分采用Ф32 mm精軋螺紋鋼根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)節(jié)高度,底板縱向布置2道10號(hào)槽鋼,橫向間距1.0 m,L45角鋼連接,四周焊接25 cm高鋼擋板,低處設(shè)置PVC排水管,排除平臺(tái)內(nèi)的積水。
固定式防拋網(wǎng)在0號(hào)塊安裝時(shí)每拼裝好一節(jié)縱向滑動(dòng),長(zhǎng)6 m,每節(jié)為2.5 m~3 m組成,高1.8 m,由可拆式通風(fēng)網(wǎng)架1.3 m+插銷孔0.3 m+滑動(dòng)組高0.2 m組成。網(wǎng)架采用Ф1.5 mm鋼管焊成掛綠網(wǎng),插銷孔采用Ф2.0 mm鋼管和角鋼組成,滑動(dòng)組由滑輪和主骨架組成,兩側(cè)滑輪間距可調(diào)動(dòng),防止卡梁,主骨架采用I25工字鋼焊接??v向主梁采用雙拼20號(hào)槽鋼三道與滑輪組焊接成一體,主梁每2 m焊接限位裝置,利用接觸網(wǎng)預(yù)埋件安放插銷起制動(dòng)功能。下部50 cm用3 mm厚鋼板包裹嚴(yán)實(shí),防止雜物掉落。
當(dāng)有臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí),固定式防拋網(wǎng)需逐一退回至0號(hào)塊上進(jìn)行拆除;移動(dòng)防護(hù)棚也需退回至0號(hào)塊上,然后拆除上部防護(hù)欄桿,并采用拉桿將結(jié)構(gòu)鎖定在0號(hào)塊。
當(dāng)橋梁架設(shè)工程完工后,拆除張拉平臺(tái)及移動(dòng)防護(hù)棚。架橋機(jī)在橋面走行到滿足汽車吊吊裝位置,對(duì)架橋機(jī)解體應(yīng)按以下順序進(jìn)行。
(1)拆除動(dòng)力電源電纜。
(2)用汽車吊拆除兩臺(tái)起重天車。
(3)拆除主梁與支腿的頂推滑移機(jī)構(gòu)及支腿上掛輪。
(4)將主梁支撐于3個(gè)支腿上,在主梁第4節(jié)端頭先將螺母擰松,拆除長(zhǎng)螺桿,單個(gè)主梁拆成兩段后,起吊主梁。
(5)用兩臺(tái)汽車吊抬起一段主梁落于地面,用墊塊墊好;再起吊另一段主梁落于地面、墊好。用同樣的方法拆除另一個(gè)主桁架。
(6)拆除3個(gè)支腿。
JQJ/240T型移動(dòng)支架架橋機(jī)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的機(jī)、電、液壓智能一體化新型構(gòu)造,在起吊預(yù)制節(jié)段箱梁懸拼工作時(shí),其起吊、走行、對(duì)位等均可電控、調(diào)速,動(dòng)作平穩(wěn)、靈敏可靠。以上海軌道交通10號(hào)線二期三標(biāo)高橋站至港城路站,敦號(hào)Q04D017~Q04D020區(qū)間線,跨度40 m+75 m+40 m節(jié)段懸臂箱梁拼裝為探討對(duì)象,對(duì)整個(gè)架橋機(jī)的拼裝、調(diào)試、過(guò)孔及拆卸等方面進(jìn)行技術(shù)總結(jié),為今后此類型架橋機(jī)施工提供技術(shù)參考。