楊世杰
(中交二公局第五工程有限公司,陜西西安 710119)
我國(guó)公路常規(guī)的30m 架橋機(jī),能適應(yīng)的平曲線半徑為400m。由于馮家莊互通立交匝道橋設(shè)計(jì)平曲線半徑?。≧=120m),橫坡大(6%),且馮家莊互通B、G匝道橋設(shè)計(jì)平曲線半徑為120m,共有30m 梁片167 片。
如采取常規(guī)30m 架橋機(jī),在架梁時(shí)前中支腿軌道必須平行,主桁架與支腿軌道垂直,設(shè)置在彎橋上,架橋機(jī)尾部喂梁空間不足、喂梁困難;在蓋梁不加寬的情況下,架橋機(jī)無法橫移到曲線外側(cè)邊梁位置上,外側(cè)邊梁無法架設(shè)。同時(shí),在彎橋上進(jìn)行梁板架設(shè)時(shí),架橋機(jī)過孔需要轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,常規(guī)架橋機(jī)過孔轉(zhuǎn)角極難控制,存在較大安全隱患。過孔后,使前支腿(前支腿軌道)平行于蓋梁軸線,然后調(diào)整中支腿,使之保證與前中支腿的軌道平行。
常規(guī)架橋機(jī)改裝相對(duì)較容易,對(duì)架橋機(jī)中托和后橫梁進(jìn)行加寬處理,或拆解架橋機(jī)主桁架,減少主桁架長(zhǎng)度,但僅適用于少量的小半徑T 梁架設(shè)。本文主要通過調(diào)整架橋機(jī)的前、中支腿和支腿橫梁的球鉸連接設(shè)計(jì),使架橋機(jī)可左、右主桁架的錯(cuò)位布置,前、中支腿可以扭轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)姿態(tài)調(diào)整,本文基于該架橋機(jī)對(duì)小半徑T 梁架設(shè)工藝進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
貴州省貴陽至黃平高速公路馮家莊互通立交匝道橋設(shè)計(jì)先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)結(jié)構(gòu),馮家莊立交B 匝道0#-11#墩、16#-22#墩、G 匝道9#-18#墩,橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)寬度為10.5m,最小平曲線半徑為120m,橋梁最大橫坡為6%,最大縱坡4%。共有30m 跨橋面連續(xù)T 梁167 片(B 匝 道112 片,G 匝 道55 片)。
馮家莊互通小半徑曲線外側(cè)邊梁長(zhǎng)度為31.17m,曲線內(nèi)側(cè)邊梁長(zhǎng)度為28.80m。30m 標(biāo)準(zhǔn)T 梁重約80t,外曲線邊梁重85t,內(nèi)側(cè)曲線邊梁重75t,梁高2m。如圖1 所示。
圖1 小半徑平曲線橋梁斷面圖(單位:mm)
馮家莊互通小半徑架橋機(jī)型號(hào)為WQJQ-150-30A3,架橋機(jī)主結(jié)構(gòu)之間采用銷軸連接。主要構(gòu)件有主桁架、提升小車、前支腿、中支腿、行走軌道、運(yùn)梁天車、液壓和電氣等幾部分。主桁架每列分為5 節(jié)、每節(jié)節(jié)長(zhǎng)不超11m,節(jié)重6t,節(jié)與節(jié)之間采用銷軸連接,主桁架通過后上橫梁、前框架及前支腿橫梁連接在一起。單個(gè)天車重約13t,前支腿重約2t,前支腿軌道重約4t。
架橋機(jī)前、中支腿和支腿橫梁采用球鉸連接設(shè)計(jì),使得主桁架可以不同步縱移,從而實(shí)現(xiàn)前、中支腿橫梁的水平轉(zhuǎn)動(dòng),保證前、中支腿橫梁和蓋梁軸線平行[1]。另外,前支腿可以實(shí)現(xiàn)左、右主桁架的錯(cuò)位布置,加大喂梁作業(yè)空間。
貴州省貴陽至黃平高速公路馮家莊互通立交橋在T 梁架設(shè)中存在的問題為:運(yùn)梁過程中橫坡過大梁體容易傾覆;喂梁以及落梁困難。針對(duì)以上問題,通過移梁、運(yùn)梁,過孔,架梁等方面工序優(yōu)化,量化控制指標(biāo),確保生產(chǎn)安全[2]。
2.1.1 運(yùn)梁通道處理措施
由于橋梁小半徑曲線的為120m,梁長(zhǎng)30m,重量為80t。橋梁縱坡和橫坡分別為4%與6%,就要求運(yùn)梁通道具備較高的強(qiáng)度和較大的摩擦力。因此,在T 梁架設(shè)運(yùn)輸中,采用如下方法進(jìn)行處理:
(1)小半徑T 梁濕接縫寬約0.7m,3#、4#T 梁濕接縫間采用搭接鋼板鋪平,鋼板厚度不小于3cm,橫橋向?qū)挾炔恍∮?.2m,順橋向滿鋪,同時(shí)與濕接縫鋼筋焊接固定。
(2)運(yùn)梁便道位于③#、④#梁上,運(yùn)梁車輪距2.4m。在③#、④#梁濕接縫按搭設(shè)鋼板,鋼板厚度不小于3cm,橫橋向?qū)挾炔恍∮?.2m,順橋向滿鋪;其余位置鋪設(shè)粒徑5mm 以下級(jí)配的石粉進(jìn)行調(diào)整。為確保石粉不會(huì)滑移,須將石粉進(jìn)行裝袋處理。采用20cm×20cm 的麻袋裝好石粉后,在濕接縫邊進(jìn)行碼砌,其余位置采用石粉鋪墊。石粉鋪裝厚度在高邊不小于8cm,低邊不大于15cm,表面平整后方可進(jìn)行運(yùn)梁[3]。
(3)為加強(qiáng)已架設(shè)T 梁的整體穩(wěn)定性,T 梁之間橫隔板上下主筋須滿焊連接,確保架橋機(jī)、運(yùn)梁通道的安全穩(wěn)固。
2.1.2 運(yùn)梁要求
(1)裝車時(shí),梁體重心應(yīng)落在臺(tái)車縱向中心線上,偏差不得超過20mm??稍诰嚯x運(yùn)梁車中心位置做好-2cm、0cm、+2cm 的標(biāo)記,T 梁安裝時(shí)不能超過標(biāo)記線。
(2)梁體與運(yùn)梁車支承間,支墊硬木或橡膠墊;在T 梁翼緣板處設(shè)置好限位架支撐桿,并采用手拉葫蘆、鋼絲繩等捆綁牢固[4]。
(3)運(yùn)梁時(shí),主、副車駕駛員各1 名,跟車安全監(jiān)控應(yīng)急人員1 名。啟動(dòng)時(shí),必須慢擋起動(dòng);運(yùn)輸時(shí)重載速度不大于5km/h,在小半徑匝道上控制重載速度不大于3km/h,空載速度不大于15km/h。
(4)在橋梁大縱坡運(yùn)輸條件下,在車上配備好大塊方木或其他防滑墊塊;在剎車完后,立即設(shè)置好防滑措施。
以G 匝道11#-13#墩T 梁架設(shè)為例,向大樁號(hào)側(cè)架梁,對(duì)過孔的每道工序細(xì)化控制措施。
步驟一:架橋機(jī)完成本跨(G12 跨)T 梁架設(shè)后,架橋機(jī)由中支腿和前支腿穩(wěn)定受力,兩個(gè)天車位于中支腿和前支腿之間。根據(jù)架橋機(jī)位置情況,1#前支腿點(diǎn)①#落在G12#蓋梁曲線外側(cè)擋塊上,右側(cè)主桁架點(diǎn)②#位于G11#蓋梁曲線內(nèi)側(cè)擋塊上端[5]。
步驟二:架橋機(jī)姿態(tài)初調(diào)整。前、中支腿處于支撐狀態(tài),后托及后支腿不受力。前支腿向曲線內(nèi)側(cè)橫移,1#、2#主桁架單片向后退方向移動(dòng),緩慢推動(dòng)架橋機(jī)姿態(tài)調(diào)整,直至2#前支腿落在G12#蓋梁曲線內(nèi)側(cè)擋塊上。姿態(tài)調(diào)整過程中,要采用控制器上的點(diǎn)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)碎步慢走,每點(diǎn)動(dòng)一次,需核查落實(shí)無誤后,才能進(jìn)行下一步點(diǎn)動(dòng)??刂魄爸葯M移速度不大于3m/min,桁架縱移速度不大于3/min。
姿態(tài)調(diào)整過程中,配置專人指揮和輔助盯控,對(duì)前支腿、主桁架的移動(dòng)情況,并及時(shí)警示。
步驟三:中支腿過孔。中支腿過孔前,后支腿、天車處設(shè)鋼絲繩錨固作為防滑措施[6]。后托移動(dòng)至距離架橋機(jī)尾部12m 處,采用方木支撐后。頂升后托,使后托受力,中支腿脫離架橋機(jī)桁架。移動(dòng)中支腿至G12#孔梁前端,中支腿應(yīng)與G13#蓋梁平行,控制指標(biāo)為:左中支腿軌道距離梁端約1m;右中支腿軌道距離梁端約3.75m 中支腿軌道布置需水平,采用水平靠尺及連通器進(jìn)行調(diào)整架橋機(jī)縱坡,控制架橋機(jī)縱坡不大于2%。調(diào)整天車移動(dòng)至距主桁架前端12~18m 范圍內(nèi),前天車?yán)壱鸭茉O(shè)的T 梁作為保險(xiǎn)。
步驟四:主桁架過孔。啟動(dòng)中支腿、后托縱移電機(jī),使主桁架同步向前過孔10~15m,直至架橋機(jī)后支腿能完全落在橋面上。主桁架前移速度不超過3m/min。天車保持原位不動(dòng)。采用方木支墊后支腿,頂起后支腿千斤頂,后托及中支腿穩(wěn)定受力。后托脫離架橋機(jī),采用后天車吊裝后托前移15~20m。后托前移15~20m 后,采用方木支墊、調(diào)平。利用后天車?yán)壱鸭茉O(shè)的T 梁作為保險(xiǎn)。松開后支腿千斤頂油缸,使后托穩(wěn)定受力。完成后托前移流程。再次檢查架橋機(jī)縱坡,按照不大于2% 的縱坡進(jìn)行微調(diào)。啟動(dòng)中、后托縱移電機(jī),使架橋機(jī)再次前移(后托和后支腿不沖突)直至架橋機(jī)前支腿即將接近G13#蓋梁。左側(cè)主桁架緩慢縱移1~2m,使前支腿接近于G13#蓋梁平行。同步緩慢向曲線內(nèi)側(cè)橫移中支腿,使架橋機(jī)前端慢慢轉(zhuǎn)向。架橋機(jī)再縱移調(diào)整,使前支腿位于G13#蓋梁大樁號(hào)側(cè)。作業(yè)人員通過架橋機(jī)主桁架里的通道到G13#蓋梁上,調(diào)整前支腿軌道。軌道安裝完成后,檢查架橋機(jī)縱坡不大于2%。
過孔過程中,中支腿前移電機(jī)處的騎馬螺栓應(yīng)在電機(jī)使用前放松,電機(jī)停止使用后立即固定。
下坡過孔時(shí),為確保天車穩(wěn)定,采用2 道鋼絲繩進(jìn)行錨固,前后交替使用。在下坡過孔完成后,減小前支腿支撐高度50~100cm,同步減少中支腿方木支墊高度,從而降低架橋機(jī)高度,增加架橋機(jī)的穩(wěn)定性。
上坡過孔時(shí),緊固后天車剎車,確保穩(wěn)定,并吊掛已架設(shè)T 梁作為保險(xiǎn)。在過孔完成后,一般不需要調(diào)整架橋機(jī)高度。
小半徑T 梁架設(shè)按照先彎曲半徑外側(cè)邊梁(長(zhǎng)邊)—外側(cè)中梁—彎曲半徑內(nèi)側(cè)邊梁(短邊)—內(nèi)側(cè)中梁,即a—b—c—d—e 的順序,見圖2。
圖2 架梁順序
步驟一:架橋機(jī)姿態(tài)調(diào)整,增大尾部喂梁空間。調(diào)整架橋機(jī)位于G12~G13 跨的斜角上,使1#前支腿落在G13#蓋梁曲線外側(cè)擋塊上,2#主桁架位于G12#蓋梁擋塊上端。每橫向移動(dòng)50cm 時(shí),調(diào)整1#、2#主桁架向前進(jìn)方向縱移,確保架橋整體穩(wěn)定。
步驟二:喂梁。運(yùn)梁車將待架T 梁運(yùn)送到架橋機(jī)尾部。前天車起吊預(yù)制梁,前天車和后運(yùn)梁車一塊將預(yù)制梁前移。移動(dòng)過程中,后炮車轉(zhuǎn)彎調(diào)整線型,并有專人指揮、盯控運(yùn)輸通道(防止炮車車輪誤入濕接縫)、T 梁與主桁架的相對(duì)關(guān)系(防止梁碰撞架橋機(jī)主桁),確保安全。
步驟三:架橋機(jī)橫移、姿態(tài)調(diào)整。架橋機(jī)在為喂梁前進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整,使架橋機(jī)增大的尾部喂梁空間,但也使得架橋機(jī)與本跨T 梁設(shè)計(jì)位置呈7~10°的夾角。啟動(dòng)中支腿橫移電機(jī),驅(qū)動(dòng)架橋機(jī)攜梁移動(dòng)。中支腿每移動(dòng)50cm,調(diào)整左側(cè)主桁架向后縱移,右側(cè)主桁架向前縱移,以保證架橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
通過馮家莊互通立交為實(shí)例,描述了山區(qū)高速公路小曲線半徑、大橫坡、大縱坡匝道橋梁,采用WQJQ-150-30A3 型自平衡架橋機(jī)進(jìn)行T 梁架設(shè)施工技術(shù)。在實(shí)際施工時(shí),應(yīng)結(jié)合該架橋機(jī)的施工特點(diǎn)與工程特點(diǎn),編制安全可靠的小半徑曲線橋、較大跨徑T 梁的架設(shè)施工技術(shù)方案,保證架梁施工安全,對(duì)今后類似工程起到參考作用。