◎ 何劍 中交第四航務工程局有限公司

高樁梁板碼頭上部預制構件的安裝，長期以來基本上是依賴于大型浮吊安裝。傳統(tǒng)起重船海上安裝方法因海上安裝作業(yè)受天氣、風（涌）浪等因素影響大，其安裝施工安裝精度差、施工進度慢且安全隱患多。而水工結構“水轉陸”施工是水工施工近年來采用的施工思路。在公路、鐵路等工程建設中構件安裝使用架橋機是十分成熟的工藝，架橋機是支承在橋梁結構上，可沿縱向自行變換支承位置，用于將預制橋梁梁體安裝在橋墩指定位置的一種專用起重機，是橋梁預制安裝法使用最多的起吊設備[1]。本文結合項目施工工藝，給出架橋機安裝預制構件施工方案，有效避開海上施工風險，有效加快施工進度并提高安裝精度。

1.工程概況

惠州港荃灣港區(qū)荃美石化碼頭項目為高樁梁板式碼頭，平面采用蝶式布置。泊位主要由作業(yè)平臺、系纜墩、引橋和人行板橋組成。泊位通過引橋與后方道路連接，包括垂直碼頭前沿線的主引橋和平行碼頭前沿線的支引橋。碼頭上部結構采用橫梁及空心板結構，下橫梁高1.3m，上橫梁高1.15m；引橋上部結構采用預應力空心板，梁高1.0m，每跨引橋由8塊空心板組成；其上為現澆面層，厚度為150mm。預制構件共1166件，其中邊梁88件（15.85t/件）尺寸（m）：7.2×0.8（0.6）×1.1；縱梁232件（14.05t/件）尺寸（m）：7.2×1.0（0.6）×1.1；管架梁7件（19.8t/件）尺寸（m）：7.2×1.0×1.1；預制面板576件（11.3t/件）尺寸（m）：3.5×3.07（2.32）×0.3；預應力空心板263件（41.15t/件）尺寸（m）：14.8×1.495（1.49）×1.0。

2.施工工藝

2.1 碼頭結構整體施工流程

碼頭結構整體施工流程為PHC樁施打→鋼棧橋（平臺）搭拆→嵌巖樁施工→現澆樁帽（橫梁）施工→JQ160-40架橋機安拆→安裝下橫梁（預應力空心板）→現澆節(jié)點→安裝縱梁→安裝面板→現澆面層→附屬設施施工。

圖1 鋼棧橋平面布置圖

2.2 鋼棧橋搭設方案及施工

搭建鋼棧橋作為連接岸邊和碼頭作業(yè)現場的施工通道和臨時施工平臺結構形式為鋼管樁+樁頂分配梁+貝雷梁+鋼橋面系結構。鋼棧橋位于1#引橋北側，整體結構由岸側延伸至碼頭轉向墩處，在轉向墩處分別由南、北向延伸至1#系纜墩和14#系纜墩，全橋約9115.8m2，長1061m；全幅標準寬度為8m，橋面局部考慮后期混凝土澆筑、架設泵車、預制構件運輸與安裝等加寬至12m，鋼棧橋排架間距主要為12m，局部為3m，每排架樁基間距為3.2m；鋼棧橋為Φ529×7mm鋼管樁+2I32a分配梁+貝雷梁+I20a分配梁@30cm+10mm橋面板；棧橋兩側布置欄桿，高度1.2m，踢腳板高度30cm，電纜槽布置于欄桿外側，棧橋整體結構標高為+5.5m。采用“釣魚法”進行施工，鋼棧橋施工順序由1#引橋開始，由岸側向海側施工，達到轉向平臺后先由北向南施工至1#系纜墩，結束后回到轉向墩由南向北施工至14#系纜墩完成整個鋼棧橋施工。

結合計算手冊，貝雷梁采用允許應力法進行計算，其他結構采用極限承載力法進行檢算[2]。人群、欄桿等結構按照鋼棧橋的自重的1.05倍選取；荷載組合系數為標準組合：1.0×自重+1.0×活載（貝雷梁軸力、剛度計算）、基本組合：1.3×自重+1.5×活載（強度、穩(wěn)定性計算）選用MidasCivil進行整體建模計算，鋼管樁底部為固結，上下分配梁之間全部為鉸接，即上層分配梁的彎矩不傳遞至下層分配梁[3]。選擇最不利跨徑進行驗算，計算模型如圖2所示。

圖2 鋼棧橋整體驗算模型圖

結合地質進行，對嵌固點進行計算，嵌固點計算引用規(guī)范計算[4]。根據計算結果表明棧橋結構強度、剛度及穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求，且鋼棧橋限速為15km/h。

2.3 JQ160-40架橋機安拆

本項目架橋機擬采用JQ160-40（1臺）安裝碼頭預制構件。架橋機安拆流程：陸地裝組件→安裝支腿總成→安裝主梁→安裝平車→安裝天車→安裝附件→安裝電器→安裝監(jiān)控→調試→驗收→整機調試→驗收→檢驗→試吊裝→投入使用→完工拆除。

架橋機第一次安裝在安裝點1，采用整體拼裝抬吊模式，鋼棧橋寬12m，此處為加寬處，可以在加寬處臨時擺放主梁、中支腿、前支腿等安裝部件，安裝時，履帶吊站在靠近預制梁安裝區(qū)，正對吊裝位置，等引橋部分梁板安裝完成后，在引橋尾端橋面拆除，拆除點足夠寬，此處平臺也是加寬處理，并且屬于交叉口，前方已經預制完成。足夠架橋機拆除以后，部件臨時擺放，安拆區(qū)域如圖3所示。

圖3 設備安裝區(qū)域圖（總圖左1、安裝點1左2、安裝點2左3）

再在安裝點2安裝，拼裝步驟基本相同，此處已經預制完成，預制引橋橋面12m，鋼棧橋寬8m，組成一片長約48m，寬20m的平臺，可滿足安裝拆除要求。等引橋架設完成后，再移機至安裝點2，最后在安裝點2位置進行拆除。最后組織運輸車輛進場，裝車、退場。JQ160-40架橋機的主要技術參數見表1。

表1 JQ160-40架橋機主要技術參數

2.4 JQ160-40架橋機各部件介紹

JQ160-40架橋機總長66m，本項目安裝梁板只需要4節(jié)主梁，共48m，每節(jié)主梁重6.5t，兩幅主梁中心距為5.5m；設有2臺起升能力為80t+80t的起重天車；支承部分由前總成、中支腿總成和2組反托行走機構及后支腿組成；電控柜設置在主梁尾部。主梁結構為兩根，主梁頂面設有天車軌道，采用同一高強度截面。架橋機整機外觀及主梁結構見圖4。

圖4 架橋機整機外觀（上）及主梁結構（下）圖

前支腿固定在主梁前下端，在工作時隨主框架一起移動并滿足工況所需的功能要求，前支腿主要由壓板、橫梁、伸縮套、油缸、液壓系統(tǒng)組成，前支腿總成見圖5（左一）。中支腿安裝在中支腿橫移雙路軌上面，在工作時隨主框架一起移動并滿足工況所需的功能要求，中支腿主要由壓板、橫梁、行走機構組成，中支腿總成見圖5（左二）。頂升機構主要由支架、頂升油缸、液壓系統(tǒng)等組成，用于輔助支腿軌道轉換。架橋機設置有2臺起重天車及縱向行走小車，起重天車結構見圖5（左三）。

圖5 前支腿總成（左一）、中支腿總成（左二）、起重天車結構（左三）圖

整機液壓系統(tǒng)按功能不同分成各支腿液壓系統(tǒng)，支腿較簡單，手動控制，操作方便，起動平穩(wěn)。架橋機電氣系統(tǒng)主要由配電系統(tǒng)、起重天車控制系統(tǒng)等組成，可進行按鈕操作或遙控操作，操作簡單方便。

2.5 構件運輸及安裝流程

預制構件安裝工藝流程：施工前準備工作→物資、設備、人員進場→架橋機拼裝→架橋機驗收、試吊、取證（預制梁梁運至現場）→架橋機過孔→架橋機喂梁（支座安裝并驗收合格）→架橋機橫向移動、定位、落梁→預制梁橫向鋼筋的連接、縱向連接→下一跨預制梁的安裝。

預制梁運輸均考慮由運梁車從鋼棧橋通行，運輸采用2臺大功率、大噸位的DYLC160型運梁車（性能參數詳見表2），以預制廠的道路及鋼棧橋（橋面寬8m）為運梁通道。施工過程中運梁通道應及時進行維護，運梁前進行仔細地檢查，確保滿足運梁車的通行要求，通道縱坡不大于5%，橫坡不大于3%。

表2 運梁車參數表

架橋機在要架梁的主線橋上，鋼棧橋與要架主線橋間隔20cm，可將路軌直接平鋪到鋼棧橋上，要在鋼棧橋上預留車輛通道，路軌可以鋪到鋼棧橋的一半，預留4米寬作為車輛通道（詳見圖6），運梁至架橋機下方，用架橋機起吊后，橫移至架梁部位進行預制梁安裝。

圖6 移動預制梁至待架跨內位置

為增強梁的穩(wěn)定性，防止預制梁在運輸過程側翻應根據梁高、運梁車尺寸制作運梁固定架使預制梁運輸過程中，梁與運梁車結合為一體。運輸過程在預制梁的兩側用手拉葫蘆拉住固定于運梁車上，防止運梁過程中預制梁上下跳動影響運梁安全。固定架采用厚20mm的鋼板焊成Ⅱ型，并與車體焊接牢固。

運梁車裝梁時，預制梁重心應落在臺車縱向中心線上，偏差不得超過20mm。預制梁落在運梁車上時，預制梁與臺車支承間應墊硬木板或膠皮，以便保護預制梁混凝土和防止滑動。

為防止運輸過程中因顛簸造成位移，裝車后必須進行捆扎緊固。采用φ19.5毫米的鋼絲繩2副，5噸手拉葫蘆4只捆扎緊固。護角墊在鋼絲繩與梁體接觸處，保護梁體不受損傷，梁體與車體之間用硬木（枕木）支墊。

2.6 架橋機過孔

架橋機過孔前必須全面檢查架橋機各部位，確認完好無故障才能準備過孔，若在上孔架設完畢后過孔，上孔預制梁必須相互連接，本文以過最大孔15米孔為例進行說明。

首先將架橋機尾支腿頂起，收回后反托，用后縱移桁車將后反托吊起前移至離中支腿約8米處，打開后反托油頂，使后反托受力后，松開中支腿總成與主梁壓板連接，頂升后反托、前支腿油缸，使中支腿總成脫離主梁，用前縱移桁車吊起中支腿（附帶軌道12m），主梁盡量保持在同一水平面上，啟動前縱移桁車帶著中支腿總成前移，直至中支腿與前支腿之間的距離達到2米長位置時停止前移（中支腿和后反托之間距離保持26米），中支腿總成就位后，下部用枕木墊實（枕木搭成井字形，最高不能超過3層）并確認其穩(wěn)固，鋪墊路軌使中支腿路軌保持水平，同時收回前支腿油頂和后反托油頂，直至主梁坐落在中支腿反滾輪組上，注意保持架橋機主梁處于水平狀態(tài)。待主梁落實、穩(wěn)定后，徹底收回前支腿并附帶路軌。

2.7 架橋機安裝預制構件

架橋機至架梁狀態(tài)，預應力空心板長14.8m，加上車身長，約20m，兩縱移桁車可直接掛鉤前后端同時起吊。

運梁車將預制梁沿架橋機主梁中心線方向運至架橋機尾部（也可通過架橋機橫移對準砼預制梁中心線，此時小車位于桁車梁中心位置，避免偏載），前端運到架橋機中支腿后部最近距離處（1#小車正下方）。1#、2#小車吊具位于預制梁吊裝（孔）位置，捆起梁體前后端起吊預制梁。捆梁時預制梁底部與鋼絲繩應上好護角，以保護梁體及鋼絲繩免遭破壞，之后可起吊。待1#、2#起吊高度可以安全通過中支腿上平面時，停止起吊。同時啟動1#、2#縱移桁車，同步向前縱移。安裝預制梁就位可由起重小車橫移、整機橫移、縱移桁車微量縱移等幾種動作分別調整而實現。

3.結論

JQ160-40架橋機在本項目構件安裝中的成功應用可以得出這樣的結論：

（1）JQ160-40架橋機在蝶式高樁碼頭構件安裝是成功的，技術上是可行的。

（2）架橋機安裝預制構件可顯著提升安裝的效率，有效保證構件安裝的施工安全和質量，對縮短工期有利。

（3）具有推廣價值，可供應類似碼頭結構施工借鑒。