架橋機節(jié)段拼裝技術(shù)

1、架橋機節(jié)段拼裝技術(shù)100 米跨徑架橋機節(jié)段拼裝技術(shù)張華陽前言：目前跨度在 100m以上混凝土連續(xù)箱梁有支架法、掛籃懸澆、橋面吊機懸拼等施工方法，本文介紹的 100m米跨徑架橋機節(jié)段拼裝施工技術(shù)， 為 100150m跨徑混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計與施工提供了新的途徑。關(guān)鍵詞： 100m 跨徑架橋機節(jié)段拼裝臨時墩技術(shù)一、概述廈門集美跨海大橋為多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋，整橋橫向分三幅，左、右幅為城市快車道，中間幅為城市快速公交車道（BRT）。大橋從 10 63 號墩上部結(jié)構(gòu)均采用短線匹配法節(jié)段預(yù)制，上行式架橋機懸臂拼裝施工，全橋長2875m，共有箱梁節(jié)段 2345 榀。大橋南、北各設(shè)一座主橋，南主橋位于

2、2226#墩，北主橋位于 5660#墩，均為跨徑552×10055m的相同結(jié)構(gòu)，橋型布置見圖1-1 。箱梁高度在 3.6 5.8 米（快車道）和 3.8 6.2m（公交車道）間變化，橫斷面見圖 1-2 。橋梁通航凈空： 65×14.5m。2圖 1-1 橋型立面圖箱梁橫斷面為單箱單室，每個 T 懸臂共含 12 對梁段和一個墩頂塊。墩頂塊帶橫隔墻，總重約為380t ，采圖 1-2 箱梁橫斷面圖用先安裝殼體，再在墩頂上二次澆注橫隔墻。其余梁段最大重量約為153t 。全橋分兩個工區(qū)同時施工， 一工區(qū) 3 臺架橋機從 10# 墩向 38#墩施工，二工區(qū) 3 臺架橋機從 38#墩向 6

3、3#墩施工，節(jié)段拼裝工期 10 個月。二、主要思路目前跨度在 75m以上的梁橋，多采用掛籃懸澆、橋面吊機節(jié)段拼裝或支架現(xiàn)澆法施工。但由于南、北主橋分別間隔位于 50m跨引橋兩處，如采用上述施工方法施工主橋，則無法滿足架橋機順利通過主橋的時間要求，且架橋機自重達1000 余噸，在不考慮加支撐的條件下，主橋橋梁結(jié)構(gòu)無法如此巨大的施工荷載通過主橋。如采取拆除、轉(zhuǎn)運、再安裝架橋機的方法，則面臨6 臺架橋機均需拆、裝一次，工程量巨大，工期也無法滿足。為保證工期和施工的順暢銜接，考慮在100m 跨中間搭設(shè)臨時墩，利用拼裝50m跨引橋的 TP75 型上行式架橋機直接過至主橋，進行100m跨主橋拼裝。三、臨時

4、墩工況分析3圖 1-1 橋型立面圖箱梁橫斷面為單箱單室，每個 T 懸臂共含 12 對梁段和一個墩頂塊。墩頂塊帶橫隔墻，總重約為380t ，采圖 1-2 箱梁橫斷面圖用先安裝殼體，再在墩頂上二次澆注橫隔墻。其余梁段最大重量約為153t 。全橋分兩個工區(qū)同時施工， 一工區(qū) 3 臺架橋機從 10# 墩向 38#墩施工，二工區(qū) 3 臺架橋機從 38#墩向 63#墩施工，節(jié)段拼裝工期 10 個月。二、主要思路目前跨度在 75m以上的梁橋，多采用掛籃懸澆、橋面吊機節(jié)段拼裝或支架現(xiàn)澆法施工。但由于南、北主橋分別間隔位于 50m跨引橋兩處，如采用上述施工方法施工主橋，則無法滿足架橋機順利通過主橋的時間要求，且

5、架橋機自重達1000 余噸，在不考慮加支撐的條件下，主橋橋梁結(jié)構(gòu)無法如此巨大的施工荷載通過主橋。如采取拆除、轉(zhuǎn)運、再安裝架橋機的方法，則面臨6 臺架橋機均需拆、裝一次，工程量巨大，工期也無法滿足。為保證工期和施工的順暢銜接，考慮在100m 跨中間搭設(shè)臨時墩，利用拼裝50m跨引橋的 TP75 型上行式架橋機直接過至主橋，進行100m跨主橋拼裝。三、臨時墩工況分析3圖 1-1 橋型立面圖箱梁橫斷面為單箱單室，每個 T 懸臂共含 12 對梁段和一個墩頂塊。墩頂塊帶橫隔墻，總重約為380t ，采圖 1-2 箱梁橫斷面圖用先安裝殼體，再在墩頂上二次澆注橫隔墻。其余梁段最大重量約為153t 。全橋分兩個工

6、區(qū)同時施工， 一工區(qū) 3 臺架橋機從 10# 墩向 38#墩施工，二工區(qū) 3 臺架橋機從 38#墩向 63#墩施工，節(jié)段拼裝工期 10 個月。二、主要思路目前跨度在 75m以上的梁橋，多采用掛籃懸澆、橋面吊機節(jié)段拼裝或支架現(xiàn)澆法施工。但由于南、北主橋分別間隔位于 50m跨引橋兩處，如采用上述施工方法施工主橋，則無法滿足架橋機順利通過主橋的時間要求，且架橋機自重達1000 余噸，在不考慮加支撐的條件下，主橋橋梁結(jié)構(gòu)無法如此巨大的施工荷載通過主橋。如采取拆除、轉(zhuǎn)運、再安裝架橋機的方法，則面臨6 臺架橋機均需拆、裝一次，工程量巨大，工期也無法滿足。為保證工期和施工的順暢銜接，考慮在100m 跨中間搭

7、設(shè)臨時墩，利用拼裝50m跨引橋的 TP75 型上行式架橋機直接過至主橋，進行100m跨主橋拼裝。三、臨時墩工況分析3而臨時支墩對應(yīng)為跨中合攏梁段，如果按引橋 50m標(biāo)準跨施工方法，將合攏梁段直接安放于臨時墩上，架橋機各支腿作用于合攏梁段上，則存在以下難題：1) 合攏塊影響前、后 T 懸臂最后一榀梁段預(yù)應(yīng)力張拉；2) 臨時墩結(jié)構(gòu)相對較弱，且存在承載后沉降可能，架橋機如直接作用于合攏塊上進行合攏，將對永久結(jié)構(gòu)帶來較大的附加內(nèi)力，對結(jié)構(gòu)不利。3) 合攏梁段腹板、底板尺寸為全跨梁段最小，相對較弱，無法承受架橋機大部份重量（特別是架橋機過跨時的重量，如圖 3-2 ）。因此，為解決以上問題，臨時墩考慮：1

8、) 臨時墩橫向中軸線由跨中橫向中心線向前方墩偏移一定距離，以保證后方墩“ T”懸臂拼裝最后一榀梁段的預(yù)應(yīng)力張拉空間；2) 在臨時墩上安裝臨時鋼支架， 代替梁段支撐架橋機。當(dāng)臨時墩前方T 懸臂拼裝到一定長度后，將架橋機在臨時墩的支撐點轉(zhuǎn)移至后方的 T 懸臂端上，吊走臨時鋼支架，騰出空間，用于前方 T 懸臂剩余梁段的吊裝、拼接和預(yù)應(yīng)力張拉。3) 由于 100m跨的懸臂長達 50m，架橋機支撐點轉(zhuǎn)移至懸臂端后的最大作用力近 2200KN，懸臂結(jié)構(gòu)受力無法承受，因此，考慮采用臨時墩支撐懸臂端，完全或部分抵消架橋機支撐點的豎向傳力，使懸臂6結(jié)構(gòu)始終處于安全狀態(tài)。四、臨時墩設(shè)計與施工1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計臨時墩結(jié)

9、構(gòu)形式必須滿足架橋機在各種工況下的支撐要求?；趯軜驒C在墩頂位置支撐工況以及臨時墩與永久結(jié)構(gòu)的區(qū)別分析，臨時墩結(jié)構(gòu)形式按圖 4-1 所示設(shè)計。圖中： 1#、2#管樁用于支撐前支腿，管樁橫向間距根據(jù)架橋機前支腿兩支撐點間距確定； 3 10#管樁用于支撐中支腿，管樁間距依據(jù)架橋機中支腿支點位置確定。 11#、12#管樁用于支撐 T 懸臂端（間接支撐后支腿），其橫向間距依據(jù)懸臂端最后一榀梁段腹板位置確定（正對腹板底部）。各排樁縱向間距則根據(jù)架橋機各支腿、臨時鋼支架縱向?qū)挾纫约昂蠓綉冶圩詈笠婚憾螐埨杩臻g確定。圖 4-1臨時墩平面圖圖 4-2臨時墩實物圖臨時支墩橫向中軸線位置由跨中橫向中軸線向前

10、方墩偏移 1.8 米布置，頂面標(biāo)高7控制低于梁低 60cm。同時為了有效的控制T 懸臂受力，在 11、12#管樁頂部設(shè)置調(diào)整液壓千斤頂，通過頂伸或收縮千斤頂油缸，控制 T 懸臂撓度，從而達到控制其受力大小的目的。千片頂在豎向位置與后支腿支撐點對齊，以保證后支腿作用力通過梁段直接傳遞給臨時支墩管樁。根據(jù)設(shè)計控制工況，考慮海水漲落潮最大流速及施工期風(fēng)速影響，計算臨時支墩鋼管樁直徑為?800× 8mm及埋深 12m。其間平聯(lián)設(shè)置 4 道，為 ?600× 6mm管樁，平聯(lián)間按 32 斜撐。臨時鋼支架采用型鋼焊制，其構(gòu)造滿足擱置架橋機支腿以及與臨時墩管樁頂部錨固的需要，其構(gòu)造圖見圖

11、4-3 。4. 臨時支墩施工考慮施工現(xiàn)場現(xiàn)有鋼管樁有銹蝕現(xiàn)象，且施工過程中不做防腐處理，選用 ?800× 10mm鋼管樁。首節(jié)采用 90 型和 120 型液壓振動錘振動下沉，入土深度 15m，施沉?xí)r嚴格控制平面偏位。次節(jié)采用 50t 浮吊接高，接高時嚴格控制頂面標(biāo)高。對鋼管樁及平、斜聯(lián)焊縫進行嚴格檢查，保證焊縫質(zhì)量。臨時墩施工實物見圖 4-2 。五、主橋梁段拼裝1. 主橋拼裝工序流程整個主橋的拼裝工序見圖：8圖 5-1 步驟 1： 架橋機由引橋進至主橋，前支腿支撐于臨時墩上，安裝臨時中支腿。圖 5-2 步驟 2：拼裝 N1墩 T 懸臂 112 號梁段，吊裝首跨邊跨合攏梁，施工濕接縫并

12、合攏。圖 5-3步驟 3：橋機縱移過孔圖 5-4步驟 4：拼裝第二個 T 構(gòu) 19 號梁段。9圖 5-5 步驟 5：頂升臨時墩上的調(diào)整千斤頂，使之與梁底接觸，后支腿緩慢支撐于后方 T 懸臂端，拆除并吊走臨時墩頂部的架橋機中支腿及臨時鋼架，將“T”懸臂剩余梁段及合攏段梁段按圖提前吊放至臨時墩、“T”構(gòu)根部及架橋機主桁上。整個過程監(jiān)測架橋機后支腿作用下的懸臂端撓度變化，并通過調(diào)整千斤頂控制其撓度變化小于 15mm。圖 5-6步驟 6：依次完成T 懸臂剩余梁段拼裝。安裝合攏段，收起后支腿，架橋機過跨。轉(zhuǎn)換N1 墩臨時錨固體系，在橋面跨中無荷載情況下澆注合攏濕接縫，進行 N1與 N2間中跨合攏。圖 5

13、-7步驟 7：按相同方法完成整個主橋梁拼裝10注：在主橋施工中， 架橋機增加了一個臨時中支腿，其作用是為了將架橋機適當(dāng)前移，使其后支腿剛好作用于臨時墩 11、12 號管樁正上方，如圖 5-5 所示。2. 單榀（對）梁段拼裝單榀（對）梁段拼裝主要需經(jīng)歷梁段吊裝調(diào)位、試拼涂膠拼接臨時預(yù)應(yīng)力張拉懸拼永久預(yù)應(yīng)力張拉等步驟。架橋機對稱起吊梁段至橋面高度，通過吊具的三向調(diào)整功能調(diào)整梁段的縱、橫坡及空間位置，并與已拼梁段試拼。后退提升梁段一定高度，涂刷環(huán)氧粘結(jié)劑。環(huán)氧粘結(jié)劑功能及基本要求應(yīng)滿足施工要求及橋梁拼裝用粘結(jié)劑相關(guān)標(biāo)準。通常要求可施膠時間 30min，可粘結(jié)時間 60min。環(huán)氧粘結(jié)劑使用前按比例混

14、合各組份，并用專用攪拌槍拌制均勻 （無色差或色帶），拌槍轉(zhuǎn)速控制在400600 轉(zhuǎn)/min ，拌制時間一般控制在5min 以內(nèi)。環(huán)氧粘結(jié)劑涂刷總體原則是在膠體固化前，按照要求厚度（通常為 3mm），快速、均勻的涂抹?？蓡蚊婊螂p11面施膠。為防止粘結(jié)劑擠壓后進入預(yù)應(yīng)力管道，在預(yù)應(yīng)力管口貼高壓縮性的閉孔發(fā)泡聚乙烯 O形橡膠密封圈。在涂膠完成后，在其接縫相鄰兩個梁段頂部和內(nèi)腔室施工臨時預(yù)應(yīng)力，臨時預(yù)應(yīng)力大小應(yīng)保證接縫間平均壓力 0.3MPa，其作用在于使粘結(jié)劑在一定的壓力條件下和可粘結(jié)性時間內(nèi)固化。臨時預(yù)應(yīng)力設(shè)置形式可根據(jù)實現(xiàn)情況采用，集美大橋主橋臨時預(yù)應(yīng)力筋采用 ?36、 ?32 精軋螺紋鋼筋，在

15、箱梁頂板面采用鋼錨座、內(nèi)腔室底板面采用混凝土錨座錨固，在臨時預(yù)應(yīng)力施工完畢后，穿懸拼預(yù)應(yīng)力束，按規(guī)范要求施工預(yù)應(yīng)力。3. 邊跨施工本橋邊跨梁段除墩頂梁段外，僅一個合攏梁段。其墩頂梁段通過浮吊預(yù)先安裝到位，在相鄰T圖多邊跨梁段懸掛施工示懸臂拼裝完成后， 用架橋意圖機將合攏梁段吊掛于橋面，調(diào)整就位后與邊跨墩頂梁及 T 懸臂端臨時鎖定，施工濕接縫并張拉合攏。對于邊跨梁段數(shù)量較多的，采取先將梁段吊掛于架橋機主桁架上，然后通過臨時預(yù)應(yīng)力逐塊拼接形成大塊梁，最后施工大塊梁與墩頂梁及相鄰懸臂端的濕接縫，并張拉合攏預(yù)應(yīng)力合攏。124. 合攏施工主橋合攏采用預(yù)制合攏塊濕接縫結(jié)構(gòu)形式。既在兩相鄰懸臂 T 構(gòu)間設(shè)置

16、預(yù)制合攏梁段 ( 長 2.7m) ，通過旋轉(zhuǎn)合攏梁段的平面和豎向角度， 使兩相鄰懸臂 T 構(gòu)順接，然后在箱室內(nèi)、外安裝勁性骨架將兩懸臂端鎖定，澆注合攏梁與兩懸臂端間 1015cm 寬的濕接縫并養(yǎng)生，分批張拉體內(nèi)合攏預(yù)應(yīng)力完成合攏。勁性骨架設(shè)置和濕接縫效果分別見圖3-4-12 、3-4-13 。勁性勁 性圖 5-8勁性骨架設(shè)置效果圖圖5-9 合攏塊雙濕接縫效果圖六、施工監(jiān)控1. 臨時支墩臨控臨時支撐監(jiān)控主要有兩項任務(wù)：一是監(jiān)控臨時支撐13結(jié)構(gòu)受力，防止管樁實際受力超出設(shè)計允許值；二是沉降監(jiān)測，防止因管樁沉降過大，導(dǎo)致架橋機狀態(tài)不符合要求。特別是當(dāng)架橋機后支腿作用于懸臂端時，此時如果管樁沉降超出

17、T 懸臂允許撓度且調(diào)整不及時，將造成T 懸臂造成損壞甚至斷裂。鑒于臨時支撐處無詳細地質(zhì)資料以及其沉降對永久結(jié)構(gòu)帶來較大的影響，故重點監(jiān)測管樁沉降。臨時支墩管樁沉降觀測點設(shè)置于梁段頂部，以便直觀的控制 T 懸臂撓度。經(jīng)設(shè)計院驗算， T 懸臂端最大允許撓度 30mm，施工中按 15mm控制。一個臨時支墩實際沉降監(jiān)測成果見表 6-1 ：臨時支墩沉降觀測數(shù)據(jù)表表 6-1工況 1工況 2工況 3管沉降位移管沉降 位移管沉降位移樁量(mm)樁量(mm)樁量(mm)號(mm) XY號(mm) XY號(mm) X Y1#3873#67211#4-7 -32#4686#94-312#4-9 77#106310#

18、96-3注： 工況 1：前支腿支撐于臨時墩 1、2#管樁過程中最大受力工況；工況 2：架橋機縱移至最大懸臂時， 31410#管樁最大受力工況；工況 3：后支腿支撐于懸臂端過程中最大受力工況。2. 橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測主要包括： （1）監(jiān)測在不同的氣溫條件下和不同階段的梁段拼裝過程中，橋跨不利位置的應(yīng)力值，以驗證結(jié)構(gòu)安全性。特別是加強當(dāng)架橋機后支腿作用于 T 懸臂端時的應(yīng)力值監(jiān)測。 （2）監(jiān)測在橋跨體系轉(zhuǎn)換時橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力瞬間變化情況，以避免懸臂端因體系轉(zhuǎn)換而突然顫動使得結(jié)構(gòu)受力超出允許值。測試儀器采用智能數(shù)碼應(yīng)變計并配合補償計和巡檢儀等。圖 6-1 為第 1、2 個 T 構(gòu)合攏后應(yīng)力測試圖。圖 6-1第 1、2T 構(gòu)合攏后的應(yīng)力監(jiān)測圖153mm或線型控制測點布置圖圖 6-2 應(yīng)力測試對比圖3. 線型控制梁段拼裝控制測點采用預(yù)制相同測點， 其埋設(shè)見圖：數(shù)據(jù)采集時間通常為每天 7:00 以前和 17：00 以后