預制橋梁墩梁一體化架設技術

1、預制橋梁墩梁一體化架設技術摘要：在丘陵山區(qū)、海地灘涂、山林農(nóng)田覆蓋地帶，可作業(yè)面積小，施工便道 修建成本較高，若橋梁上、下部結(jié)構(gòu)分開獨立拼裝，設備要求不高、拼裝精度誤 差大。依托于寧波舟山港主通道1標項目，6座陸域橋梁采用墩梁一體化架設技 術。預制立柱的高度4-21m不等，架橋機前支腿需滿足地形起伏、高度可調(diào)。為 了快速拼裝和高精度定位，一體化架橋機設計了多功能吊具。關鍵詞：墩梁一體化架橋機；前支腿；多功能吊具預制拼裝施工技術，因施工快速、占地空間小等優(yōu)點，近年來在城市橋梁和 跨江跨海大橋中被廣泛運用。早在1979年，美國北卡羅來納州國家風景園內(nèi)建 造的Lin Cove橋采用了全預制拼裝施工方

2、法，極大的保護了原始森林環(huán)境1。波 多黎各圣胡安繁忙市區(qū)交通量達100000，為了緩解交通壓力需修建四座長度 213.36m274.32m的城市立交，業(yè)主給出了每座橋梁72h限時，橋梁也采用了全 預制拼裝的施工方法，每座橋梁架設時間為24h，極大的縮短了施工工期，減少 了對城市主干道交通的干擾2。國內(nèi)的上海長江大橋、港珠澳大橋、上海嘉閔高 架橋等工程都采用預制拼裝架設橋梁，極大的縮短了施工工期、緩解交通壓力， 提高施工安全，降低對周邊環(huán)境的影響。國內(nèi)外預制拼裝橋梁的設備大多采用架橋機的結(jié)構(gòu)形式，其用于上部結(jié)構(gòu)的 預制拼裝已相當成熟，下部結(jié)構(gòu)預制拼裝在國內(nèi)外也有不少的研究和應用。全預 制拼裝的特

3、點是上部結(jié)構(gòu)的梁體、下部結(jié)構(gòu)的墩柱和蓋梁等已均能實現(xiàn)預制拼裝， 但上部與下部結(jié)構(gòu)的拼裝施工是相對分開獨立進行的。這種施工方法對設備的要 求不是很嚴格，在運輸和吊裝條件相對較好的地勢平坦地區(qū)具有一定的優(yōu)勢，但 是該施工方法并不適合丘陵山區(qū)、海灘河灘等橋下施工條件不利的地區(qū)。1工程概況寧波舟山港主通道（魚山石化疏港公路）公路工程DSSG01標主線起點樁號 為K2+310，終點樁號為K13+000，里程長度約為9.999km，包括6座陸域橋梁、1 座互通、3座海域橋梁、15道涵洞、2座隧道。該項目施工陸域段為低山丘陵區(qū) 和海積平原、軟土層較厚、山林農(nóng)田覆蓋環(huán)境、施工作業(yè)面積較小，使用大型設 備拼裝空

4、間有限，施工便道修建成本較高，若橋梁上、下部結(jié)構(gòu)分開獨立拼裝， 對設備要求不高，拼裝精度誤差大。因此，該項目采用全預制墩梁一體化架設技 術，橋梁基礎為樁基接系梁，預制墩柱與系梁、蓋梁之間采用半灌漿套筒的連接 方式。1.1架橋機設計如圖1所示，一體化架橋機主要由主桁架、前支腿、前承重支腿、后承重支 腿、前后輔助支腿、前后天車、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等構(gòu)件組成。整機具備自行 過孔功能，同時滿足尾部喂梁的施工需要，能夠適應平曲線半徑不小于1500m的 橋梁施工要求。架橋機可兼容25m40m跨的橋梁施工，可滿足不同橋型（直橋、 斜交橋、曲線橋）、梁型（T梁、工梁、箱梁）的安裝，稍作調(diào)整便可一機多用。圖1一

5、體化架橋機整體示意圖Fig. 1 Schematic diagram of integrated bridge erector.全預制橋梁墩梁一體化架設是指立柱、蓋梁和T梁三種預制構(gòu)件采用同一臺 架橋機進行架設安裝。一體化架橋機吊裝的構(gòu)件主要參數(shù)如下表1。表1一體化架橋機吊裝的構(gòu)件主要參數(shù)Table l.Main components parameters of integrated bridge crane hoisting1.2前支腿結(jié)構(gòu)及站位為了滿足立柱和蓋梁安裝的重量和高度，一體化架橋機的前支腿是關鍵構(gòu)件。 前支腿具有多級伸縮功能，支腿下方設有頂升油缸，頂升油缸外側(cè)設有內(nèi)伸縮套， 內(nèi)伸

6、縮套外側(cè)設有外伸縮套，在頂升油缸的驅(qū)動下，讓支腿伸縮以適應不同高度 的橋梁架設。架設T梁時，拆除前支腿與系梁錨固，電動葫蘆吊住前支腿兩側(cè)吊耳，實現(xiàn) 前支腿的向上伸縮。架設立柱、蓋梁時，前支腿固定鉸接于主桁架的前端，前支 腿下部通過挑梁站在承臺一端，挑梁后部設有精軋螺紋鋼與系梁預埋鋼筋相連， 使挑梁拉在承臺上面。架橋機過孔時，前支腿通過銷軸將內(nèi)外伸縮套高度進行調(diào)整，滿足架設高度 同時控制整個桁架平衡及支撐承載，前支腿高度稍高于其它支腿高度，防止架橋 機架設時往前傾，保持整個架橋機的穩(wěn)定。1.3提梁站設計為了減少運輸便道對橋位處周邊環(huán)境和交通的影響，利用已架設好的梁體建 設提梁站，采用提梁站轉(zhuǎn)運的

7、梁上運梁方式，即在施工段起始點設置提梁站將預 制構(gòu)件從橋下運梁車起吊，轉(zhuǎn)至橋面上運梁車。為了減少提梁站轉(zhuǎn)運不同構(gòu)件時更換不同吊具的工序，研制了一種提梁站內(nèi) 預制構(gòu)件吊裝的一體式吊具。該吊具能吊裝立柱、蓋梁、T梁，吊具為桁架式梁 結(jié)構(gòu)，包括2根上弦桿和2根下弦桿，弦桿之間通過斜桿和橫桿相連，每根上弦 桿兩端各設4個朝上吊耳，用于與龍門吊相連。每根下弦桿設有6個朝下吊耳、 2個開孔吊點及最外側(cè)4個凹型槽，用于起吊預制構(gòu)件。2 一體化架橋機架設原理2.1立柱安裝運梁車運至架橋機喂梁，前天車吊具固定立柱頂部預埋件，后天車兜底式吊 具用銷軸固定立柱尾部，兩天車抬吊立柱，水平縱向姿態(tài)前行至前跨后，兩天車

8、同時下放立柱，后天車靠近前天車緩慢下放立柱，使立柱呈74時后天車將立柱 放于地面，直至前天車將立柱垂直后，卸除后天車吊具，在立柱尾部中心軸線位 置附近安裝牛腿。前天車將立柱底預埋套筒對準系梁預埋鋼筋，立柱下方的系梁底面鋪滿坐漿 料后，前天車吊鉤卸載使中心鋼板逐漸受力。通過限位裝置進行立柱平面位置的 調(diào)整，使得立柱中心與系梁中心線對齊。全站儀在立柱兩個方向觀測立柱頂端軸 線，若有偏位，微調(diào)千斤頂。立柱頂偏位滿足要求后，鎖緊所有千斤頂。等強后，立柱套筒灌漿。安裝好一側(cè)立柱后，再安裝另一側(cè)立柱，立柱精調(diào) 前，通過斜對稱在立柱內(nèi)側(cè)最外兩主筋交叉安裝鋼管，定位控制兩立柱的間距， 以保證蓋梁的順利安裝。2

9、.2蓋梁安裝首先拆除立柱定位架，割除立柱頂部吊點，立柱頂部設置兩塊調(diào)節(jié)墊塊，調(diào) 整立柱頂高程，兩個墊塊高度要保持在同一水平面上。蓋梁運至橋面上的運梁車，運梁車運至架橋機喂梁，前天車蓋梁吊點通過連 接器與蓋梁的精鋼連接，前天車起吊蓋梁，縱向姿態(tài)前行至前跨，水平旋轉(zhuǎn)吊具 90度，使蓋梁呈橫向姿態(tài)，下放蓋梁安裝操作平臺，操作平臺呈U型結(jié)構(gòu)，整個 操作平臺懸掛于蓋梁上。前天車抬升蓋梁，使其橫向姿態(tài)往前墩前行。操作平臺 可起臨時與立柱定位的作用，操作平臺先進去立柱面，然后立柱預埋鋼筋與蓋梁 預埋套筒進行精確對位。立柱頂面鋪滿砂漿墊層，表面抹平，止?jié){塞略高于砂漿， 蓋梁下放直至立柱四面都有漿料溢出。坐漿完

10、后，拆除前天車吊具與蓋梁的錨固 點，將壓漿機及護欄吊裝至蓋梁頂部，等強后灌漿。2.3架橋機過孔安裝完蓋梁，將前、后天車往后移至后輔助支腿后上方。頂升前、后輔助支 腿，將后承重橫梁用吊桿吊住和橫移輪組鎖死，抬升后承重支腿前移前輔助后方。后承重支腿用木墊在橋面上放置水平，拆除吊桿及解除橫移輪組限制。前、 后輔助支腿下降，使其不受力。前承重支腿橫梁用吊桿吊住和橫移輪組鎖死，向 前墩移動至蓋梁或橋臺上，錨固時用手動葫蘆將支腿與蓋梁或其它固定物拉好， 調(diào)整前承重支腿的高度，將銷軸固定前承重支腿，使油缸不受力。拆除前承重支 腿吊桿和解除橫移輪組限制。將前、后天車移至前輔助支腿前面，前支腿向上抬升，前、后輔

11、助支腿抬升 離開橋面，整個主桁架往前移。前輔助支腿移至T梁端頭，后輔助支腿靠近后承 重支腿，下放前后輔助支腿并用枕木支墊。后承重支腿抬升移至前輔助支腿后方，后承重支腿的吊桿拆除及解除橫移輪 組限制，前、后天車往前移，后天車吊具將后承重支腿橫梁拉好，橫梁左右移動。 前、后輔助支腿往上抬一點，讓后承重支腿受力，錨固好后架設T梁。2.4安裝T梁架設T梁前，先用全站儀和棱鏡測量支座墊石中心的高程，與設計高程相比 較，確定臨時支座的高度，放樣出支座墊石軸線，用墨線彈出軸線，中心用紅色 標記。拆除前支腿與系梁精軋螺紋鋼的錨固，電動葫蘆吊住前支腿兩側(cè)吊耳，實 現(xiàn)前支腿的向上伸縮。T梁放置橋面運梁車上，用支撐

12、架支撐T梁及用手動葫蘆 將T梁與運梁車拉住，邊梁在梁端在加木支撐。運梁車運至架橋機喂梁，前、后 天吊具用鋼絲繩將T梁兩端抬吊。先安裝邊梁再安裝中間梁，兩天車橫移T梁至 橋邊最外側(cè)上空，落梁時將T梁腹板底部主筋對準墊石中心。3結(jié)論與討論通過工程實踐及應用，研究了墩梁一體化架橋機及立柱、蓋梁、T梁一體機 架設技術，實現(xiàn)最大限度減少臨時征地，減小對周邊自然環(huán)境和交通等的不利影 響、降低施工風險，高效、高質(zhì)量地進行高架橋施工。在丘陵山區(qū)、海灘河灘等 橋下施工條件不利的地區(qū)，有著極大的優(yōu)勢。一體化架設技術應用揭示了橋梁施 工工藝的新機制，拓寬了橋梁架設工藝研究的思路，對更好地橋梁架設施工方法 有著重要的影響作用。參考文獻：Chen S T，Sun Z X， Ping