貝雷梁在客運專線 900 t架橋機架梁施工中的應用

黃志華

(中鐵九局集團有限公司,沈陽 110013)

1 工程概況

福廈客運專線木蘭溪特大橋 78-1～86號墩間為24m預制梁 +32m非標現澆梁 +80m鋼桁梁 +32m非標現澆梁 +128m系桿拱 +32 m現澆梁。如圖1所示。

根據施工標段劃分及施工組織,其 80m鋼桁梁、128m系桿拱及 3孔現澆梁及橋梁下部結構由重點標中鐵十七局實施,該橋其余的箱梁均由梁場集中預制,采用 JQ900型下導梁架橋機自大里程側向小里程側架設,Ⅱ標段由中鐵九局負責施工。

根據架橋機性能要求,在通過 128 m系桿拱及 80 m鋼桁梁時需要進行拆解降低高度,用運梁車馱運過鋼桁梁后再進行組拼起升。而由于在通過鋼桁梁后只有 1孔 32m跨現澆箱梁,此空間無法滿足 JQ900型下導梁架橋機的拼裝要求,正常情況下至少還需要增加1孔現澆箱梁才能滿足架橋機作業空間要求,即 78-1號墩 ～79-1號墩之間過鋼桁梁往小里程側的第 2孔24m箱梁應為現澆施工。

實際由于受場地作業限制及涉及到標段間施工作業組織等原因,預制變更現澆梁方案無法實施,為解決此問題,采取搭設貝雷梁代替現澆梁的方案解決架橋機作業空間的要求,此孔箱梁仍采用梁場預制架設的施工方案。

圖1 木蘭溪特大橋 78-1～86號墩間梁型布置示意

2 JQ900架橋機架梁作業方案

(1)架橋機降落,運梁車馱運架橋機通過鋼桁梁,到達貝雷梁上方(圖2)。

圖2 JQ 900架橋機架梁作業示意(1)

(2)利用運梁車液壓頂升系統等將架橋機在 32m梁及貝雷片梁上升起,架橋機前支腿支在貝雷梁上,中支腿、后支腿支在 32m梁上(圖3)。

圖3 JQ 900架橋機架梁作業示意(2)

(3)梁場提梁機裝下導梁,架橋機前后支腿支承,中支腿展開,運梁車馱運下導梁進入架橋機腹腔內,中支腿收攏承載,后支腿卸載,利用架橋機前縱移天車安裝下導梁臨時支架(圖4)。

圖4 JQ 900架橋機架梁作業示意(3)

(4)架梁機將導梁提起,運梁車退出,下導梁落放橋頭(圖5)。

圖5 JQ 900架橋機架梁作業示意(4)

(5)運架梁機臺車分別支承前、中支腿,馱運架梁機前移一段距離進入架梁工位。安裝前支腿底節,架橋機就位(圖6)。

圖6 JQ 900架橋機架梁作業示意(5)

(6)主梁由前支腿,中支腿支承,前后起重天車將下導梁吊起,采用橋下吊車配合,拆除貝雷梁。拆除貝雷梁后將下導梁擱置在臨時支墩及 32m梁上(圖7)。

圖7 JQ 900架橋機架梁作業示意(6)

(7)前后縱移天車將下導梁縱移到位,主梁由前支腿、后支腿支承,縱移天車將中支腿提升縱移安裝到需變跨的位置,進入架梁程序(圖8)。

圖8 JQ 900架橋機架梁作業示意(7)

3 貝雷梁搭設方案

從上到下依次為 10mm厚鋼板(運梁車走行通道),12 cm×12 cm方木(車輪處雙層),雙層貝雷片,每端 2I36a型鋼橫梁。貝雷梁之間除標準連接件外,采用-100×10角鋼將每組梁交叉聯結,并用[10型鋼橫向聯結。

由于架橋機作業過程 2中架橋機橋頂升支腿需要作用在貝雷梁上,橫向距離 7m,產生集中荷載,因此在距離 78-1號墩端 5m左右架橋機前支腿位置設 4根 I24橫向型鋼,作為集中荷載的橫向分配梁,且支腿作用處周圍再采用加強片進行橫向聯結加強,用于分散前支腿集中受力。

貝雷梁下部 2I36a型鋼間采用槽鋼與橋墩支承墊石聯結,且貝雷梁與工字鋼間采用 U形螺栓適當聯結,防止貝雷梁產生平面滑動。

貝雷梁搭設后,頂平面與相鄰的現澆混凝土梁有一定的水平高差,采用方木沿 2m鋼板范圍再加一層(運梁車車輪走向線)找平。貝雷梁搭設布置見圖9。

圖9 貝雷梁搭設布置(單位:cm)

吊車材料等進場利用重點標中鐵十七局進場便道,由于橋下為軟基,吊車站位采用鋪設碎石墊層及搭設枕木垛解決。

4 貝雷梁受力檢算

4.1 荷載(表1)

4.2 貝雷桁片技術參數

桁片幾何特性:

單排單層 W0=3570 cm3,I0=250 500 cm4

3排雙層 W=22 226.8 cm3,I=3222 883.2 cm4

雙排雙層 W=14817.9 cm3,I=2 148 588.8 cm4

桁片容許內力:

單層單排[M]=788.2 kN?m,[Q]=245.2 kN

3排雙層[M]=4653.2 kN?m,[Q]=698.9 kN

雙排雙層[M]=3 265.4 kN?m,[Q]=490.5 kN

弦桿特性:A=25.48 cm2,W=79.4 cm3,I=396.6 cm4,[σ]=273MPa,[τ]=208MPa

桁架鋼銷雙剪狀態的容許剪力[Q]=550 kN

弦桿螺栓的容許剪力[Q]=150 kN

表1 架橋機荷載

4.3 主要工況檢算

工況 1:運梁車馱運架橋機

根據架橋機、運梁車自重,運梁車輪載取檢算值為

1.1×(305+200)×9.8=5 444 kN

運梁車共有 17組車輪,軸距 2.3m,則每組輪壓為

5 444/17=320 kN

貝雷梁計算跨度按 23.4m計算,最不利位置為架橋機荷載全部進入貝雷梁,1組集中荷載作用于跨中截面彎矩影響線系數最大的部位(圖10)。

圖10 架橋機最不利位置貝雷梁受力圖(單位:m)

由此,運梁車馱運架橋機在貝雷梁跨中最大彎矩

按每組 1排的輪重主要由其下方中間的 3排貝雷片承擔考慮,則其

因此 3排貝雷梁(6片 3排雙層)可滿足要求,其余部分根據作業空間要求及對整體結構加強考慮進行布置。

工況 2:架橋機前支腿支撐于貝雷梁上,運梁車馱運下導梁

根據下導梁、運梁車自重,運梁車輪載取檢算值為1.1×(132+200)×9.8=3 579 kN

運梁車每組輪壓為 3 579/17=211 kN

架橋機前支腿取檢算值為 1.1×305×9.8/2=1 495 kN

按架橋機前支腿距貝雷梁端支點 3 m考慮,需要共同受力的貝雷梁數為 2464/[Q]=2 464/245.2=10片,根據貝雷梁布置方式實際貝雷架為 18排,中間車輪下及支腿下每側能保證各有 5排共同受力,滿足要求。其最大彎矩小于工況 1的最大彎矩,滿足要求(如圖11～圖13所示)。

圖11 貝雷梁最不利荷載組合(單位:m)

圖12 貝雷梁剪力圖(單位:m)

圖13 貝雷梁彎矩圖(單位:m)

5 結語

木蘭溪特大橋采用搭設貝雷支架,解決了架橋機過鋼桁梁后組裝作業空間問題,經實踐證明方案安全可行,在施工中得到了順利實施,該方案對于客運專線900 t架橋機架梁方法進行了拓展,可為架橋機過隧道等類似特殊條件下的客運專線箱梁架設施工提供有益的參考。

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[2] 李國豪.中國橋梁工程[M].北京:高等教育出版社,1998.

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