山區高墩小半徑曲線橋梁板安裝方案設計

摘要：西古庵橋位于小半徑曲線上，且橫坡較大，梁板安裝施工技術與安全控制難度大。本文分析了西古庵橋梁板安裝的工期要求和安全施工要求，根據經濟高效的原則提出了利用水穩層調平橫坡，再用專門改進的架橋機進行梁板安裝的方案；有效的解決了施工中的問題，取得了很好的效果。

關鍵詞：西古庵橋高墩小半徑30米T梁施工方案設計

1、工程概況

西古庵橋橋梁上部結構為30m簡支后張預應力砼T梁，共有30mT梁6跨30片，橋梁橫斷面上梁板數量為5片。梁板設計標準長度為30m，預制梁高為2m，梁板混凝土標號為C50，單片梁最大混凝土方量為27.68m3，單片最大吊裝重量為69.2T 。橋梁平面位于R=146.182m右偏的圓曲線和Ls=70m緩和曲線上；圓曲線范圍橋面加寬1.5m，超高8%；緩和曲線段橋面加寬值漸變，6號臺超高7.049%；立面位于R=3500m豎曲線和直線段上；本橋0、3、6號墩臺上設置GJZF4:400×450×87mm的四氟滑板支座，其余墩上設置GJZ:400×450×85mm板式橡膠支座；在0、3、6號墩臺位置橋面各設置一道120型伸縮縫。一般小半徑橋梁板的安裝施工難度大、施工成本高、施工周期較長、不安全因素多，而西古庵橋梁板安裝不僅其施工技術與安全控制難度大，而且關系到整個建設項目能否按時完工。

2、施工技術方案的確定

2．1方案的提出：針對橋梁半徑小且又是高墩的特點，提出四種使用架橋機安裝的方案：

方案一：從預制場開始用炮拖運梁至橋上，直接安裝。

方案二：從預制場開始鋪設鋼軌至橋上進行運梁，然后用普通架橋機安裝。

方案三：從預制場開始用炮拖運梁至橋頭，在橋頭設立龍門架用于喂梁至橋面軌道，用普通架橋機安裝梁板。

方案四：從預制場開始用炮拖運梁至橋頭，橋面運輸時先把濕接縫鋼筋焊接好用鋼板鋪設，再在橋上鋪設調平水穩層。梁板運至后用專門改裝的架橋機安裝。

2．2方案的分析

2．2.1技術可行性分析

方案一：此橋半徑小、橫坡大、立柱高技術上通不過。

方案二：力學設計上是可行的，但用鋼軌鋪設需要大量的鋼軌，需從外地租借。普通架橋機難以應付小半徑。

方案三：普通架橋機難以應付小半徑橋梁架設。

方案四：力學與強度設計上都是可行的，而且經過專家教授的認可。

2．2.2 經濟合理性分析

方案一：費用是比較低。

方案二：從外地租借鋼軌費用較高，鋼軌后期維護費用高。

方案三：橋面軌道鋪設及重新在橋頭搭設個龍門架費用相當大。

方案四：費用相對來說比較合理。

2．2.3 施工安全性及施工工期分析

方案一：相當不安全，工期不確定因素多。

方案二：梁板運輸比較安全，但整公里鋪設鋼軌對附近居民存安全隱患存，需考慮外地租借鋼軌及長距離鋪設軌道，工期不確定因素多。

方案三：比較安全，需考慮重新架設龍門架的時間，工期不確定因素多。

方案四：比較安全，方案實施便捷，能滿足工期要求。

2．3確定最佳方案

通過論證分析，為了滿足小半徑高墩彎橋架設，項目部決定對普通架橋機進行改進創新；為保證橫坡過大的橋面梁板安全運輸，在保證安全且經濟適用的前提下舍棄過去一般采用的鋪設軌道運輸，采用比較方便經濟的橋面水穩層調平后進行橋面運輸。因此方案四（從預制場開始用炮拖運梁至橋頭，橋面運輸時先把濕接縫鋼筋焊接好用鋼板鋪設，再在橋上鋪設調平水穩層。梁板運至后用專門改裝的架橋機安裝。）為最佳施工方案。

3、施工技術難點分析及制定對策

3．1需要解決的技術難點問題

根據選定的方案，對于實施流程進行了綜合分析，采用評價對比的方法，預測分析方案實施中可能遇到的如下4個方面的問題：

3．2制定對策

對策表

3．3對策實施

實施一： 避免因橫坡過大在其上澆筑水穩層 確保運梁車安全

①在橋面運輸T梁過程中為克服橫坡較大，每跨在橋面較低一側上鋪設水穩層（B=3.5M、L>30M、H=10~30cm水泥混凝土穩層）進行調平，控制橫坡在2.0%以內。

②該軌道路徑由空車試運行后設定，在軌道兩側用加高的擋板對炮拖輪胎的行走軌跡進行限制和引導。在前方再采用卷揚機進行牽引，引導炮車輪在固定的運行軌道內行駛。

實施二：計算出準確的理論數據 用軟件模擬喂梁、送梁確保安全

①進行軟件模擬所需的各種參數

設計參數：橋梁平面位于R=146.182m右偏的圓曲線和Ls=70m緩和曲線上。

架橋機：全長56米，導梁內側寬度為5米。

運梁車：寬度2.4米，高度1.5米。

梁板：長度30米，高度2米，寬度1.44米。

②根據軟件模擬試驗得出在架橋機進行第二跨架設作業時，最不利工況是邊梁安裝。在保證架橋機架梁角度的情況下，經過軟件模擬，導梁在最小喂梁長度不小于3米且最大喂梁不大于9米時才能喂梁成功。

③由模擬試驗可以得出架橋機在第三跨作業時是整個橋梁架設作業的最不利工況，喂梁區導梁長度在不小于3米且不大于4.75米時才能順利地完成喂梁作業。當超出這個范圍時，喂梁時梁體將于后導梁相撞，喂梁作業將無法完成。

實施三: 確保在通過鉸縫時運梁車的安全

①鋼筋接頭采用搭接電弧焊時，兩鋼筋搭接端部應預先折向一側，使兩接合鋼筋軸線一致。接頭雙面焊縫的長度不應小于7cm，單面焊縫的長度不應小于14cm.現場濕接縫寬度為54cm，等鋼筋焊接完畢現場監理查收之后再在其上鋪設鋼板(L:B:H=4:0.8:0.01)及水穩層。

②T梁橋面板驗算報告

圖3圖4

車輪作用在T梁接縫正中央部位為最不利情況，車輪軸載按400kN計算，車輪著地尺寸取0.6m×0.2m，根據橋規4.1.4條，車輪荷載在T梁翼緣根部分布長度為：

a=a1+2c=0.2+2×0.6=1.4m

車輛荷載在T梁翼緣根部的彎矩為：MQ=400×0.9=360kN-m

由于恒載較小，可以忽略，荷載組合僅考慮活載：γ0 γQ MQ=1.0×1.4×360=504 kN-m

T梁翼緣根部1m范圍內的受到的彎矩為：504/1.4=360 kN-m/m

根部截面1m范圍內寬1m，高0.25m，按純彎構件雙筋計算，需配橋面板鋼筋為7.70cm2，而梁體實際橋面板鋼筋為10根φ14鋼筋，面積為10×1.54=15.4 cm2，滿足承載要求。

實施四：改進架橋機性能 使其能滿足架橋要求

①由于半徑比較小，普通架橋機扭轉角度過小無法滿足架設作業，因此對架橋機底盤最大扭轉角度進行了改進，使其滿足架橋要求。

②架橋機的改進在施工中帶來了質的變化，保證了能滿足小半徑彎橋安裝時的架橋機整體扭轉相應角度的需要，進一步加強了架橋機架梁時的安全。

4、結語

本文通過分析西古庵橋施工的具體情況，提出利用水穩層調平橫坡，再用專門改進的架橋機進行梁板安裝的方案經濟高效的解決了工程進展過程中遇到的各種困難，受到業主、監理的高度贊揚；為小半徑橋梁板安裝開啟了新思路，為小半徑橋梁板安裝提供了寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]交通部第一公路工程公司．公路施工手冊橋涵（下冊）[M]．北京：人民交通出版社，2000

[2]桂業昆，邱式中．橋梁施工專項技術手冊[M]．北京：人民交通出版社，2004．11