縱坡、斜交條件下公路架橋設(shè)備改造與使用

摘要：在高速公路橋梁施工中，由于橋位、線性的因素，會(huì)把橋梁設(shè)計(jì)成縱坡、斜交橋.本文結(jié)合津漢高速公路一期六標(biāo)段縱坡、斜交橋梁架設(shè)施工實(shí)踐，通過(guò)對(duì)原有架橋設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中改造，改善公路斜交橋架設(shè)技術(shù)和設(shè)備采用半人工、半機(jī)械化的落后狀況，使縱坡、斜交橋架設(shè)施工完全機(jī)械化提高架梁效率和施工安全性，對(duì)今后斜交橋梁架設(shè)施工工程起到借鑒作用.

關(guān)鍵詞：縱坡；斜交；公路架橋；設(shè)備改造；使用

架設(shè)橋梁時(shí)由于受架橋機(jī)功能限制采用墩頂橫移梁片方法來(lái)完成，即預(yù)先在橋臺(tái)或橋墩上鋪設(shè)橫向滑道，架橋機(jī)在橋梁中線區(qū)域落下梁片，然后將梁片兩端沿前后橫向滑道同時(shí)推移到位，稱為墩頂平移法.這種方法比較落后，采用半人工、半機(jī)械作業(yè)，架梁效率低，安全性較差.本文結(jié)合津漢高速公路一期六標(biāo)段縱坡、斜交橋梁架設(shè)工程，通過(guò)在原有架橋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，能夠克服上述斜交橋架設(shè)技術(shù)的落后狀況，使公路斜交橋架設(shè)施工完全機(jī)械化，同時(shí)加大縱坡條件下關(guān)鍵工序的嚴(yán)格控制提高架梁效率和施工安全性.

1 工程概況

1.1 工程概況

津漢高速公路一期工程第六標(biāo)段，路線全長(zhǎng)7.269km，其中橋梁總長(zhǎng)度1545m，分為薊運(yùn)河特大橋和漢北路大橋兩段，架梁任務(wù)左右雙幅，共計(jì)450片，其中30米箱梁27跨，每跨10片，共270片，40m箱梁18跨，每跨10片，共180片，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)支.

1.2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

斜交架設(shè)，斜交最大角度為35度，架設(shè)施工難度加大；坡度大，架設(shè)坡度最大為縱坡3.5%，一孔高差最高達(dá)到1.4m，對(duì)架橋設(shè)備的水平度的控制提出較高的要求；水上架設(shè)，高空作業(yè)，薊運(yùn)河特大橋段屬于水上架設(shè)，高空作業(yè)，作業(yè)危險(xiǎn)性較大.

2 原有設(shè)備選定

2.1 設(shè)備條件

2.1.1 額定起重量

由于跨徑及梁位不同，每種型式梁體重量不同如表1所示.

由上表所示選擇架橋機(jī)額定起重量不得小于164噸.

2.1.2 跨度

施工過(guò)程中存在30m和40m兩種不同跨徑的梁體，架橋機(jī)在使用過(guò)程要滿足兩種跨度交替變換要求.

2.1.3 坡度

設(shè)計(jì)梁片架設(shè)橫向坡度為2%，縱向最大坡度為3.5%.

2.1.4 斜交角度

薊運(yùn)河特大橋架設(shè)斜交角度為35°，漢北路大橋架設(shè)斜交角度為10°.

2.1.5 梁體外形尺寸

2.2 設(shè)備選定

根據(jù)設(shè)備選擇所滿足條件加之自有設(shè)備基礎(chǔ)條件，選擇DJ200t/50m單導(dǎo)梁步履式公路架橋機(jī)作為公路斜交橋架設(shè)設(shè)備.DJ200t/50m單導(dǎo)梁步履式公路架橋機(jī)由機(jī)臂、曲梁及橫移機(jī)構(gòu)、0#-3#柱、吊梁小車、橫移軌道、液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等組成，如圖1所示.

3 設(shè)備改造

DJ200t/50m單導(dǎo)梁步履式公路架橋機(jī)能夠抬吊著混凝土預(yù)制梁片整機(jī)同步斜向行走，最終將梁片運(yùn)送到設(shè)計(jì)位置并準(zhǔn)確落梁就位.從現(xiàn)場(chǎng)施工條件、安全以及靈活性能等因素出發(fā)需要進(jìn)行設(shè)備改造，包括斜交角度定位、柱體加寬以及橫移油缸加長(zhǎng)等.

3.1 設(shè)備改造因素

3.1.1 現(xiàn)場(chǎng)施工條件

DJ200t/50m單導(dǎo)梁步履式公路架橋機(jī)在之前應(yīng)用過(guò)程中為架設(shè)正交橋梁，而此處橋梁的斜交角度分別為35°和10°，因此需要做好架橋機(jī)的角度調(diào)整.

3.1.2 適用性

由于進(jìn)行架橋機(jī)角度調(diào)整，架橋機(jī)通行區(qū)域有原來(lái)矩形變?yōu)槠叫兴倪呅危鐖D2所示，根據(jù)平行四邊形原理，二號(hào)柱體實(shí)際通過(guò)寬度變小，梁片無(wú)法通過(guò)，因此需要增加柱體橫梁寬度.由于縱坡引起前后墩臺(tái)產(chǎn)生高差，一號(hào)柱需要增加柱體高度.

3.1.3 安全性

邊梁架設(shè)需要進(jìn)行二次落梁，先把邊梁落到中梁位置，借助架橋機(jī)上部橫移油缸推移使大臂移動(dòng)，再次起吊時(shí)梁體位于架橋機(jī)邊側(cè)，橫移到位后架橋機(jī)行走輪不會(huì)走出梁片，承載力分散在梁片上保證設(shè)備安全使用，柱體橫梁加寬導(dǎo)致油缸有效橫移長(zhǎng)度無(wú)法滿足邊梁安全架設(shè)，需要對(duì)橫移油缸進(jìn)行改造.

3.2 設(shè)備改造

3.2.1 柱體加寬

根據(jù)架橋機(jī)最大架設(shè)斜交角度，結(jié)合本次35°斜交施工需要，計(jì)算加工制造2m規(guī)格柱體橫梁加寬節(jié)，拼裝完成后實(shí)際通行寬度滿足要求，如圖3所示.

計(jì)算過(guò)程：要使梁片安全通過(guò)二號(hào)柱，須保證其橫向?qū)挾炔恍∮?m，正交架設(shè)時(shí)為4.2m，縱向?qū)挾葹?.5m，由斜交角度35°可得橫向?qū)挾葴p小2.2*cos35°=2m.

3.2.2 柱體加長(zhǎng)

根據(jù)架橋機(jī)最大縱坡3.5%施工需要，對(duì)一號(hào)柱安裝1.4m和0.8m兩節(jié)加長(zhǎng)節(jié)保證施工工況引起設(shè)備高度調(diào)整如圖3所示.計(jì)算過(guò)程：對(duì)于平坡架設(shè)，一號(hào)柱體高于二號(hào)柱體25cm，對(duì)于40m預(yù)制梁縱向3.5%下坡，前后高差為40*3.5%=1.4m，在滿足架橋機(jī)一二號(hào)柱前后高度差不變情況下，由于梁體的高度變化一二號(hào)柱體需整體增高，增加高度為50cm，因此一號(hào)柱加長(zhǎng)節(jié)長(zhǎng)度不得小于1.4+0.5=1.9m.

3.2.3 橫移油缸加長(zhǎng)

根據(jù)架橋機(jī)二號(hào)柱尺寸變化可得油缸加長(zhǎng)長(zhǎng)度為加寬節(jié)長(zhǎng)度1/2，加寬節(jié)長(zhǎng)度為2m，對(duì)油缸采用內(nèi)螺紋連接加長(zhǎng)1m，使邊梁架設(shè)能夠橫移到位，在保證安全條件下增加工作效率.

3.2.4 斜交角度調(diào)整和定位

為了滿足斜交橋梁架設(shè)施工，以薊運(yùn)河特大橋35°斜交為例對(duì)架橋機(jī)角度調(diào)整進(jìn)行介紹.架橋機(jī)角度調(diào)整完成后一二號(hào)軌道及柱體橫梁與斜交橋墩帽梁平行布置，主梁及附屬結(jié)構(gòu)如曲梁、行車及零號(hào)和三號(hào)柱體等與墩帽梁呈35°夾角.

軌道擺設(shè)，軌道擺設(shè)是角度調(diào)整基礎(chǔ)，由測(cè)量人員進(jìn)行測(cè)量放線，標(biāo)記號(hào)軌道擺設(shè)位置，將軌道擺設(shè)完成后不得隨意變動(dòng)；柱體橫梁定位，將二號(hào)柱按照夾角35°、前后下橫梁與軌道平行的平行四邊形擺設(shè)定位，一二號(hào)柱體上橫梁調(diào)整與大臂的夾角位置并用銷鎖進(jìn)行定位；柱體和大臂安裝，柱體和橫梁以法蘭盤形式連接，根據(jù)調(diào)整好角度位置進(jìn)行安裝固定，上橫梁與大臂一體安裝，安裝前要對(duì)柱體進(jìn)行纜風(fēng)繩牢固.

4 設(shè)備使用過(guò)程控制

設(shè)備選定和改造完成后，在施工過(guò)程中為保證施工安全性和斜交梁片架設(shè)質(zhì)量要求，使施工順利進(jìn)行，與傳統(tǒng)正交橋梁架設(shè)相比，要重點(diǎn)對(duì)架橋機(jī)橫移軌道平行角度、邊梁架設(shè)以及縱坡架橋機(jī)前沖過(guò)孔工序進(jìn)行嚴(yán)格控制.

4.1 橫移軌道平行角度控制

橫移軌道平行角度控制主要體現(xiàn)在架橋機(jī)前沖過(guò)孔工序中，每跨梁體全部架設(shè)完畢后，架橋機(jī)以大臂前沖及各柱體前行過(guò)孔方式完成就位，進(jìn)入下一跨梁體架設(shè).每次柱體前行，一二號(hào)柱體攜帶的橫移軌道都會(huì)發(fā)生不同程度小錯(cuò)位，若不進(jìn)行調(diào)整，軌道和墩帽梁不平行，施工過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)大臂犯卡現(xiàn)象，不僅對(duì)設(shè)備造成損害，而且影響施工的順利進(jìn)行.

橫移軌道平行角度控制主要通過(guò)施工測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn).一號(hào)柱為單軌道，擺放空間較小，容易控制，施工中可以通過(guò)預(yù)先找出幾個(gè)定位點(diǎn)來(lái)進(jìn)行調(diào)整.二號(hào)柱為雙軌道，距離帽梁距離較遠(yuǎn)，施工中主要通過(guò)測(cè)量在前軌道上確定4個(gè)點(diǎn)，調(diào)整與帽梁平行，前后軌道間相對(duì)距離為固定值，后軌道擺設(shè)位置根據(jù)前軌道位置改變.

4.2 邊梁架設(shè)控制

邊梁控制在傳統(tǒng)正交橋架設(shè)中要求就比較嚴(yán)格，為使梁體架設(shè)到位，架橋機(jī)就必須行走到梁面最邊緣，加大施工危險(xiǎn)性.斜交橋架設(shè)相比之下由于柱體加寬和承載重量上橫梁角度傾斜，設(shè)備穩(wěn)定性減弱，給邊梁架設(shè)造成更大難度.

在邊梁架設(shè)中除采取常規(guī)的人員監(jiān)護(hù)措施外，還對(duì)梁面二號(hào)柱軌道下方鋪設(shè)鋼板分散承載力，對(duì)于超出梁面部分軌道下方設(shè)置鋼管結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載，通過(guò)這些措施的運(yùn)用大大增強(qiáng)了施工的安全性.

4.3 前沖過(guò)孔工序控制

薊運(yùn)河特大橋最大為縱坡3.5%，一孔高差達(dá)到1.4m.在架橋機(jī)過(guò)孔工序中必須嚴(yán)格控制架橋機(jī)前后高度，防止發(fā)生前后傾翻，主要是通過(guò)一、二號(hào)柱體的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就要求在每次調(diào)節(jié)過(guò)程中進(jìn)行架橋機(jī)高度測(cè)量，最終實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)正常架梁狀態(tài).

5 安全技術(shù)控制措施

明確施工過(guò)程各工序崗位職責(zé)，做到危險(xiǎn)點(diǎn)專人監(jiān)護(hù)；重視測(cè)量工作，保證設(shè)備處于正常施工狀態(tài)，由于縱坡較大，每次過(guò)孔過(guò)程中及架梁前都有專人對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行水平度測(cè)量；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，使設(shè)備處于良好狀態(tài)，保證設(shè)備使用安全；高處水上作業(yè)加強(qiáng)人員臨邊防護(hù)，配備救生衣、救生圈、安全帶等物品；根據(jù)天氣的變化做好設(shè)備的防風(fēng)、防雷擊措施.

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)設(shè)備合理選定和結(jié)構(gòu)改造，在設(shè)備使用過(guò)程中嚴(yán)格控制，順利完成薊運(yùn)河特大橋3.5%縱坡、35°斜交梁架設(shè)，為廣大施工人員提供一定參考.

參考文獻(xiàn)

[1]蘇春霞，黃耀怡.GDF160t/50m雙梁式公路架橋機(jī)架設(shè)斜交橋的機(jī)構(gòu)與技術(shù)，建筑機(jī)械.2010(05)，109-111

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[3]DJ200t/50m單導(dǎo)梁步履式公路架橋機(jī)使用說(shuō)明書(shū)