大角度小箱梁安裝技術關鍵問題分析與對策

□文 /盧向君

大角度小箱梁安裝技術關鍵問題分析與對策

□文 /盧向君

橋梁平面角度給預制小箱梁的安裝施工帶來一定的施工難度和安全隱患，大角度小箱梁的安裝更使施工難度和安全隱患達到最高，對施工工藝的選擇與確定提出了更高的要求。文章對大角度小箱梁安裝技術的關鍵問題進行了詳細的分析并提出相應的對策，便于控制此類梁體安裝的技術與安全風險。

大角度；小箱梁；安裝；風險

1 工程概況

1工程概述

津寧三標永金引河特大橋位于東麗區歡坨以北，金鐘河與永金引河交匯口以西，橋梁設計范圍樁號K8+339.67～K9+388.13，橋梁面積 35 448.4 m2。

該橋梁跨越永金引河，橋梁第24#～32#墩位與河道以135°斜交且平面按曲線半徑900 m布置，主體采用跨徑為36.5 m先簡支后結構連續預應力混凝土小箱梁。橫橋向單幅標準寬度17 m共布置5片預制梁，該部分共計有小箱梁80片，最大梁體質量170 t。

2 安裝過程中關鍵問題分析與對策

2.1 地面運輸安全

2.1.1 分析

梁高2.2 m，運輸車高1.2 m，運輸過程容易出現傾覆現象，如何確保地面運輸安全，是安全防范重點之一。

2.1.2 對策

1）修筑施工輔路時要確保地基承載力，底部如有軟土應清除干凈，整體采用1 m厚優質拆房土修筑，表面用碎石灌縫并找平，為防止梁體運輸過程傾斜，輔路橫向坡度保證水平，鑒于運梁車的爬坡能力，縱向坡度＜5%。

2）梁體與運梁車采取加固措施。按照小箱梁側面斜度，運梁車與小箱梁接觸的橫梁兩側焊接坡度4∶1三角架，三角架采用10 cm角鐵焊接，高60 cm，與梁側面間距5 cm，為避免三角架與小箱梁直接接觸對混凝土表面造成損傷，中間填塞5 cm厚方木。同時小箱梁裝車后，用5 t倒鏈進行捆綁，見圖1。

2.2 橋面運輸安全

2.2.1 分析

前跨梁架設完畢后，施工下一跨梁，運梁車要行走于未澆筑濕接縫的2片梁之間，現場不具備采用鋼軌及小平車運輸的條件。運梁車是否能行走于未澆筑濕接縫的梁體之間，是否能造成已架設小箱梁的傾覆，是本工程要考慮的技術與安全問題之一。

2.2.2 對策

1）抗傾覆驗算。以最不利荷載時的傾覆臨界狀態為分析對象，因為運梁車拉梁時運邊跨邊梁走在中跨中梁上時最危險。計算模型見圖2。

P1=1427 kN，為已安裝完畢中跨中梁自重。

P2為作用在圖2上的運梁車及上部梁重，以最重的邊跨邊梁為例，取170 t，其下每片梁承擔重量之和的一半，則有

P2=（1700+120）/2=910（kN），120 為運梁車重。

P1、P2分別對右側支座邊緣處o取矩則有

M穩=P1×0.425=1427×0.425=606（kN·m）

M傾=P2×0.232=910×0.232=211（kN·m）

抗傾覆穩定系數K=M穩/M傾=2.87，因此在運梁車載梁行走于小箱梁上時，其不會發生傾覆。但是經計算知，運梁車縱向行走時其偏移量不得＞28 cm（抗傾覆安全穩定系數取1.3），所以本工程控制運梁路線的偏移量是保證安全的關鍵要素之一。

2）梁體與運梁車采取加固措施。

（1）為防止運梁車走偏，運梁車行走路線兩側用掛小彩旗的鋼索各拉一條直線，引導司機行進中保持直線。

（2）運梁車行走位置的小箱梁梁端濕接頭和張拉孔等位置采用2 cm的鋼板或者自制的鐵箅子進行加蓋，以起到保證運梁車運行過程中的穩定和保護梁端鋼筋不被壓變形的作用。

（3）由于橋面存在縱坡，梁車在運輸過程中因故中途停車時，必須采取有效的措施將其固定，如在輪胎后方放置方木，防止運梁車溜車傷人故。

（4）在橋面運輸過程中，為防止運梁車對下部小箱梁的沖擊產生位移（尤其端跨易滑動），對安裝完成的小箱梁全部進行濕接縫鋼筋的焊接，既防止下部梁移動，又能提高抗傾覆穩定系數。

2.3 架橋機在超高段穩定性

2.3.1 分析

由于待架位置位于超高段上，鋪設前中支腿下橫梁時兩側高差最大相差90 cm。如果采用硬雜木支墊橫梁，由于高側方木接頭多，受力后壓縮量較大，導致橫梁不水平，在架設邊梁時支腿下橫梁端頭失穩可能發生危險。

2.3.2 對策

1）橫梁端頭1～2 m范圍內下部支墊的硬雜木采用密排的方式并使端部略高于其他位置2 cm左右。

2）橫梁下部支墊全部采用鋼墩。

2.4 架橋機步履式跨孔時的安全

2.4.1 分析

由于待架設梁體下方為河道，架橋機跨孔無法實現吊車引導前行的方式，只能采用架橋機利用自身配重或其他方式跨孔。從技術與安全角度要論證此方法是否可行。

2.4.2 對策

當引導梁下的臨時支腿剛到達前一孔蓋梁上方還未固定時為過孔最不利工況，此時整機前支腿與蓋梁接觸點為轉點，可發生縱向傾覆，見圖3和圖4。

主要構件質量見表1。

表1 主要構件質量

穩定力矩M1=（17.8/2）×10×（30+32.5）+0.65×10×35.52/2=9660（kN·m）

傾覆力矩M2=1.4×10×36.5+4.1×10×30.5+0.65×10×24.52/2=3720（kN·m）

抗傾覆穩定系數K=M1/M2=2.6，滿足規范要求≮1.3，所以本橋機理論計算上可滿足安全跨孔要求。

但是經計算可知前起重小車退后至前支腿后距離不得＜3 m，為安全起見本次施工跨孔過程中2臺小車全部退到導梁尾部做配重。

本計算未考慮風荷載，實際施工時5級（包括5級）以上大風天氣嚴禁跨孔作業。

在最不利工況下，支點下受力最大，所以跨孔時保證中支腿底部具備足夠的承受能力并受力均勻，支腿底部為鋼橫梁，但與梁面接觸部位，如有空隙用硬木板塞嚴。

2.5 邊梁一次就位

2.5.1 分析

邊梁就位是預制梁架設過程中難度和風險最大的工序，二次就位既增加施工的復雜性又延長了工時。本工程采取邊梁一次就位的施工方式，安裝時如果整機橫移不到位，完全通過起重小車在縱行桁車橫移來對位，梁體重心線與前支腿處外側支腿距離過大，可能造成架橋機的橫向傾覆。

2.5 .2對策

1）理論驗證。起重小車在縱行桁車橫移的極限位置為小車吊繩的邊繩緊貼架橋機外側主梁的內邊緣，此時可能以前支腿處外側支腿輪為支點發生橫向傾覆。對其可能性計算模型見圖5。

主要部位質量見表2。

表2 主要部位質量

其余部件質量較輕或者對抗傾覆力矩有增大效果的部件未參與計算。

抗傾覆力矩M1=41.9×10×6+15.4×10×2.2+7.365×10×2.2=301.5（kN·m）

傾覆力矩M2=41.9×10×1.6+170×10×0.75+7.425×10×0.75×2=205.7（kN·m）

抗傾覆系數K=M1/M2=1.46

通過驗算表明即使起重小車到達極限位置（外吊繩緊貼外主梁內側），架橋機不會發生橫向傾覆。

2）施工措施。邊梁架設應先于緊鄰的中梁，邊梁架設后便于與中梁進行固定；捆梁位置要合理，采用合理的方法避免邊梁因偏重引起的歪斜；邊梁就位后立即用斜撐（鋼管和千斤頂）支好并采取橫梁與濕接縫鋼筋焊接的保險措施，但兩片相鄰的梁體就位必須盡快焊接，特別是在運梁車輪胎路線下面的梁體，必須保證橫隔板焊牢，在整機吊梁橫移之前，為安全起見，必須使全部受載梁體濕接縫及橫梁鋼筋焊牢；架橋機架梁橫移時，前后軌道設專人進行行走監視，發現問題及時叫停，防止發生危險；控制小車在極限位置內側≮10 cm的距離，避免鋼絲繩索與架橋機主梁之間產生力，此外架橋機整機整體橫移時一定設專人監護，前、中支腿的外側支腿行走輪箱不得距離蓋梁外端過小，否則將會發生支腿失穩，造成側翻。

3 結語

1）輪胎式運梁車的應用，在滿足現場條件的同時增加了施工的靈活性。運梁車能沿橋梁曲線方向前進，保證了已架設梁體的穩定性。不澆筑濕接縫直接從梁體上行走，節省了大部分工期。

2）超高段采用加墊硬木的形式，既解決了高差問題，又確保支腿底部橫梁的穩定性，是行之有效地措施。

3）架橋機步履式跨孔，既降低了操作的復雜性，又降低了工程造價，關鍵是能滿足現場跨越河道而不受制約的施工條件，使安裝工程得以順利實施。

4）邊梁一次就位降低了施工操作的復雜性，同時減少工期。

U445.5

C

1008-3197（2012）06-30-03

2012-08-15

盧向軍/男，1956年出生，天津城建集團有限公司工程總承包公司副總經理，高級工程師，從事施工管理和項目管理工作。