泉州灣跨海大橋淺水區(qū)六車(chē)道節(jié)段箱梁懸掛拼裝工藝

黃浩偉

【摘 要】本文以泉州灣跨海大橋六車(chē)道50m節(jié)段箱為實(shí)例，重點(diǎn)介紹TP50架橋機(jī)的工藝參數(shù)和懸掛拼裝施工中梁段懸掛順序、定位、膠拼、荷載轉(zhuǎn)換及吊具拆除的方案和施工技術(shù)特點(diǎn)。通過(guò)不斷的總結(jié)和探索，結(jié)合國(guó)內(nèi)相同及類型橋型的施工特點(diǎn)，對(duì)施工過(guò)程中易發(fā)生和需重點(diǎn)注意的施工環(huán)節(jié)做了簡(jiǎn)要介紹并提出了相應(yīng)的技術(shù)措施，對(duì)今后同類型橋梁的施工具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】泉州灣跨海大橋 節(jié)段箱梁 懸掛拼裝

1 概述

泉州灣跨海大橋工程起于晉江南塘，與泉州市環(huán)城高速公路晉江至石獅段相接，在石獅、

蚶江跨越泉州灣。六車(chē)道50m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁共12聯(lián)單幅77孔，雙幅橋布置（橋型布置如圖1.圖2 所示）。

圖1 淺水區(qū)六車(chē)道預(yù)制箱梁橋式圖

圖2 六車(chē)道預(yù)制箱梁截面圖

箱梁采用單箱單室斜腹板箱梁型式，梁高3.0m，箱梁頂板寬16.3m，底板寬7.4m，翼緣懸臂長(zhǎng)3.53m，頂板厚28cm。從墩頂至跨中：節(jié)段底板厚依次為60cm、50cm、40cm、27cm，腹板厚依次為70cm、55cm、45cm。中間墩墩頂橫隔梁厚2.5m，過(guò)渡墩墩頂橫隔梁厚2.2m。箱梁中跨共有15塊預(yù)制節(jié)段，即兩個(gè)半塊0#節(jié)段，2#～15#節(jié)段各一塊，邊跨預(yù)制段為墩頂1#塊一塊，0#塊半塊，2#～15#節(jié)段各一塊，共計(jì)15.5塊，最大節(jié)段重量達(dá)175.2噸。箱梁節(jié)段預(yù)制選用短線匹配法在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，配置2臺(tái)200T軌道式移梁車(chē)從梁場(chǎng)運(yùn)梁，沿運(yùn)梁便道運(yùn)梁至TP50架橋機(jī)下方，由架橋機(jī)直接從地面提梁安裝。后期由200t提梁機(jī)提升節(jié)段梁至橋面運(yùn)梁臺(tái)車(chē)上再運(yùn)至架橋機(jī)尾部喂梁的方式進(jìn)行整孔懸掛拼裝架設(shè)。

2 TP50架橋機(jī)

圖3 TP50架橋機(jī)整體布置圖

泉州灣跨海大橋使用TP50架橋機(jī)由TP75架橋機(jī)改制成。TP50架橋機(jī)由主桁結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、起重天車(chē)和整機(jī)橫移機(jī)構(gòu)四大部分組成，起重支承結(jié)構(gòu)包括前支腿、中支腿、后支腿三大部件（整體布置如圖3所示）。在箱梁懸臂拼裝時(shí)，主桁架由前支腿和兩個(gè)中支腿支承完成節(jié)段拼裝、架設(shè)。架橋機(jī)移動(dòng)時(shí)，由前后兩中支腿承擔(dān)架橋機(jī)傳來(lái)的主要荷載完成主桁的縱移。前、后中支腿完全一樣，可相互倒換。當(dāng)過(guò)孔架設(shè)時(shí)，僅需相應(yīng)改變中支腿位置即可。TP50架橋機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

序 號(hào) 項(xiàng) 目 參 數(shù) 或 能 力 序 號(hào) 項(xiàng) 目 參 數(shù) 或 能 力

1 架設(shè)跨度 50m 11 吊具旋轉(zhuǎn) 360°

2 整機(jī)工作級(jí)別 A4 12 吊具縱向調(diào)整角度 ±4﹪

3 工作縱坡 3﹪ 13 吊具橫向調(diào)整角度 ±4﹪

4 橋梁橫坡 2﹪ 14 起重天車(chē)最大橫向調(diào)整距離 ±0.6m

5 最小工作曲線半徑 5000m 15 最大懸掛重量/節(jié)段數(shù) 2000t∕14

6 額定起升載荷 180t 16 喂梁方式 下方喂梁，尾部亦可

7 節(jié)段長(zhǎng)度 2.15m，3m，3.4m，3.7m 17 整機(jī)動(dòng)力條件 380V，50Hz，3相

8 節(jié)段高度/寬度 3.0m∕20.05m 18 起重天車(chē)數(shù)量 1

9 整機(jī)縱向移動(dòng)速度 0～1m/min 19 吊掛數(shù)量 14

10 縱、橫移最大允許風(fēng)速 16m∕S 20 整機(jī)工作時(shí)外型尺寸（長(zhǎng)×寬×高） 129m×17.5m×15.5m

3 懸掛施工工藝

架橋機(jī)完成墩旁托架和墩頂梁段施工后就要進(jìn)行節(jié)段梁段的懸掛施工。為保證懸掛段架設(shè)的安全和線型，需調(diào)整架橋機(jī)縱向位置，使架橋機(jī)主桁的支點(diǎn)位置對(duì)準(zhǔn)后中支腿承座中心，保證箱梁懸掛時(shí)架橋機(jī)主桁結(jié)構(gòu)安全。為保證懸掛段線型，懸掛前需通過(guò)后中支腿橫移油缸將架橋機(jī)橫向位置進(jìn)行調(diào)整，使架橋機(jī)能滿足架梁需要。

3.1箱梁懸掛梁段吊裝

箱梁施工時(shí)首先按照15、2、14、3、13、4、12、5、11、6、10、7、9、8#塊段的順序依次吊裝將2#-15#節(jié)段全部懸掛在架橋機(jī)上，消除架橋機(jī)的變形，然后按2#～15#塊的順序調(diào)整梁塊的位置，2#到墩頂塊的距離為15cm，其他梁段的距離為5cm，14#塊臨時(shí)錯(cuò)開(kāi)布置在下層3.5m高度（如圖4所示）。

觀察因節(jié)段箱梁懸掛對(duì)架橋機(jī)產(chǎn)生的變形影響，以及可對(duì)后續(xù)箱梁調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支持，在每懸掛一片節(jié)段箱梁時(shí)，測(cè)量組應(yīng)對(duì)架橋機(jī)主桁進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。

圖4 TP50架橋機(jī)梁段懸掛圖

3.2節(jié)段定位

2#塊～15#塊全部懸掛完成后，測(cè)量0#節(jié)段的實(shí)際坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算得出0#與2#（15#）節(jié)段之間濕接縫的實(shí)際寬度（理論為15cm）與2#（15#）塊的大致標(biāo)高及平面位置。通過(guò)臨時(shí)定位裝置連接濕接縫處，完成后測(cè)量2#（15#）節(jié)段的空間位置，與監(jiān)控位置相比較，如有偏差，再進(jìn)行微調(diào)，直至與監(jiān)控位置相符為止。

3.3 #-15#節(jié)段調(diào)節(jié)及膠拼

（1）測(cè)量2#節(jié)段的竣工數(shù)據(jù)提供給監(jiān)控單位，形成3#節(jié)段的監(jiān)控定位數(shù)據(jù)。

（2）安裝3#塊的吊具，解除Φ50精軋螺紋吊點(diǎn)，將箱梁重量轉(zhuǎn)換到吊具上，利用天車(chē)將箱梁緩慢的靠近2#節(jié)段，用木楔在兩梁段接縫間臨時(shí)塞墊，防止梁段撞傷。

（3）待箱梁穩(wěn)定后，移除木楔，利用天車(chē)的三向調(diào)整裝置對(duì)箱梁進(jìn)行三向調(diào)節(jié)，一般以匹配面標(biāo)高與2#節(jié)段一致，剪力鍵與2#塊吻合為宜。檢查箱梁節(jié)段標(biāo)高、中線和匹配面的情況，檢查預(yù)應(yīng)力孔道接頭對(duì)位情況，合格后用白板筆做好標(biāo)記，方便涂膠后對(duì)位。

（4）然后梁體移開(kāi)15cm，用于環(huán)氧膠涂刷。確保涂刷均勻，箱梁四周邊緣處應(yīng)稍微加厚1-2mm，確保環(huán)氧膠能填充整個(gè)斷面。涂膠時(shí)間應(yīng)控制在20分鐘之內(nèi)。

（5）通過(guò)測(cè)量組提供的定位數(shù)據(jù)決定環(huán)氧墊片的抄墊位置，將環(huán)氧墊片用環(huán)氧膠固定在指定位置，注意固定牢固，不可掉落。

（6）完成涂膠后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員檢查合格后，通過(guò)起重天車(chē)將梁段合攏至完全匹配（保證預(yù)拼時(shí)所做的標(biāo)記線一致）。

（7）同步、對(duì)稱的進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉。

（8）重新安裝Φ50精軋螺紋，利用100T千斤頂張拉將箱梁荷載由天車(chē)轉(zhuǎn)換至架橋機(jī)主桁。

（9）用通孔器對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行通孔檢查，防止環(huán)氧膠涂刷過(guò)多將孔道堵塞。

（10）測(cè)量人員測(cè)量3#節(jié)段的竣工數(shù)據(jù)，為下個(gè)節(jié)段的定位數(shù)據(jù)提供依據(jù)。

（11）拆除吊具，然后安裝4#節(jié)段的吊具。

（12）循環(huán)施工，直至2#節(jié)段-15#節(jié)段全部調(diào)整及膠拼完成。

3.4荷載轉(zhuǎn)換

節(jié)段梁膠拼完成后重新安裝Φ50精軋螺紋，利用100T千斤頂張拉將箱梁荷載由天車(chē)轉(zhuǎn)換至架橋機(jī)主桁。共配備4臺(tái)100T千斤頂同時(shí)作業(yè)，依據(jù)梁段重量的形成數(shù)據(jù)進(jìn)行張拉，完成后，可拆除吊具。

3.5懸掛吊桿拆除

箱梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后，利用100t千斤頂對(duì)吊桿進(jìn)行卸載，由于箱梁張拉后起拱和架橋機(jī)主桁變形不一致，為保證結(jié)構(gòu)安全，卸載采用分級(jí)卸載方式（吊桿拆除順序如表2所示）。

表2 架橋機(jī)吊桿拆除順序

步奏 工作內(nèi)容 步奏 工作內(nèi)容

1 拆除8#、9#塊吊桿 10 調(diào)整4#、13#塊吊桿拉力至25t

2 調(diào)整2#、15#塊吊桿拉力至10t 11 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至25t

3 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至10t 12 調(diào)整2#、15#塊吊桿拉力至10t

4 調(diào)整4#、13#塊吊桿拉力至10t 13 拆除5#、12#塊吊桿

5 調(diào)整5#、12#塊吊桿拉力至10t 14 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至25t

6 調(diào)整6#、11#塊吊桿拉力至35t 15 拆除4#、13#塊吊桿

7 拆除7#、10#塊吊桿 16 拆除3#、14#塊吊桿

8 拆除6#、11#塊吊桿 17 拆除2#、15#塊吊桿

9 調(diào)整5#、12#塊吊桿拉力至35t

（1）施工準(zhǔn)備。準(zhǔn)備8臺(tái)張拉油泵以及8臺(tái)千斤頂，對(duì)卸載過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算卸載張拉力及制定拆除步奏。通過(guò)計(jì)算可知架橋機(jī)主桁和混凝土箱梁在吊桿拆除過(guò)程中受力滿足要求，吊桿的最大受力為70.2t。

（2）卸載時(shí)按照計(jì)算順序以及張拉力進(jìn)行卸載，卸載時(shí)應(yīng)有專人指揮，特別是油泵操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照指揮進(jìn)行。

（3）在吊桿的松拆過(guò)程中，天車(chē)和小行車(chē)的移動(dòng)會(huì)影響到架橋機(jī)主桁的變形、成橋線性以及吊桿的拉力分配。因此，在吊桿的松拆過(guò)程中，禁止天車(chē)和小行車(chē)移動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合泉州灣跨海大橋?qū)嵗攸c(diǎn)介紹了TP50架橋機(jī)懸掛吊裝節(jié)段梁階段的施工過(guò)程和施工過(guò)程需要注意的細(xì)節(jié)，對(duì)相同及類似項(xiàng)目有一定的參考作用。該項(xiàng)技術(shù)適用于中等跨徑、橋梁總長(zhǎng)度較長(zhǎng)的海上、大型河流湖泊、山區(qū)橋梁以及城市高架與輕軌等上部結(jié)構(gòu)箱梁施工，并且工期緊的工程采用最為合適。左幅38孔梁段，2012年12月6日開(kāi)始架設(shè)2013年11月29日結(jié)束。同時(shí)需要注意節(jié)段梁施工技術(shù)性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)性大，因此在工程實(shí)踐過(guò)程中，施工人員要求素質(zhì)高，且組織分工細(xì)致，專人專職控制過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)才能確保施工質(zhì)量和施工安全。