特殊地形條件下隧道內建設梁場及架橋機橫向懸臂架梁施工技術探討

萬治安

（上海隧道工程有限公司 上海 200000）

1 工程背景及施工技術難點

甬臺溫高速公路復線溫州瑞安至蒼南段工程赤溪中墩大橋橋址位于溫州市蒼南縣赤溪鎮境內，橋位距離赤溪鎮城區約300m，橋梁左線橋設計橋長658.2m，配跨為21×30m+23m；橋梁右線橋設計橋長624m，配跨為20×30m+23m，橋梁上部采用預應力混凝土（后張）T梁，先簡支后連續，下部結構橋墩采用柱式墩，橋臺采用柱式臺、U型臺，橋墩采用樁基礎，橋臺采用樁基礎、擴大基礎。左右線橋之間設置2×30m聯絡通道橋1座，聯絡橋上部及下部結構與主線橋相同。

赤溪中墩大橋橋址處地形為典型的靠山跨海地形，橋梁起點接安峰隧道，0#橋臺位于山體懸崖邊，山坡陡峭，地形狹窄，橋梁第1、2孔跨地方縣道龍魁線，龍魁線蜿蜒曲折，是一條依山環海就勢而建的三級公路，路面標高和赤溪中墩大橋橋面高差約30m左右，橋梁第3～20孔跨越赤溪港灘涂區，灘涂漲潮時被水淹沒，水深2～4m，退潮時為淤泥灘，老百姓在海涂上以種植紫菜為主業，橋梁第21孔第二次跨越地方縣道龍魁線，橋梁終點接漁寮隧道，橋尾處21#橋臺同樣位于陡峭的山體懸崖邊。根據赤溪中墩大橋橋址施工周邊的地形地貌，以及施工區域內唯一一條道路龍魁線的運輸條件，施工單位經多方論證后確定：橋梁施工周邊不具備建設預制梁場的施工場地、施工場地外圍生產梁板也不具備運輸道路條件，也就是說赤溪中墩大橋周邊沒有梁板預制場地，外面生產的梁板也沒有路可以運進來，因為橋梁主要跨越的是地方道路和海洋灘涂，梁板由預制變更為現澆也是行不通的，因此大橋建設的第一個工程難點就是T梁梁板預制場如何設置問題。

大橋建設的第二個工程難點就是聯絡通道橋的梁板架設問題。赤溪中墩大橋的聯絡通道橋位于大橋左右幅18～20#孔之間，橋位均處于灘涂區域，聯絡通道橋橋面寬30.42m，橋長60m，樁基橫軸線與左、右幅主橋18～20#孔樁基均不在同一軸線位，梁板和主橋一樣，設計為30m預制T梁，先簡支后連續，聯絡通道橋梁板與主橋梁板水平架設，因為聯絡通道橋與主橋橋位是縱向水平布置，橋長只有60m，橋位均位于海涂區域內，橋頭橋尾兩端無法喂梁，架橋機無法安裝，也不具備縱向架設梁板的條件，橋位所處海涂屬于海洋功能保留區，不能做任何工程建設，將聯絡通道橋梁板改成現澆結構方案不可行，使用起重機在橋下抬吊安裝梁板方案也不可行，因此，如何架設安裝聯絡通道橋梁板是大橋建設的第二個工程難點。

2 預制場選址及建設方案

基于橋梁施工區域周邊預制場場地無處選址及外圍梁場梁板也無法運抵施工現場的實際施工情況，施工單位經多次方案論證，最終決定將赤溪中墩大橋T梁預制場設置在在建的漁寮隧道左洞內，具體方案如下：

2.1 預制場總體規劃

預制場設置在漁寮隧道左洞ZK362+395-ZK363+200段（洞口至1號車行通道區域），長度805m，有效寬度11.75m，面積9458m2，為使隧道施工車輛運行不影響預制場施工，預制場建設在漁寮隧道左洞開挖至1號車行通道（ZK363+215.4）及二襯、仰拱完成后進行，隧道左洞洞口至1號車行通道區域用于預制場建設后，左洞1號車行通道（ZK363+215.4）位置安裝隔離護欄，隧道左洞施工車輛通過1號車通進入隧道右洞出入，如此預制場施工與隧道施工互不影響，設置在隧道內的預制場成為一個獨立的施工區域。

赤溪中墩大橋預制場全橋共預制梁327片，預制場主要設鋼筋加工區、T梁預制區和T梁存梁區。其中鋼筋加工區長116.5m，T梁預制區長度規劃為420m，設19個臺座，其中設置6個30m與20mT梁共用臺座，設13個30mT梁臺座，T梁存梁區長度規劃為260.5m，設計存梁能力42榀。

2.2 預制場門吊設置方案

赤溪中墩大橋預制場設置在高速公路隧道內，與普通露天預制場最大區別在于隧道內受隧道輪廓、施工通風管道、電力管線等限制，正常標準規格尺寸的龍門吊在隧道內均無法正常使用，因此本預制場內所有龍門吊均屬于異形龍門吊，需根據隧道輪廓尺寸及梁板、模板等吊裝空間尺寸需求進行特別定制，只要解決了門吊起吊空間和工作性能問題，預制場其它施工作業與露天預制場沒有區別，因此本文重點介紹預制場內門吊設置方案。

預制場內共投入4臺龍門吊，預制場T梁移梁和吊裝采用2臺60t龍門吊抬吊，鋼筋、模板、混凝土施工吊裝采用2臺10噸龍門吊為工作吊。兩臺60噸龍門吊設計跨徑10.8m，額定吊重60t，凈高4.15m（60t龍門吊布置圖詳見圖1）。

圖1 160t龍門吊布置圖

兩臺10t施工龍門吊跨徑11.2m，額定吊重10t，凈高4.916m，與大門架共用軌道，采用單軌雙輪平車行走。施工門架布置于進洞口一側，大門架前面，不會影響大門架吊運T梁。主要負責模板、混凝土的吊裝及運輸等生產作業。

門吊基礎直接座落在仰拱或隧道三級圍巖地基上，沿隧道縱向兩側通長布置，總長度820m，由于隧道存在單側2%橫坡，較低一側門吊基礎采用C30鋼筋混凝土澆筑，寬0.4m，高21.6cm，基礎每隔10m預留橫向孔洞排水及養生進水管道。基礎頂面中心位置設43#鋼軌，采用φ16預埋螺栓和鋼板扣壓固定在混凝土基礎上。較高一側軌道安裝在隧道調平層上，設鋼筋固定43#鋼軌。

隧道內建設梁板，施工工效較露天預制場稍有降低，但由于隧道內預制場不受下雨及臺風等氣候影響，有效施工作業時間大于露天預制場，梁板總體的施工產量與露天預制場相當，實踐證明在預制場無處選址的施工條件下，在隧道內建設預制場方案完全可行。

3 聯絡通道橋預制T梁架設方案

基于赤溪中墩大橋實際施工條件，聯絡通道橋30mT梁梁板架設有兩個方案做比選，方案一是在已完成梁板安裝的主橋橋面上，采用兩臺150t汽車吊和JQJ30m/120t型架橋機配合，T梁在聯絡通道橋蓋梁上滑移千斤頂配合落梁架設；方案二是對架橋機進行改裝，采用定制的JQJ40m/180t型架橋機進行懸臂法橫向架設。施工單位通過各項理論安全計算，從施工安全、施工效率、施工成本、可實施性等各方面綜合分析并經多次專家評審會議后擬定采用方案二，即采用架橋機懸壁法橫向架設聯絡通道橋T梁，具體技術方案如下：

3.1 架橋機選型及改裝

基于要采用架橋機懸挑橫向架設梁板，通過對架橋機主梁、橫擔、支腳處的力學計算，原計劃采用的JQJ30m/120t型架橋機安全系數不滿足要求，通過計算后擬定選用JQJ40m/180t型架橋機，該架橋機設計起吊重量為2×90t，架設跨度≤40m，為確保梁板懸挑架設受力平衡及架橋機的安全穩定性，需對該架橋機進行局部改裝，即將架橋機橫梁長度加長、材料強度加強，每道橫梁增加一臺配重起重天車和配重箱（配重24t），架橋機由專業廠家進行定制生產，出廠前進行各項受力測試，確保質量合格后運抵施工現場。

3.2 梁板架設步驟

聯絡通道橋采用懸臂方式進行橫移和落梁，架橋機運行于已架設好T梁的橋面。采用第一跨和第二跨輪換架設方法，保證橫移軌道始終位于架設好的橋面上。

3.2.1 聯絡通道橋T梁懸臂架設步驟立面示意圖

（1）喂梁

運梁平車將架橋機退至聯絡通道橋處，通過炮車喂梁和天車縱移將預制T梁放置在已鋪裝好的左幅主橋面上，并做臨時支撐。

圖2

（2）橫移

將架橋機整體右移，小車移至左端懸臂端，配重小車起吊配重，懸臂端小車吊起預制梁。

圖3

（3）落梁

架橋機懸挑攜梁整體左移至需要落梁位置，按照主線橋的落梁方法將T梁落在相應位置上并進行加固（如圖4）。

3.2.2 聯絡通道橋T梁懸臂架設步驟平面示意圖

（1）第一步：懸臂架設聯絡通道橋第二跨第一片梁；

（2）第二步：懸臂架設聯絡通道橋第一跨第一片梁；

（3）第三步：懸臂架設聯絡通道橋第一跨第二片梁；

（4）第四步：懸臂架設聯絡通道橋第二跨第二片梁；

圖4

（5）第五步：懸臂架設聯絡通道橋第二跨第三片梁；

圖5

（6）第六步：重復1～5步驟架設剩余部分聯絡通道橋及右幅17-19跨T梁。

3.3 懸臂法架梁安全驗算

（1）安全系數

鋼結構強度安全系數n≥1.3；

抗傾覆安全系數n≥1.5。

（2）材料容許應力

表1

（3）檢算結果

表2

經檢算，懸臂法架梁安全可行，能夠滿足施工要求。

4 結束語

（1）特殊地形地勢施工環境下，在施工周邊沒有橋梁預制場施工場地選址，且受地方道路運輸條件限制，外圍梁場梁板也無法運抵施工現場的實際施工情況，因地制宜的利用在建高速公路隧道建設橋梁梁板預制場，依據隧道輪廓線尺寸及吊裝空間定制加工起重設備，并合理規避隧道施工與梁場施工交叉影響后，在隧道內建設橋梁預制場方案經工程實踐證明完全可行。

（2）高速公路跨海大橋聯絡通道橋如設計為預制混凝土梁板，采用傳統架橋機縱向無法橫向架設梁板，通過對架橋機進行相應的技術改裝，并進行橫向配重后，采用懸臂法橫向架設聯絡通道橋梁板經工程實踐證明可行，該工法對有類似需求的梁板架設工程有很好的借鑒意義。

[1]浙江大學編著.建筑結構靜力計算實用手冊.中國建筑工業出版社.

[2]周水興，何兆益，鄒毅松，等編著.路橋施工計算手冊.北京：人民交通出版社.