DP50-40 架橋機在節段預制拼裝箱梁架設中的應用

李世洋

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，重慶 404100）

1 工程概況

伏牛溪站（不含）至跳磴南站線路全長6.46 km，高架橋采用節段預制拼裝箱梁+支架現澆箱梁結構形式。節段預制拼裝箱梁梁部除中墩頂段為現澆段外，其余均為預制節段，預制節段與現澆段之間采用30 cm 厚的后澆段相連。預制節段分為端頭節段、漸變節段塊及標準節段塊3 種類型。端頭節段長度為1.85 m，端頭塊含端橫隔梁。漸變節段塊節段長度分2.5 m 和2.6 m 兩種，標準節段塊節段長度2.6 m。單線箱梁標準梁面寬度5.95 m，雙線箱梁標準梁面寬度10.6 m，箱梁底板直線段寬度均為2.268 m，梁高2.1 m。節段采用密齒型剪力鍵，環氧樹脂接縫。雙線節段預制箱梁端頭節段長度為1.85 m（約35 t），變節段塊節段長度分2.5 m（約42 t）和2.6 m（約40 t）兩種，標準節段塊節段長度2.6 m（約37 t），外輪廓尺寸一致，內輪廓尺寸因結構厚度變化有差異；單線節段預制箱梁最小節段預制箱梁重量為31 t，最大節段預制箱梁重量為35 t。

2 DP50-40 架橋機簡介

2.1 架橋機結構

根據工程特點，選用DP50-40 型架橋機進行節段預制拼裝箱梁架設施工（圖1）。DP50-40 型架橋機主要由主梁、4 條支腿、主天車、端/中吊掛、輔助天車、液壓系統、電氣系統及其附屬結構組成[1]。主梁為箱型斷面（寬1.3 m、高3.2 m），全長94 m，采用Q345B 材料；主天車主要包括縱移臺車、橫移平臺、起升系統、附屬結構、電氣液壓等結構，額定起吊能力為50 t，升降速度重載0～3 m/min，空載0～6 m/min，縱移速度0～6 m/min；輔助天車由兩個走行輪箱、一臺10 t 電動葫蘆、附屬結構和電氣系統等結構組成，設計輪壓為6 t，驅動功率為0.55 kW，減速機型號BLEV20-121-0.55 kW，電機為變頻制動電機，制動電壓為380 V，防護等級為IP55；支腿結構材料均選用Q345B，銷軸材料均選用為40Cr[2]；端吊掛共8 根，主要由橫梁、橫移梁、吊桿、二級吊具、吊具橫梁（端梁面橫擔）、縱橫移油缸、豎向油缸等組成，吊桿材料選用40CrNiMo；中吊掛共14 根，主要由橫梁、吊桿、下橫梁（中梁面橫擔）、精調系統等組成；液壓系統采用獨立單元設計，整機液壓系統共11 套，每套液壓系統最大功率為2×11 kW；電氣系統主要為起升機構提供驅動，均采用變頻驅動，其中起升機構采用55 kW 變頻器。

圖1 DP50-40 型架橋機結構

2.2 技術參數

DP50-40 架橋機用于架設45.2 m 及以下跨度，節段梁重650 t 以下的鋼筋混凝土梁片。架橋機過孔方式為步履式，線路最小曲線半徑要求為600 m，可適應縱坡3.2%、橫坡1%的線路施工。架橋機滿跨荷載650 t/14，整機重量為472 t，輔助起吊系統起重能力為10 t，天車橫向調整范圍為±200 mm，天車水平縱向運行速度0～6 m/min，天車主鉤起升速度負載為0～3 m/min、空載0～6 m/min，架橋機水平縱向運行速度0～1 m/min，架橋機橫向調整/角度為±750 mm/5°，最大提升高度為26 m。

3 節段箱梁拼裝及架設

圖2 為節段預制拼裝箱梁架梁整體施工流程。架梁前需做好相關的準備工作：首先需要完成中墩墩頂箱梁0#梁段澆筑施工；其次，需要設置臨時支撐，臨時支墩一部分采用壁厚14 mm、直徑609 mm 的螺旋鋼管搭設，一部分采用83 型軍用墩搭設，每臺架橋機計劃配置10 套臨時支墩，最后再從梁場將梁片運輸至施工現場[3]。在施工流程中，首跨架設、標準跨架設、邊跨架設、門式墩架設、縱坡架設以及架橋機縱移過孔操作會涉及DP50-40 架橋機，因而僅對上述6 項施工流程進行詳細說明[4]。

圖2 節段預制拼裝箱梁架梁施工流程

3.1 首跨架設

圖3 為架橋機首跨施工步驟示意。首跨架設分為4 個步驟，一是首跨節段吊裝，二是膠拼及臨時預應力張拉，三是簡支永久預應力高位張拉及壓漿，四是整體落梁就位[5]。在首跨節段吊裝施工過程中，架橋機需要進行喂梁：①運梁車將節段塊運送至架橋機正下方，架橋機準備提梁，為保證運梁車運梁到位，運梁車應按整孔節段梁編號順序喂梁，順序為架設方向從前到后1#～10#節段，節段兩兩之間保持50 mm 距離；②運梁車喂梁15#～11#節段。

圖3 架橋機首跨施工順序

3.2 標準跨架設

標準跨架設與首跨架設方式基本相同，但喂梁方式和吊掛方式與首跨架設有區別。具體施工步驟為：①橋后喂梁，標準跨因線路場地原因選擇橋后喂梁方式，即橋機架設完第一、二孔梁后，跨墩龍門將運梁車提升至已經架設好的橋面上；②高低掛懸拼施工，為給最后吊掛節段留出旋轉空間，向下錯位3 m 吊掛11#塊，并向前0.4 m；正常高度吊掛12#塊，并向前0.55 m；向下錯位3 m 吊掛13#塊，并向前0.4 m；正常高度吊掛14#塊，并向前0.55 m，15#節段懸掛完畢后，開始從15#～1#塊倒序進行膠拼、臨時預應力張拉等后續施工，施工工藝與首跨架設相同。

3.3 邊跨架設

邊跨架設工藝與標準跨架設工藝相同，僅橋機2 號支腿站位不同，2 號支腿需站位在邊墩支架上，邊跨架設如圖4 所示。

圖4 邊跨架設示意

3.4 門式墩架設

由于架橋機架設區間都存在跨鐵路、跨公路等情況，此工況下橋墩由普通雙支薄壁墩變為門式墩。為不影響鐵路交通，承載架設梁重的臨時支架也改為相應的門式墩。門式墩架設工藝與標準跨架設工藝相同，架設順序為先架設出入線，即門式墩下方雙線梁，再架設左線，即上方單線梁，門式墩架設如圖5 所示。

圖5 門式墩架設

3.5 縱坡架設

由于該架橋機4 條支腿均有升降范圍，且1、3、4 號支腿均配備有油缸，操作泵站可滿足自身的升降，2 號支腿通過1 或3號支腿油缸和天車配合也可滿足自身升降，故整機在施工過程中主梁處于水平狀態，施工更加安全。在平坡及下坡施工時，1、4號支腿正常安裝即可，在上坡3.2%施工時，1 號支腿最上端的1.2 m 短節需要裝在4 號支腿上方，以滿足4 號支腿的調節范圍。在縱坡施工時，2 號支腿下方要用混凝土找平或沙子找平。

3.6 架橋機縱移過孔

墩身施工完成后，及時安排臨時支墩的安裝工作，在整體落梁之后即可進行架橋機縱移過孔。其施工步驟為：①拆除所有吊掛，解除2、3 號腿與主梁之間的鎖定，天車開至尾部，架橋機準備過孔；②架橋機2、3 號腿托輥配合推動架橋機第一次過孔到位，支撐1、4 號腿，4 號腿與梁面拉攬風，天車開至3 號腿上方，連接吊具與3 號腿，收縮3 號腿油缸，3 號腿脫空；③天車將3 號腿倒運至2 號腿的后方進行支撐，解開吊具與3 號腿間的連接并錨固3 號腿，天車開至2 號腿上方，連接2 號腿與吊具，脫空2 號腿，天車提起2號腿；④天車提起2 號腿向前縱移2 m 至支架支撐，再次收縮3 號腿油缸，3 號腿脫空向前縱移至墩頂；⑤天車再次提起2 號腿縱移到位至前方墩頂塊支撐，解除4 號腿攬風，收縮1、4 號腿，將1 號腿下橫梁橫向打開以通過2 號腿并錨固2 號腿；⑥2、3 號腿托輥配合再次將架橋機推送過孔到位，然后調整各吊掛的位置，使架橋機恢復至架梁狀態；⑦架橋機過孔到位（主框架向前推進過程中，主天車及輔助天車同步后移，始終保持與2 號支腿相對位置不變），架橋機過孔到位，2 號支腿和3 號支腿與主框架進行錨固，解除2號支腿與墩頂錨固斜撐桿，調整吊掛吊桿，準備架梁。

4 結語

DP50-40 架橋機作為一種橋梁節段拼裝架設設備，具有施工速度快、操作簡便以及經濟環保等優勢，在城市軌道交通建設中將得到越來越多的應用。DP50-40 架橋機在伏牛溪站至跳磴南站線路的成功應用，能夠為類似城市軌道交通節段預制梁施工提供可靠的技術手段和寶貴實踐經驗。但是將來城市軌道交通高架橋架設的工況會越來越復雜，在遇到小曲線施工、反向施工以及變跨施工等特殊工況時，還需要對架橋機的操作流程進行細化，才能進一步保障架設施工安全。