雙層高架橋預制梁安裝關鍵技術

周筱留 李錦錦 潘丹丹

（浙江新中源建設有限公司，浙江 寧波 315000）

1 工程概況

寧波機場快速路南延工程采用“高架主線+輔道”的建設形式。主線建設標準為城市快速路，設計車速80km/h，標準段采用雙向6 車道；其中明州大道～中山東路與寧奉城際線共建（約11.6km），采用雙層高架形式，上層采用預制小箱梁結構，中層采用預制U 型梁結構，由上而下為高架道路、高架地鐵、地面道路。

預制小箱梁、U 型梁跨徑具體分為26m、29m、30m、35m；小箱梁梁高分別為1.6m 和1.8m，單片重量98.25-134.25t；U 型梁梁高為1.875m，單片重量157.75-211.25t。跨徑35m U 型梁斷面如圖1。

圖1 跨徑35mU 型梁（跨中）標準斷面圖

2 雙層高架預制梁吊裝需要解決的關鍵技術

雙層高架預制梁吊裝不同于普通高架預制梁吊裝，不僅僅需要綜合考慮預制梁重量、跨徑、周邊環境等常規因素，雙層高架預制梁吊裝尚有以下幾個難題：

1、上層預制小箱梁與中層預制U 型梁安裝順序如何協調和安排？

2、中層預制U 型梁運輸方案問題，是設立提梁站梁上運梁，還是跨內直接提升安裝？

3、架橋機選型問題，是統籌兼顧上層預制小箱梁和中層預制U 型梁需求，還是上層預制小箱梁和中層預制U 型梁各自選擇獨立架設系統？

4、預制U 型梁采用先張預應力薄壁構件，單片U 型梁寬度為510cm，壁厚最薄處僅26.5cm，重量高達211.25t；U 型梁吊裝過程中易產生扭曲變形，吊裝過程須采取可靠措施，避免構件扭曲、損傷。

5、U 型梁吊裝作業時，梁體如何通過上蓋梁到達設計位置？預制U 型梁設計預留吊裝孔距離端部1.7m，而上蓋梁寬度最大為3.25m；如果采用梁上運梁架設方案，吊裝鋼絲繩會遇到上蓋梁阻隔，無法通過架橋機把U 型梁移運到架設位置；如果采用二次更換吊點方案通過上蓋梁，則二次吊點需要相距至少3.5m，這樣二次吊點距離端部達到5.2m，U 型梁先張預應力結構不允許吊點距離端部這么遠。

3 雙層高架預制梁安裝總體方案

3.1 總體架設方案比選

同一跨內上層小箱梁與中層U 梁架設有三種方案，各有優缺點，如下：

方案一，先架設上層小箱梁后架設中層U 梁。該方案先采用架橋機把上層小箱梁架設完成，然后架橋機移位至中層U 梁架設位置，在架設中層U 梁前把架設好的中間兩片小箱梁臨時移位，把U 梁架設所需空間騰出來，待U梁架設完成后，再把中間兩片小箱梁歸位。

方案二，先采用架橋機架設中層U 梁，然后用同一臺橋接件架設上層小箱梁，逐跨同步推進。

方案三，上層小箱梁、中層U 梁各自獨立架設。該方案上層小箱梁、中層U 梁采用兩套相互獨立的架設系統，上層小箱梁采用架橋機跨內起吊獨立架設，中層U 梁采用特制架橋機梁上運梁專業架設U 梁。

表1 總體架梁方案對比表

本工程共8 個標段U 型梁預制由建設單位統一招標，預制廠產能日產預制U 型梁1 片；小箱梁由各標段自行預制，各預制廠產能為日產小箱梁2～3片；筆者所在標段下部結構進度最快，小箱梁、U 型梁吊裝受預制廠供應影響較小，如果采用方案三則特制矮型架橋機攤銷費用較高，因此選擇費用較省的方案二；其他標段在架設過程中由于U 型梁逐標段預制架設，其余標段小箱梁存梁場地有限，不得不選擇方案一，先吊裝小箱梁，解決小箱梁預制場存梁量不足的問題。

3.2 架橋機選型

架橋機選型在綜合考慮跨徑、起吊重量、起吊空間等因素的基礎上，須充分考慮本項目上層小箱梁和中層U 型梁兩種梁型架設需求。綜合比較后選擇JQG250t-40m（200t-50m）型架橋機，該型號架橋機擁有兩種工況：（1）起重量為250 t 時，最大架設跨度為40m；（2）起重量為200 t 時，最大架設跨度為 50 m。

3.3 U 型梁提升運輸方案

U 型梁橋采用提梁站提梁，梁上運梁方案。

4、架梁順序，根據兩種梁型預制進度和預制場存梁能力合理選擇架梁順序；由于U 型梁廠產能與小箱梁預制場產能不匹配，為保證吊裝順利實施，小箱梁需要適當提前安排施工。

4 預制U 型梁吊裝方案

由于U 型梁重量重，截面大，抗扭性能差，設計院嚴禁采用跨內高低吊施工方案，須在合適的位置設置提升平臺。根據梁體重量選擇起吊起重機，采用260t 履帶吊與400t 汽車吊各一臺雙機抬吊35m 以下U 型梁，260t 履帶吊與500t 汽車吊各一臺雙機抬吊35m 跨徑U 型梁，進行梁板提升。

4.1 提梁站設置

雙層高架Pm292～Pm295 跨越現狀四明路路口，施工期路口封閉，中層U 型梁為三跨一聯（30+50+30）現澆連續U 型梁，對應的上層結構為（30m 小箱梁+50m鋼混疊合梁+30m 小箱梁）。在Pm293～Pm294 跨間設置一個提升平臺，預制U 型梁提升后放置在已施工完成的現澆U 型梁上，通過運梁平車運輸至待安裝區域。

4.2 運梁平車設計

4.2.1 運梁平車結構

通過計算分析采用兩片U 型梁運輸一片U 型梁，已架設好的U 型梁內布置單軌，軌道型號P43，單軌鋪設位置設定在兩片U 型梁中心線附近，運梁平車通過鋪設的軌道行走。為解決U 型梁架設時通過上蓋梁阻隔問題，本方案對傳統的前后分離獨立結構運梁小車進行優化改進，采用新型整體式結構運梁平車運梁。U 型梁臨時放置在運梁平車上，向架設跨方向懸挑，使U型梁吊點越過蓋梁，便于架橋機與U 型梁吊點連接；并在運梁小車主梁梁端設置枕梁限位。運梁平車上設置運梁小車，用于U 型梁向前輸送，調整吊點。

運梁平車總長32m，主要部件包括有臺車組（4×26.65=10.66kN?m）、移動托架梁體結構（467.24kN?m）、枕梁（21.60kN?m）、運梁小車（33kN?m）、供電系統及控制系統等，平車總重量為628.44kN?m，如圖2 所示。

圖2 運梁平車縱斷面圖、標準斷面圖

4.2.2 運梁平車傾覆穩定性驗算

U 型梁縱移至平車前端，后端吊點尚未起吊前，運梁平車傾覆穩定性最差，其受力模型如圖3 所示。

圖3 運梁平車穩定性驗算受力模型圖

4.3 架梁工藝流程

1、運梁平車把U 型梁運輸至架設位置前一跨。

2、運梁平車縱移，使U 型梁前端吊點超出架設跨的上蓋梁；架橋機前天車縱移，讓架橋機前天車與吊點處于同一鉛垂線上，前天車與U 型梁前吊點連接。

3、架橋機前天車向前縱移，運梁平車上方運梁小車同步縱移，將U 型梁向前輸送，輸送至U 型梁后端吊點超出架設跨的上蓋梁，調整架橋機后天車位置，使天車吊鉤與U 型梁后端吊點處于同一鉛垂線上，后天車與吊點連接。

4、前后天車同步起吊，使U 型梁脫離運梁小車10cm，觀察，穩定后運梁平車、運梁小車后移，運輸下一片U 型梁。

5、架橋機縱移、橫移，調整U 型梁位置，前后天車同步落梁，將U 型梁安裝到位。

圖4 中層U 型梁安裝流程工藝圖

4.4 架梁注意事項

4.4.1 吊點設置及吊具

U 型梁每端設置2 組共4 個吊點，距離梁端分別1.7m 和2.1m，吊點距離U型梁中心線1.35m。吊具采用扁擔專用吊具，吊桿采用M60 螺桿，如圖5 所示。

圖5 吊具設計實況圖

吊具安裝前仔細檢查鋼絲繩、卡扣等，螺栓安裝完成后采用電動扳手進行擰緊，并檢查無誤后方允許進行試吊。吊具的螺栓拆除時，需使用登高車輔助進行作業，確保作業人員安全。

4.4.2 支座及配套設施

U 型梁運輸到現場后先將支座安裝在U 型梁底部，限位板與支座安裝同步進行，在U 型梁提升前，將支座、限位板等安裝完畢。

3、運梁平車行進至架梁位置前，密切關注前臺車車輪位置，避免車輪行駛出軌道端頭。

4、當梁體縱向位置符合下落的條件時，將梁體高度降低，使梁體與支座間保持20～30cm 距離為宜，然后進行橫移。

5、每一步正式起吊前，均需進行試吊檢查，確認安全后方可起吊、位移。

6、運梁軌道鋪設時，在軌道兩側采用鋼筋電焊固定，必要時，鋼筋分布加密；當軌道底部與鋼軌有空隙時，可采用鋼板進行鋼軌調平。

5 上層預制小箱梁吊裝方案

5.1 工藝流程

預制小箱梁吊裝工藝采用跨內起吊方案，工藝流程如下：

1、運梁車將小箱梁運輸至架設跨立柱外側，架橋機前后天車移位至小箱梁正上方。

2、架橋機前后天車同時提升，把小箱梁提升至上蓋梁底部，停止提升。

3、后天車停止，前天車繼續提升，形成前高后低的模式。

4、待小箱梁一端高出上蓋梁后，前后天車同步向前縱移，使小箱梁后端也高出上蓋梁。

5、調整前后天車，使小箱梁水平，然后橫移精調位置，架設到位。

5.2 小箱梁吊裝注意事項

1、保證預制小箱梁高低吊安裝時傾斜角度不大于14 度。

2、起吊時密切觀察小箱梁與蓋梁、架橋機相互關系，避免碰撞。

6 結束語

針對寧波機場路南延工程雙層高架預制梁架設的工程特點，研究了雙層高架中層U 型梁、上層小箱梁架設順序，創新了整體式運梁平車，解決了U型梁架設過程中上蓋梁阻隔問題，并對上層小箱梁、中層預制U 型梁吊裝工藝、關鍵節點進行了詳細論述；本工程架梁工作的順利實施驗證了方案的可行性，成功的案例為類似工程施工、技術研究提供了參考。