特殊條件下跨湖特大橋整孔T梁頂推滑移關(guān)鍵技術(shù)

徐 振 陳子威

中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430074

1 工程概況

武漢東四環(huán)線北湖特大橋〔6×（5×30.0） m＋4×（4×30.0） m＋（32.5＋40.0＋32.5） m＋4×（5×30.0） m＋4×30.0 m〕，全橋跨越北湖，上部結(jié)構(gòu)為先簡支后連續(xù)預(yù)制T梁，單幅橋面寬度為20.25 m，橫向為9榀T梁。

T梁在預(yù)制場預(yù)制完成后，在提梁點提梁上橋，利用運梁車架梁。

該橋第11聯(lián)（46#—49#）設(shè)計為（32.5＋40.0＋32.5） m，梁高2.5 m；第12聯(lián)（49#—54#）設(shè)計為5×30.0 m，梁高2.0 m。該橋第12聯(lián)至橋尾T梁均已預(yù)制完成，但該橋右幅第11聯(lián)的第48跨、第49跨T梁未能按計劃整孔全部預(yù)制完成，影響了整體制梁、架梁計劃（圖1）。

圖1 第11聯(lián)、第12聯(lián)立面

由于該橋跨越北湖，北湖全年蓄水，無法搭設(shè)支架，且北湖水深僅1 m，未與外部水域連通，大型船吊無法使用；梁場預(yù)制T梁儲存量已達(dá)飽和狀態(tài)，急需進(jìn)行T梁外運架設(shè)。

鑒于上述原因，經(jīng)綜合考慮，選擇采用架橋機結(jié)合頂推滑移施工完成第51跨整孔T梁架設(shè)，保證了后續(xù)架梁工作的順利進(jìn)行。

2 施工總體部署

北湖特大橋右幅第11聯(lián)第47跨可架設(shè)整孔T梁（圖2），第48跨、第49跨僅可架設(shè)4片T梁（12#～15#）。由于第11聯(lián)不能完成全部T梁架設(shè)，架橋機中支腿橫梁懸空，無法橫移進(jìn)行后續(xù)整孔T梁架設(shè)。

圖2 右幅T梁編號

由于49#墩為分聯(lián)墩，蓋梁頂為臺階式，高差為0.5 m，蓋梁頂操作空間小，安全風(fēng)險大，所以計劃先架設(shè)第48跨、第49跨、第50跨對應(yīng)位置4片T梁（12#～15#），然后利用架橋機結(jié)合頂推滑移架設(shè)第51跨整孔T梁，保證架橋機中支腿橫梁可全部落在已架設(shè)T梁上，架橋機可橫移進(jìn)行后續(xù)整孔T梁架設(shè)。

調(diào)整后架梁計劃如下：

1）架橋機架設(shè)第11聯(lián)第48跨、第49跨12#—15#T梁。

2）架橋機架設(shè)第12聯(lián)第50跨12#—15#T梁。

3）頂推滑移法配合架橋機架設(shè)第51跨整孔T梁。

4）利用架橋機架梁，連續(xù)施工至該橋終點。

5）架橋機退回至第12聯(lián)、第11聯(lián)時，架設(shè)剩余T梁。

3 第51跨整孔T梁架設(shè)方法

總體施工方法：先利用架橋機架設(shè)1榀T梁，進(jìn)行臨時加固后作為施工通道；然后將計劃頂推滑移的T梁用架橋機落于頂推軌道上，頂推滑移至設(shè)計位置[1-5]。重復(fù)操作直至架設(shè)完成整孔T梁。

第1步：利用架橋機架設(shè)14#梁于13#梁位。落梁后進(jìn)行臨時固定（圖3）。

圖3 第14#T梁落梁

第2步：利用架橋機將18#梁在14#梁位落梁，落梁在頂推滑移軌道上，將T梁隔板在滑移軌道上進(jìn)行臨時固定，同時用鋼絲繩、手拉葫蘆將T梁與已架設(shè)的前一跨T梁進(jìn)行連接（圖4）。

圖4 第18#T梁落梁

第3步：將18#梁頂推滑移至設(shè)計梁位（圖5）。

圖5 第18#T梁頂推就位

第4步：按照同樣的方法，將16#、17#梁頂推滑移至設(shè)計梁位（圖6）。

圖6 第16#、17#T梁落梁頂推就位

第5步：利用架橋機架設(shè)15#梁，利用架橋機將14#梁由13#梁位吊移至設(shè)計梁位（圖7）。

圖7 第15#、14#T梁落梁頂推就位

第6步：利用架橋機將10#梁在13#梁位落梁于頂推滑移軌道上（圖8）。

圖8 第10#T梁落梁

第7步：將10#梁頂推滑移至設(shè)計梁位（圖9）。

圖9 第10#T梁頂推就位

第8步：按照同樣的方法，將11#梁頂推滑移至設(shè)計梁位（圖10）。

圖10 第11#T梁頂推就位

第9步：利用架橋機架設(shè)12#、13#梁。完成整孔T梁架設(shè)（圖11）。

圖11 第12#、13#T梁落梁頂推就位

4 頂推滑移施工技術(shù)

4.1頂推結(jié)構(gòu)設(shè)計

頂推結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件為：鋼軌、滑床、千斤頂。圖12中，材料1為鋼軌，鋼軌采用43軌，頂推滑移距離最長9.2 m，本工程采用4根長2.7 m的鋼軌、單端共10.8 m，鋼軌每隔50 cm鉆孔，孔徑3 cm；材料2為滑床，滑床上部為槽10，槽鋼下設(shè)四氟滑板；材料3為千斤頂，頂推部位為端橫梁處；材料4為方木，用于頂推過程中梁體支撐；材料5為千斤頂靠背，使用厚20 mm鋼板制作。

圖12 頂推結(jié)構(gòu)示意

4.2頂推力計算

頂推T梁梁長為30 m，最大體積為29.48 m3，最大質(zhì)量為29.48 t/m×2.6 m＝76.648 t，按80 t計算。頂推過程中只需克服滑板與鋼軌之間的摩擦力，由于滑動摩擦力小于最大靜摩擦力，在液壓千斤頂選型時應(yīng)根據(jù)所需克服最大靜摩擦力選型。

四氟滑板最大靜摩擦因數(shù)為0.04，鋼板與軌道之間涂抹黃油，最大靜摩擦因數(shù)按最不利取0.12。單端最大靜摩擦力為：80 t÷2×1 000×10 N/kg×0.12＝48 kN。已采購千斤頂最大推力100 kN，行程50 cm，可滿足要求。

4.3軌道加工

鋼軌計劃配置為每端4節(jié)，每節(jié)2.7 m。鋼軌每隔50 cm鉆孔，孔徑為3 cm。每節(jié)鋼軌端部鉆3個孔，孔徑3 cm，用于魚尾板連接，共需魚尾板6套（帶螺栓）。鋼軌加工完成后在加工廠進(jìn)行試拼。

4.4滑床加工

滑床結(jié)構(gòu)見圖13，材料1為10#槽鋼，長度為1.5 m；材料2為厚8 mm、寬8 cm四氟滑板。槽鋼每端設(shè)置短鋼筋點焊，作為四氟滑板的封堵。

圖13 滑床斷面

4.5軌道放樣及安裝

將頂推所用的鋼軌、鋼絲繩、手拉葫蘆、千斤頂、滑軌等材料全部運至現(xiàn)場，由現(xiàn)場指揮人員進(jìn)行清點，確保材料全部到位后開始組織實施頂推作業(yè)。由測量人員對支座中線及墊石中線進(jìn)行放樣，放樣完成后進(jìn)行支座安裝。

頂推部位為端橫梁，連續(xù)墩處支座墊石縱向長度為100 cm，沿墩柱中心線對稱布置，端橫梁距墩柱中心線為64 cm，軌道中心與端橫梁中心對應(yīng)，故鋼軌中心位置為距墊石64 cm－100 cm/2＝14 cm處。由項目部測量人員對鋼軌位置進(jìn)行放樣，鋼軌安裝前需復(fù)核。

鋼軌按照設(shè)計位置安裝，采用魚尾板進(jìn)行連接，保證滿足頂推滑移長度要求。鋼軌底部抄墊密實、無懸空，鋼軌底部水平。由于鋼軌直接安裝在蓋梁上，鋼軌底部的平整度可以滿足要求。

4.6滑床、千斤頂安裝

按照計劃落梁位置安裝滑床，滑床與鋼軌間抹黃油。滑床安裝在梁體正下方，按照梁端對稱安裝。滑床安裝完成后，由專人檢查，保證兩端滑床位置一致。滑床安裝完成后，安裝千斤頂靠背，靠背設(shè)置在梁體后約50 cm處，梁端靠背位置需一致，保證單次頂推滑移行程一致。

4.7落梁及梁體支撐加固

架橋機將預(yù)頂推T梁落于滑床上后，在隔板位置抄墊方木（圖12中材料4）。T梁兩側(cè)均利用導(dǎo)鏈固定于蓋梁上，中梁端隔梁與滑床之間用2塊楔形方木打緊，頂推過程中隨時觀察，防止松動，邊梁外側(cè)用斜撐固定于滑床上。

4.8頂推滑移

梁體就位并固定后，開始進(jìn)行頂推作業(yè)。將千斤頂安裝就位后，千斤頂油泵放置在頂推行程的中間，避免中間反復(fù)移動，影響作業(yè)效率。頂推作業(yè)前，先行空載，對千斤頂試運行。

頂推過程由專人統(tǒng)一指揮，保證兩端同步頂推，每次頂推距離為50 cm，完成后進(jìn)行千斤頂移位，移位后再次對T梁進(jìn)行頂推。頂推過程中，隨時觀察T梁隔板支撐情況，且隨頂推位移同步放松導(dǎo)鏈；檢查軌道穩(wěn)定情況，防止因兩端頂推不同步導(dǎo)致軌道移位。

4.9梁體就位及固定

T梁頂推滑移至設(shè)計位置后，由測量人員對T梁位置進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)T梁位置滿足設(shè)計要求后，兩端利用油缸頂于肋板位置同步向上頂起，然后落梁于砂筒上，完成單片T梁頂推施工。

梁體就位后立即進(jìn)行固定，中梁在端隔板位置用方木進(jìn)行抄墊，邊梁內(nèi)側(cè)用方木進(jìn)行抄墊、外側(cè)利用斜撐固定于擋塊上；將橫向的橫隔板、濕接縫預(yù)埋鋼筋進(jìn)行焊接，將梁端預(yù)埋鋼筋與前一跨已架設(shè)T梁的梁端預(yù)埋鋼筋進(jìn)行焊接，確保T梁穩(wěn)定。T梁加固前所有人員不得隨意在已架設(shè)T梁上走動，且T梁上不得堆放重物及施加荷載。

4.10頂推過程中的注意事項

頂推作業(yè)前，對現(xiàn)場操作人員進(jìn)行交底，并組織演練，安排熟練工人參加。由于為跨湖、高空作業(yè)，工人必須穿救生衣、系安全帶。頂推作業(yè)安排專人指揮，頂推施工的關(guān)鍵工序，從軌道放樣到梁體支撐、頂推作業(yè)，每道工序必須經(jīng)過檢查確認(rèn)后方可進(jìn)行后續(xù)工序施工。施工過程中及梁體就位后的支撐固定，是施工控制的重點，第1榀梁就位后，立即進(jìn)行支撐加固，相鄰梁就位后，立即對隔板鋼筋、濕接縫鋼筋進(jìn)行連接。架橋機必須進(jìn)行橫向限位處理，防止偏載。

5 結(jié)語

先簡支后連續(xù)T梁是目前高速公路建設(shè)比較常見的一種結(jié)構(gòu)形式，T梁的頂推滑移施工是在架橋機無法進(jìn)行整孔架梁作業(yè)、支架搭設(shè)不便的特殊條件下采用的施工工藝。通過對北湖特大橋T梁頂推滑移施工的研究，解決了跨湖施工中架橋機無法進(jìn)行整孔架梁作業(yè)的問題，在保證施工安全的前提下，大大節(jié)約了工期，可供今后類似工程參考。