預制T梁架設施工工藝及質量管理分析

姚文勝

（廣東冠粵路橋有限公司,廣東 廣州 511400）

0 引言

山區丘陵橋梁建設受到環境因素制約較大，且目前多采取40 m T梁開展施工，在長距離大縱坡工況下開展T梁施工存在極大的質量安全風險。國內外針對40 m T梁架設的施工研究較少，著重于山區公路病害處治，難以從施工前期進行項目風險把控。長距離、大縱坡路段T梁架設是關鍵技術難題，施工單位需要依據自然環境、交通狀況、橋梁受力特點，進行T梁架設結構方案的優化。

1 工程概況

項目合同段主線施工里程主線樁為K111+800~K124+000，全長12.2 km，路線于佛岡縣湯塘鎮四九北側山區布線，經瓦錫田、毛細坪等村，以隧道方式穿越高山頂，隨后越黃花河、京珠高速及國道G106，在跨越石角河后轉向西南經暖坑向佛岡的龍山鎮。主線設計公路標準為Ⅱ級公路，雙向六車道，設計速度100 km/h，整體式路基寬度33.5 m，分離式路基寬度為16.75 m。合同段需進行梁板預制的橋梁共有18座，其中，黃花河大橋橋位地處低緩丘陵，跨越山間谷地及黃花河，地勢起伏較大，橋梁上部結構采用先簡支后連續。該橋平面位于R=1 500 m的圓曲線上，左幅起點樁號K118+300.0，終點樁號K118+476.8.0，中心樁號為K118+388.4；右幅起點樁號K118+304，終點樁號K118+474，中心樁號為K118+389.0。跨徑組合：左右幅均為3×40+2×25=170 m。橋梁交角為90°，預制T梁數量統計如表1所示。

表1 預制T梁數量統計表

2 架橋機、運梁車等機械選用

2.1 施工安排

T梁架設安裝視預制情況及蓋梁完成情況進行合理安排，架設時間初定在2018年8月，到2019年5月底，該項目共設置兩個預制梁場，架梁路線也安排兩個，架梁路線都是沿著梁場各向兩邊主線架設。1號預制梁場位于主線K115+102~K115+540段，由于施工及地方道路寬度的限制，因此該標段的架梁順序擬以預制場為中心，依次沿主線各往兩邊架梁。T梁主要架設設備如表2所示[1]。

表2 架設安裝主要工具設備

2.2 架橋機

標段采用的架橋機為JQJ160T-40m三角桁架雙導梁架橋機，該設備能夠承載縱導梁等受力構件，實現電控操作、整機空載縱移、整機吊梁橫移、快速安全架梁等目的。圖1為主機結構示意圖，表3為架橋機主要性能指標。

表3 架橋機主要性能指標

圖1 主機結構示意圖

2.3 運梁車

T梁用160 t運梁車抬運，兩臺運梁車一臺主動、一臺被動，采取自重為23.53 kN的動力炮車，20 kN的助力炮車，共6軸，每軸4個輪胎，共24個輪胎。橫向輪距2.5 m，縱向輪距分別為1.375 m+2.695 m、1.375 m+1.755 m。

2.4 鋼絲繩

鋼絲繩抗拉強度1 700 MPa，直徑50 mm，總破壞拉力大于2 360 kN。T梁最大重量：M=1 300/2=650 kN，鋼絲繩荷載：S=M/n/sinθ=650/2/sin60°=375 kN，安全系數設定為6，鋼絲繩容許荷載經計算為393 kN，鋼絲繩滿足安全技術標準[2]。

3 施工工藝分析

40 m T梁架設施工工藝如圖2所示。關鍵施工流程開展如下：

圖2 40 m T梁架設施工工藝

3.1 預制場制梁設置

預制場按六大區設置，分別為鋼筋加工制作區、鋼筋綁扎區、制梁區、存梁區、裝梁區以及運輸通道區，各區根據實際情況科學合理布局。各區主要運輸道路使用厚20 cm的C25混凝土硬化，可滿足重載車輛行駛要求。預制場配置2臺10 t及2臺80 t的龍門吊，其中10 t門吊用于日常拆裝模板、澆筑混凝土等工作，80 t門吊用于提梁裝車工作，設置制梁區與存梁區。

3.2 運梁道路要求

運梁車沿主線大小樁號方向施工便道運至架設現場，在T梁架設前該項目部已組織人員及設備對施工便道進行重新復整，確保運梁便道承載力、寬度和坡度符合運梁要求。運梁便道的要求是路面寬度不小4 m、縱向坡度不大于4%、橫向坡度不大于2%、承載力、運梁便道兩側的凈空要滿足T梁及架橋機的通行。

炮車每軸單端輪胎對承重梁的作用力如式（1）所示：

式中，P——輪胎對承重梁的作用力（kN）；G——梁體自重，此處為40 m T梁的自重（kN）；Q——炮車的重量（kN）。

輪胎對承重梁頂板壓應力計算為0.93 MPa，滿足C20混凝土強度要求。

G1為T梁重力，G2為炮車重力，N1為低端車輪支座反力，N2為高端車輪支座反力，a為路面橫坡。40 m T梁重力G=1 300 kN，G1=G/2=750 kN；炮車重力G2=3×10=30 kN，當N2=0時，為炮車傾覆穩定性臨界點，此時N1=G1+G2=750 kN。以N1側輪胎的接觸面為研究對象：G1=sina×（2.5/2+1.3）+G2×sina×（1.3/2）=N1×cosa×1.25a=26.68°，tan26.68°=0.502 5，炮車傾覆穩定性臨界點時路面橫坡為57%≧2%。因此炮車在運梁通道行走過程中不存在傾覆的可能[3]。

已架設好的梁跨，對炮車經過梁片上露出的鋼筋接頭等進行處理，可以在運梁通道兩片梁上使用10 cm厚石粉填筑（墊層有效總寬度約為3 m），在石粉兩側采用10 cm×10 cm木方固定隔擋。

3.3 架橋機安裝、試車

架橋機設在橋臺平地上拼裝主梁，按照鋪軌圖詳細尺寸，利用全站儀將軌道中心線放樣到橋臺帽梁及橋墩蓋梁上，準確測出前中后支腿位置。試車前檢查減速機是否加油、油泵及其他液壓器件是否加油、轉動部件下方是否有障礙物、傳動部件是否潤滑[3-4]。

3.3.1 空載試車

空載試車中空載橋機前中支要沿著橫向軌道反復運行三次，且不能出現車輪打滑、啃軌道、磨電纜情況；前后小車沿著縱向軌道也要反復運行三次，小車也不應出現上述情況，整體平穩可靠；天車縱向運行中也不能出現打滑、啃軌道情況；前后卷揚機下降、上升階段，確保鋼絲繩順利運行，制動器靈敏。

3.3.2 重載試車

靜載試車按如下步驟開展：小車、天車移動至合適位置，卷揚機提升1.2倍梁重重物至150~200 m高度，對主梁10 min靜置后進行撓度測定，荷載卸掉后，則不得出現主梁殘余變形。動載試車則按如下流程開展：在靜載試車確定滿足要求后，則將1.1倍梁重重物進行重復下降、上升制動，并且將天車滿載情況下運行3~5次，對運行小車進行額定速度下的啟動制動，對限位開關、制動器、電氣系統等進行檢測，要確保主要構件不得出現損壞、松動等情況[4]。

3.4 梁板運輸

梁車起運前要清理道路，其中道路縱坡小于4%，橫坡小于2%，平曲線半徑不小于1 350 m。運梁階段需要有專業技術人員進行控制，運梁出現質量安全風險時，則要停止車輛行進；運輸時速保持在3 km/h以內，且設備附近要懸掛安全警示標志，輔助性設備需要配備在車輛上，以確保道路中的障礙物能夠及時得以清除[3]。

3.5 架設順序

主線橋雙幅梁片數一般為14片，單幅為7片，橋面寬度15.25 m/單幅，為均衡生產，合理利用現有資源，形成流水作業。根據設計圖主線橋每跨梁片按從內到外1號至7號順序編號，運梁炮車運梁時行走4號、3號梁片。T梁架設先架設路線左幅，再架設路線右幅，且由中梁依次向邊梁架設，即4號梁→5號梁→3號梁→1號梁→2號梁→7號梁→6號梁。其余架梁順序按照主線橋相同的方式進行架設，架梁作業順序嚴格按要求進行。

3.6 喂梁及吊梁運行

運梁車保持距離架橋機50 m處，且運梁車中心調整對正架橋機，運梁車保持1 km/h的速度緩慢進入設備臂內，現場在距離架梁前段3.9 m處繪制運梁車對位線；運梁車抵達對位線后則停止運行，此時起重天車將起吊設備下落，吊裝采取兩端捆綁式，鋼絲繩則依據T梁外觀、質量進行確定，長度合理，吊裝過程中T梁棱角和鋼絲繩之間構建墊鋼板，避免梁棱角、鋼絲繩的破壞；炮車將T梁移動至架橋機腹部，在吊梁行車下部，從梁體兩側翼板上預留的提梁孔位置下鋼絲繩并對梁體進行捆綁；確認捆綁穩固后起吊梁片，前移1號吊梁行車，炮車驅動車同步將向前運輸梁體；待梁體后端送到2號吊梁行車下方時，炮車驅動車停止前行按照以上方式對梁體后端進行捆綁和起吊。退出運梁炮車，1、2號吊梁行車同步向前運輸梁體[2-4]。

4 總結

預制T梁架設施工中，尤其要注意以下環節，焊接平臺上，鋼筋、焊條、模板等容易產生物件墜落，且施工用電設備也會產生漏觸電等情況，現場施工設備操作不合理極容易引發事故傷人等。考慮到該項目施工場地有限，現場運架道路不平整，場內運輸要做到事先檢查，避免出現翻車等事故。預制T梁架設作業對于復雜路段橋梁工程建設具有重要的社會經濟意義，只有在施工前期做好方案優化，才能夠確保項目的穩定安全開展。