探討橋梁項目高大鋼管支架整體平移施工技術

葉倫偉

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

現澆梁段施工，采用鋼管支架平移技術方案存在支架偏移、易傾覆，牽引力不能均勻施加等缺陷[1-3]。該文以某高速公路大橋梁體施工的成功經驗為例，總結高大鋼管支架整體平移施工技術要點，以提升橋梁工程現澆段的施工工藝水平，為同行提供借鑒。

1 工程概況

某高速公路大橋全長2 390.18 m。主橋設計為（1 480+453.6）m雙跨鋼桁梁懸索橋，主橋副孔為3×60 m等截面懸臂現澆預應力混凝土連續剛構，現澆段支架高度約50 m，重量320 t。現澆副孔段在主墩上構施工中，由于其施工安全隱患較大，建議采取“大型鋼管支架整體平移”施工技術。

2 工藝原理

該施工技術方案的工藝原理：前期進行支架及基礎的結構設計，采用桁架式下滑梁及PLC平移系統，解決高大鋼管支架在平移中因扭矩和剪力致使結構破壞及支架傾覆的風險[4]。液壓泵站和結構中的液壓元件，由PLC平移系統進行管控，由電腦指令對液壓千斤頂進行控制，再由位移和力傳感器將千斤頂的變化和頂推的距離反饋到電腦顯示屏上，為操作人員的實時監測、支架的平移提供了便捷，保證了整個移動過程的安全性。

3 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4 施工技術要點

4.1 施工準備

4.1.1 施工材料及設備

該施工技術方案，使用的主要材料見表1，主要機具設備見表2。

表1 主要材料表

表2 主要機具表

4.1.2 支架設計

（1）基礎設計必須滿足地基承載力要求，對地基軟弱區域必須進行加強處理，確保基礎在澆筑及移運期間不發生沉降，保證基礎在澆注和施工過程中不會出現塌陷。

（2）根據雙幅箱梁板的投影面積寬度來控制基礎的長度，在支架的設計階段，應使支架的強度、剛度、穩定性滿足支架平移牢固標準要求[5]。

（3）在頂推方向上設有斜拉桿、剪刀撐，使支架和滑桿桁架形成一體，以保證頂推力能整體平均分配給支架。

4.2 支架改造加固處理

（1）拆除支架連接：除基礎底座處連接之外，其他所有接頭全部拆除[6]。

（2）鋼管樁開槽：在檢查、加固支架連接處后，根據上滑梁尺寸及導軌梁的位置，在鋼管樁支承的基礎上，將鋼管樁切割成溝槽，以備下滑梁的安裝。鋼管樁開槽見圖2。

圖2 鋼管樁開槽

（3）上滑梁安裝：上部滑梁由工字鋼構成，其結構與鋼軌梁相同，并在其下部設有連接板。其結構形式如圖3所示。

圖3 上滑梁平面布置圖

（4）支架改造加固完成，檢查完后，要對其進行復查，主要內容有：基礎、支架的初始狀態是否還需加強；是否存在妨礙移動的障礙；滑梁鋼板的鋪設是否均勻可靠[7]。

4.3 平移系統安裝與調試

4.3.1 平移系統的組成

（1）該平移系統主要由操作臺、液壓系統、反力架三個部分組成，平移系統示意圖見圖4。

圖4 平移系統示意圖

（2）液壓系統采用PCL液壓控制系統，系統由液壓系統、計算機控制系統、檢測傳感器等組成（參見圖5）。

圖5 PLC平移系統組成

4.3.2 PCL平移系統的安裝調試

（1）2個平移式泵站，流量為24 L/Min，按頂推系統設計的頂推式千斤頂。

（2）為保證位移的同步性，需在平移時使用牽引式傳感器，測量范圍為1 m。

（3）開啟控制計算機，將主控制臺與泵站之間的光纖連接，并將其調至初始工作狀態[8]。

（4）頂推系統的調試：為確保平移的平穩性和安全性，必須進行細致的調試，包括：1）PLC系統運行狀態，是否正常；2）液壓系統工作狀態是否正常；3）是否正確地安裝了傳感器。

4.4 支架平移試運行

正式平移前，需觀測和測試整個平移工程系統的運行狀況、可靠性，按照以下步驟進行試驗：

（1）檢查所有準備工作是否已經完成，并滿足試驗的要求。

（2）檢驗頂鐵及其連接部位的狀況。

（3）為了減小起動加速度，并對液壓泵流速進行控制，按防傾覆計算，確定理論起動速度。

（4）試平移距離控制在3 mm以內，進行水平推力的收集，通過計算分析出托架的總重，將實際重量與設計值進行對比。在安全的條件下，進行平移施作。

4.5 正式平移和全過程實時監控

在試平移無誤后，就開始正常的平移工序施作。

（1）壓力：以所計算的推力、試驗的平移數據作為支撐來進行加壓。

（2）平動起動速率：≤1/5V。

（3）觀測結果：1）焊口和上滑梁，是否存在焊口裂紋、變形情況；2）軌道梁是否有開裂、變形情況；3）行走的總方向是否有障礙[9]。

（4）各測點要認真做好各項工作，及時地將實測資料反映出來，其內容有：地基沉降、行走方向、支架姿態。如果出現了數據的偏差，要對其進行分析和修正。

（5）平移時，對整個支架的平移和傾角進行監控，在支架結構四角設置了監測點，共計8個點。在對支架進行姿態監控時，應設置相應的預警、限位值，將姿態信息反饋到結構荷載過程，變形監測布置見表3。

表3 變形監測布置表

（6）利用PLC控制，確保各滑軌的位移相等，并實時測量平移的距離，通過PLC系統控制和手工方式進行全過程監測。

5 平移工作質量控制措施

（1）平移之前應安排工作人員對軌道梁上鋼板進行清理除銹，并涂抹潤滑脂。同時應檢查下滑梁下四氟板是否與軌道梁鋼板緊密貼合，有無空隙。

（2）PCL平移系統安裝完成后應進行檢查，檢查內容如下：1）液壓系統運行是否正常；2）油路有無堵塞泄露；3）PCL平移系統操作是正常，指令反應是否靈敏；4）傳感器安裝是否正確[10]。

（3）支架偏移觀察：1）在支架平移前，在中間軌道測量放樣出中線，并且把中線延長出軌道，平移時利用兩點一線的原則進行觀察；2）通過平移前在支架上焊接的限位擋塊觀察。

（4）支架偏移超過3 cm時，應停止平移并現場調整糾偏，支架偏移可通過三種方式調整：1）通過調節軌道旁安放的位移傳感器調整；2）通過調節千斤頂力的大小調整；3）通過在支架前后對角位置設置20 t手拉葫蘆進行調整。

（5）在支架平移快要到位的時候，找出鋼管樁與預埋板相對應的位置，并做好記號，直至鋼管樁移至相對應的位置停止，再通過測量定位復核支架8個角點是否達到設計位置。

6 結論

該大橋A1標段副孔現澆段施工中，因施工工期緊，針對貓道、主纜施工交叉作業中出現的危險，采用“大型鋼管支架整體平移”施工工藝，安全高效地完成了副孔現澆段的施工。其支架平移后鋼管樁距設計位置誤差小于1 cm，支架平移后檢查無任何結構性損傷。該施工技術方案有如下優勢：

（1）通過支架及基礎的結構設計，減少摩擦力與變形量，提高了平移的穩定性及安全性。

（2）采用PLC平移系統，監控液壓千斤頂頂推行程及頂推力，確保支架各受力點同步推進，且頂推精度高，不需要反復測量、調整，提高了施工效率。

（3）支架在完成澆筑后平移，且無須對支架再次預壓，節約了工期與成本。

（4）采用該技術組織施工，無須設置較大的材料存放區，節約了場地，對環境需求小；提高了材料的使用率，減少了材料損耗；降低了對起重設備的要求。

綜上，該施工技術方案適用于陸地或基礎經處理后能滿足承載力要求的現澆法橋梁施工。