裝配式高樁架管橋預制面板吊裝新工藝研究

趙冬冬

（中鐵廣州工程局集團有限公司，廣東 廣州 511457）

自21 世紀初期，在我國華東沿海區域，開始嘗試采用裝配化技術進行高樁梁板式碼頭施工[1]。裝配化技術將高樁梁板式架管橋部分現澆構件改為先在預制場預制，再運輸至施工現場進行組裝施工，可有效提高構件制作質量、安裝進度以及減小環境污染[2-4]。近年來，我國裝配化技術在高樁梁板式碼頭中得到了廣泛應用，水運工程裝配化率所占比例逐年上升[5-6]。目前，國內高樁梁板式碼頭面板安裝施工通常采用陸地履帶吊或起重船吊裝方案，常規吊裝工藝存在施工效率低、周期長、設備租賃成本高、易阻撓施工便道交通、海上吊裝安全風險高等問題，不適用于工期壓力大、施工場地受限的近海水運工程[7-8]。因此，有必要研究一種適用于裝配式高樁梁板式架管橋預制面板快速吊裝新工藝。

為了解決施工成本及吊裝效率問題，結合高樁梁板式架管橋特點，創造性提出了一種履帶吊駐位鋼平臺吊裝預制面板新工藝。本文結合連云港徐圩港區液體散貨泊位區架管橋施工實際案例，介紹了履帶吊駐位鋼平臺吊裝新工藝原理，并將新工藝與常規工藝進行了對比分析，評估出新工藝在裝配式高樁架管橋上應用的優點與適用性，以期為類似工程提供參考與借鑒。

1 工程概況

徐圩港區液體散貨泊位區應急消防通道及綜合管網高樁裝配式架管橋位于近海潮間帶淺水區。架管橋采用水上高樁梁板式結構，呈直線型布置。樁基采用灌注樁，樁基上獨立設置現澆樁帽，樁帽頂部采用裝配化技術安裝預制縱橫梁及預制面板。縱橫梁通過外露鋼筋焊接澆筑聯結成井字型整體，預制面板安裝在縱橫梁頂部，預制面板間利用外露鋼筋連接為整體。預制面板間板縫、面層采用現澆方式澆筑成疊合面層。預制縱橫梁及預制面板分為跨中及懸臂端兩部分。

架管橋整體寬度為15.9 m，鋼棧橋寬9 m，背離鋼棧橋側懸臂面板重達11 t，水平吊距近21 m，需要采用95 t 以上大型履帶吊機方能滿足吊裝要求。而95 t 履帶吊履帶寬度達7 m，履帶吊駐位在鋼棧橋上易造成橋面通道阻塞，導致無法會車。履帶吊自重及起重構件重量對鋼棧橋結構承載力提出更高的要求，需對鋼棧橋采取結構加強措施，極大增加了材料費用。高樁梁板式架管橋結構如下圖1 所示。

圖1 高樁梁板式架管橋結構圖

2 駐位鋼平臺設計

結合裝配式高樁梁板式架管橋結構特點，利用樁帽現澆節點作為鋼平臺支腿駐位點，設計出一款帶支腿的履帶吊駐位鋼平臺。鋼平臺結構主要由箱體與支腿組成，采用鋼板及工字鋼將各箱體連接成支撐框架體系。箱體高度設計為635 mm，支腿高度設計為520 mm，支腿高度高出樁帽頂預留鋼筋長度，保證支腿與鋼筋不發生碰撞。

根據排架間距，制作三個履帶吊駐位鋼平臺，分別為9 m 標準跨與4 m 非標準跨鋼平臺，兩種長度與主體結構跨度保持一致。標準跨鋼平臺尺寸為9 m×6.39 m×1.15 m（2 個），非標準跨鋼平臺尺寸為4 m×6.39 m×1.15 m（1 個）。為了便于運輸及拼裝，將鋼平臺沿架管橋縱軸線分為兩片，現場通過螺栓連接為整體。兩種類型的駐位鋼平臺結構如下圖2 所示。

圖2 駐位鋼平臺結構圖

履帶吊駐位鋼平臺現場拼裝流程分別為鋼平臺拆解運輸、鋼平臺現場拼裝、鋼平臺吊裝駐位、吊設履帶吊機就位鋼平臺、履帶吊吊裝預制面板。現場標準跨鋼平臺吊裝如下圖3 所示。

圖3 鋼平臺吊裝

3 預制面板吊裝新工藝

在綜合管網主管廊工程段兩端的高樁樁帽節點處吊裝鋼平臺。架管橋預制面板從管廊端部開始逐跨推進吊裝。履帶吊駐位鋼平臺上吊裝架管橋預制面板構件流程如下圖4 所示。

圖4 預制面板吊裝工藝流程

架管橋全線共44 個結構段，每個結構段含9 個排架，標準排架間距均為9 m，結構段之間排架間距為4 m。因此，一個結構段含8 個標準段與1 個非標準段。在標準結構段一次性安裝兩塊標準跨鋼平臺，分別就位在第一跨與第二跨上。兩塊鋼平臺就位后通過螺栓緊固連接形成整體吊裝平臺。預制面板吊裝工藝流程如下：

（1）運輸車輛將預制面板運送至鋼棧橋指定喂板位置。

（2）履帶吊駐位在第一跨鋼平臺上，將所能覆蓋的跨中面板及懸臂面板吊裝就位。

（3）履帶吊前進駐位至第二跨鋼平臺上。拆卸鋼平臺連接螺栓，使用履帶吊將第一跨鋼平臺吊裝周轉至第三跨結構段位置處。

（4）履帶吊裝在第二跨平臺上繼續吊裝所能覆蓋的預制面板。

在遇到結構段分縫位置時，吊換4 m 跨鋼平臺作為駐位鋼平臺。循環上述（2）～（4）步進行流水作業施工，依次完成全線架管橋預制面板吊裝。

采用履帶吊駐位鋼平臺吊裝新工藝，運輸車輛可不中斷連續運輸預制面板，保證喂板的及時性。同時，不占用過多的鋼棧橋空間。履帶吊駐位鋼平臺吊裝預制面板吊裝工序如下圖5 所示。

圖5 預制面板吊裝工序

4 預制面板吊裝工藝對比

高樁梁板式架管橋橋面板吊裝常規方法采用鋼棧橋上履帶吊安裝以及水上起重船安裝。采用鋼棧橋上履帶吊安裝預制面板，通常需采用運輸車將預制面板運送至鋼棧橋吊運現場，再通過駐位在鋼棧橋上的履帶吊進行吊裝。履帶吊駐位在鋼棧橋上，顯著增加了鋼棧橋載荷，且履帶吊大范圍占用鋼棧橋通道，易造成運輸通道會車困難以及造成交通安全事故。

采用水上起重船吊裝預制面板，起重船船體垂直架管橋擺放，由錨艇拋錨至合理位置定位。起重船舶吃水較深，在近海淺水區作業，需對海底進行疏浚。起重船進場費用高、耗油量大，易受海況（風浪、水流）影響，安全問題突出，船機沖撞架管橋樁基事故頻發。

為緩解鋼棧橋通道交通壓力及荷載壓力、在保證安裝效率及施工安全前提下減少費用投入，提出了履帶吊駐位鋼平臺安裝預制面板的吊裝方法。通過收集各吊裝工藝指標參數，綜合對比分析，確定履帶吊駐位鋼平臺吊裝預制面板新工藝的可行性。各預制面板吊裝工藝評價指標對比分析如下表1 所示。

表1 預制面板吊裝工藝對比分析

由上表1 各吊裝工藝對比分析可知，相對傳統吊裝工藝，履帶吊駐位鋼平臺吊裝預制面板實施效率高，鋼平臺周轉快，不受施工場地條件限制，且適用于長線型碼頭、風大浪急等惡劣海況地區。該吊裝工藝在安全、進度、成本等方面優勢明顯，對類似近海工程結構施工具有較好的適應性。

5 結語

結合近海高樁梁板式架管橋結構特點，利用樁帽現澆節點作為鋼平臺支腿駐位點，架設自研鋼平臺作為履帶吊駐位平臺進行預制面板吊裝。本吊裝新工藝，打破了傳統預制面板安裝方式，吊裝靈活性高，不占用鋼棧橋通道，避免了通道通行及承載壓力，減小了工序交叉施工影響，解決了吊裝水平吊距遠的問題，極大提高了預制橋面板吊裝效率。新工藝特別適用于長線型碼頭、施工場地條件受限較大、風大浪急等惡劣海況地區工程，對類似工程結構施工具有良好的適用性。因此，履帶吊駐位鋼平臺吊裝預制面板新工藝具有一定的借鑒性、普適性以及推廣性。