榕江南河大橋預(yù)應(yīng)力混凝土梁的吊裝方法

摘要：某特大橋工程的預(yù)應(yīng)力混凝土梁?jiǎn)渭亓看?，?shù)量多，采用架橋機(jī)架設(shè)。本文介紹其預(yù)制場(chǎng)布置、運(yùn)輸與安裝安排、架橋機(jī)拼裝、縱橫移動(dòng)與安裝就位等主要吊裝方法與安全技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土梁、運(yùn)輸與安裝、架橋機(jī)拼裝、縱橫移動(dòng)、安全措施。
1、工程概況
廣東省揭陽(yáng)至普寧高速公路跨榕江南河大橋長(zhǎng)1315m，共52跨，跨徑分別為11×20m+6×30m+6×45m+6×30m+1×25m+22×20m，屬特大橋，總造價(jià)7200萬(wàn)元。該工程設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支梁橋，采用雙幅分離式結(jié)構(gòu)，橋面總寬26m，每幅13m。主體結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁與空心板梁，其中45m、30m與25mT型梁各有72片、144片與12片、20m空心板梁有528片，每片重量分別為139t、67t、57t與32t。T型梁采用后張法、空心板梁采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)制施工工藝。由于預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁?jiǎn)渭亓看?，?shù)量多，其吊裝工作成為該工程的關(guān)鍵工序。施工前經(jīng)過(guò)多方案比較，決定采用架橋機(jī)吊裝。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)架橋機(jī)完整的操作規(guī)程，其操作還需在實(shí)踐中繼續(xù)探討并逐步積累經(jīng)驗(yàn)。該工程合同工期自2002年1月8日至2003年7月8日，其中預(yù)應(yīng)力混凝土梁吊裝工作于2002年11月1日至2003年6月18日進(jìn)行，吊裝施工過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何質(zhì)量與安全事故，竣工驗(yàn)收被評(píng)為優(yōu)良工程。

2、預(yù)制場(chǎng)布置
預(yù)制場(chǎng)設(shè)置在大橋27#~29#墩橋位右側(cè)的一片砂灘地上，預(yù)制場(chǎng)地標(biāo)高比橋面低13m。
T型梁預(yù)制臺(tái)座平行于橋軸線，45mT型梁臺(tái)座12條，30mT型梁臺(tái)座12條（兼25mT型梁預(yù)制臺(tái)座），預(yù)制臺(tái)座后方是30mT型梁的臨時(shí)儲(chǔ)存區(qū)。平行于臺(tái)座方向設(shè)置移梁龍門架3臺(tái)，其中跨度48m龍門架1臺(tái)、33m龍門架2臺(tái)，負(fù)責(zé)所有臺(tái)座上T型梁的起吊、橫移及預(yù)制過(guò)程中鋼筋與混凝土的運(yùn)輸工作?？招陌辶侯A(yù)制臺(tái)座垂直于橋軸線，共設(shè)置4槽×6片/槽=24片臺(tái)座。在空心板梁臺(tái)座之間設(shè)置跨度23m龍門架3臺(tái)，前端與大橋之間設(shè)置移梁轉(zhuǎn)盤(pán)小車，以便移梁上橋面前先轉(zhuǎn)向90度使之平行于橋軸線。預(yù)制場(chǎng)施工要點(diǎn)：

（1）T型梁采用鋼絲繩兜托梁底起吊法，不設(shè)吊環(huán)，在臺(tái)座吊孔處的底模設(shè)為活動(dòng)板，擺放在鋼支撐上，活動(dòng)底模與兩端底模接縫可采用膠帶粘縫止?jié){，活動(dòng)板下空隙要能讓鋼絲繩兜底穿入及拉出，同時(shí)在梁翼板上對(duì)應(yīng)位置預(yù)留穿索孔。
（2）空心板梁采用預(yù)埋吊環(huán)起吊，在預(yù)制過(guò)程中認(rèn)真做好吊環(huán)的預(yù)埋工作，在綁扎鋼筋時(shí)澆灌混凝土前及時(shí)埋設(shè)。
（3）在預(yù)應(yīng)力張拉或放張后，由于梁起拱，臺(tái)座兩端將承擔(dān)全部梁重，因此臺(tái)座兩端基礎(chǔ)須堅(jiān)硬可靠，并對(duì)T型梁兩側(cè)設(shè)置斜支撐，縱向間距50cm。

3、梁的吊裝安排
預(yù)制場(chǎng)內(nèi)移梁采用單龍門架，提梁上橋面采用雙高低式龍門架，橋面上移梁采用運(yùn)梁小平車，架梁安裝就位采用架橋機(jī)。該工程使用最大架設(shè)跨度為45m與20m的架橋機(jī)各1臺(tái)。

在梁吊裝前，先由單龍門架將梁移至梁臨時(shí)停放點(diǎn)，臨時(shí)停放點(diǎn)設(shè)在大橋的27#~28#墩下右側(cè)，此時(shí)雙高低式龍門架先移開(kāi)于27#~28#墩外兩側(cè)。梁臨時(shí)停放并支穩(wěn)后，雙高低式龍門架移到梁吊點(diǎn)處，再用雙高低式龍門架提梁至橋面，并移梁放置于橋面的運(yùn)梁小平車上。運(yùn)梁小平車兼負(fù)運(yùn)梁和給架橋機(jī)喂梁的任務(wù)。架橋機(jī)架梁前先橫移至運(yùn)梁小平車的軌道處，從運(yùn)梁小平車上提起梁后，先橫移至待安裝的梁位，再向前吞梁，后落梁并橫向微調(diào)安裝就位。T型梁的吊裝程序安排：鋼絲繩兜底、龍門架起吊→龍門架運(yùn)梁并放于高低架下→高低架將梁提運(yùn)于橋面的運(yùn)梁小平車上→運(yùn)梁小平車將梁運(yùn)至架橋機(jī)位→架橋機(jī)起吊梁并橫移至待安裝梁位→架橋機(jī)向前喂梁→架橋機(jī)微調(diào)并對(duì)位落梁。

空心板梁的吊裝程序安排：吊環(huán)穿鋼絲繩、龍門架起吊→龍門架運(yùn)梁并放于運(yùn)梁轉(zhuǎn)盤(pán)上→運(yùn)梁轉(zhuǎn)盤(pán)向前轉(zhuǎn)運(yùn)90度、放于高低架下→高低架將梁提運(yùn)于橋面的運(yùn)梁小平車上→運(yùn)梁小平車將梁運(yùn)至架橋機(jī)位→架橋機(jī)起吊梁并橫移至待安裝梁位→架橋機(jī)向前吞梁→架橋機(jī)微調(diào)并對(duì)位落梁。為了能在橋面上鋪設(shè)運(yùn)梁小平車軌道、雙龍門架高位軌道、和在橋面上拼裝架橋機(jī)，在大橋全面吊裝之前，使用大型吊機(jī)或龍門架先安裝2~3跨橋梁，該工程先安裝26#~29#墩的T型梁，其中27#~28#墩T型梁使用30m龍門架直接安裝，龍門架軌道鋪設(shè)于27#與28#墩兩側(cè)。

4、架橋機(jī)拼裝
架橋機(jī)一般在制作場(chǎng)把各構(gòu)件（支腿、主桁架、副架等）先制作，再搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)拼裝。
拼裝前先用型鋼或貝雷片搭設(shè)馬架，由吊車或龍門架將各支腿和兩片主桁架吊到馬架上組拼。各部件組裝并接好電氣線路后，在馬架下安裝軌道，在支腿處用千斤頂將架橋機(jī)頂起。再把馬架抽出、千斤頂回油，將架橋機(jī)支腿落于軌道上。然后根據(jù)橋面縱坡調(diào)整各支腿，使架橋機(jī)處于水平（主桁架縱坡不得大于0.5%）。最后采用簡(jiǎn)單扒桿將副架安裝于主桁架上，對(duì)架橋機(jī)各部件進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)后，將架橋機(jī)推至待安裝梁的位置。

架橋機(jī)安裝時(shí)要注意以下問(wèn)題：
（1）架橋機(jī)拼裝位置要選擇好，不得有架橋機(jī)縱橫移動(dòng)的障礙，架橋機(jī)中支腿盡量處于己安裝梁的端部梁肋位置。
（2）架橋機(jī)各節(jié)桁架間采用栓接，銷棒使用前仔細(xì)檢查其質(zhì)量，安裝時(shí)盡量使用龍門架銷接。
（3）架橋機(jī)頂升時(shí)支腿處要支墊較大剛度的分配梁，以免過(guò)大的集中力將橋面板損壞。
（4）架橋機(jī)拼裝后將軌道端部的止滑塊安裝牢固，方可進(jìn)行縱橫移運(yùn)行，以策安全。

5、架橋機(jī)縱橫移動(dòng)
先鋪好縱向軌道，架橋機(jī)橫移至軌道上方，分別將后支腿與中支腿頂離軌道，輪箱轉(zhuǎn)向并騎位于軌道上方，拆除中后支腿橫向鋼軌，兩支腿落于縱向軌道上，同時(shí)將副架移至后支腿處做配重，并收起前支腿。將下一跨蓋梁上的橫向軌道鋪好，各工作就緒、安全檢查后整機(jī)縱向前移。飄架（即縱向移動(dòng)架橋機(jī)）到位時(shí)，落下前支腿，頂升前支腿并鋪橫向鋼軌。同樣方法頂升中支腿與后支腿，并鋪橫向鋼軌。各支腿輪箱轉(zhuǎn)向落在橫向鋼軌上，全面試運(yùn)行安全檢查即具備橫移能力。

架橋機(jī)縱橫移動(dòng)時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：
（1）為了保證安全，架橋機(jī)前移飄架前，必須依次對(duì)前、后、中支腿進(jìn)行陸續(xù)臨時(shí)頂升，把各支腿從橫向軌道移到縱向軌道，要求用兩個(gè)千斤頂對(duì)一個(gè)支腿同時(shí)頂升，并同時(shí)收起。
（2）架橋機(jī)跨墩縱向飄架移位時(shí)，必須空載并將前支腿及附屬構(gòu)件拆卸，以減輕前支腿的重量，兩副架運(yùn)行到后支腿后面作配重，并作臨時(shí)固定，以防架橋機(jī)縱向運(yùn)行時(shí)失穩(wěn)。飄架移位過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量架橋機(jī)前端的下?lián)隙?，確保在計(jì)算的安全范圍內(nèi)。
（3）架橋機(jī)支腿頂高時(shí)要在已安裝梁的梁腹中心線上操作，如不在梁腹中心線上，可鋪設(shè)鋼橫梁把受力傳到腹板上。中支腿橫移軌道不能壓翼板，前后橫移軌道可滿墊方木。
（4）對(duì)于各支腿軌道，尤其是前支腿橫移軌道的吊裝，宜采取在架橋機(jī)主桁架上裝臨時(shí)小扒桿，由小扒桿吊運(yùn)和人工配合安裝的方法。
（5）由于該工程的雙幅橋面都有2%的斜向外側(cè)的坡度，因而架橋機(jī)橫移軌道宜用枕木調(diào)平，并在軌道兩側(cè)設(shè)置可靠的止滑塊，以確保架橋機(jī)橫移安全。
（6）架橋機(jī)飄架到位后，進(jìn)行較全面的安全檢查，如螺栓與銷子的連接是否牢固、鋼絲繩接頭及電氣線路是否正確、電線有否破損和擠壓、液壓系統(tǒng)是否正常、軌道接頭是否平順，支墊是否平穩(wěn)和軌距尺寸是否正確等，并進(jìn)行空載試運(yùn)行正常，才能進(jìn)行架梁吊裝作業(yè)。

6、梁的安裝就位
安裝前，自行式運(yùn)梁小平車將梁運(yùn)至架橋機(jī)后跨內(nèi)，將兩副架移到梁吊點(diǎn)處，安裝吊具進(jìn)行起吊，吊離運(yùn)梁小平車面20~30cm時(shí)宜暫停檢查，對(duì)各受力部位進(jìn)行觀察確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題時(shí)才能繼續(xù)起吊。梁在起落過(guò)程中應(yīng)保持橫向傾斜不超過(guò)2%、兩端縱向高差應(yīng)不大于30cm。兩副架同步起吊后，宜先整機(jī)橫移到待安裝梁位軸線，再縱向吞梁到前跨位置。梁落至蓋梁頂約20cm時(shí)，保持梁的穩(wěn)定，微橫移到待安裝的準(zhǔn)確位置。宜先落穩(wěn)一端再落另一端，同時(shí)注意支座偏差，梁傾斜度，支座密貼。就位后應(yīng)臨時(shí)支撐，將梁橫隔板上的鋼筋與已安裝梁橫隔板上的鋼筋焊接。這樣依次安裝下一片梁，整跨梁全部安裝后，可將架橋機(jī)縱向飄架，進(jìn)行下一孔的架設(shè)，如此循環(huán)直到完成。

每跨梁的架設(shè)一般先安裝其中一片邊梁，再安裝其它梁。每跨第一片邊梁安裝就位時(shí)，應(yīng)做可靠的臨時(shí)支撐，待與其相接的下一片梁安裝就位后，再將兩片梁橫隔板上的鋼筋互相焊接。

7、主要安全技術(shù)措施
對(duì)于龍門架和運(yùn)梁小平車，一般采用定型產(chǎn)品，使用時(shí)，應(yīng)按其額定載荷并嚴(yán)格遵守其操作規(guī)程，確保安全。針對(duì)該工程的特點(diǎn)，重點(diǎn)采取了以下安全技術(shù)措施：
（1）架橋機(jī)的強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算：架橋機(jī)在使用前，應(yīng)根據(jù)工程的特點(diǎn)和尺寸（如橋跨度、梁重量等）驗(yàn)算其強(qiáng)度與剛度，對(duì)主桁架接點(diǎn)、支腿滾輪及軌道等薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。在臺(tái)風(fēng)季節(jié)使用架橋機(jī)應(yīng)驗(yàn)算其空載橫向抗傾覆穩(wěn)定性，在六級(jí)以上大風(fēng)時(shí)停止架梁。架橋機(jī)在跨墩縱向飄架時(shí)應(yīng)全過(guò)程觀測(cè)主桁架前端的下?lián)隙龋軜驒C(jī)吞梁時(shí)也應(yīng)全過(guò)程觀測(cè)主桁架各跨中的撓度，若超過(guò)計(jì)算值應(yīng)立即停止，檢查原因，采取加固主桁架各接點(diǎn)等措施后，才能繼續(xù)飄架或吞梁。
（2）架橋機(jī)各支腿應(yīng)同步橫移：架橋機(jī)橫移過(guò)程中，前、中、后三個(gè)支腿應(yīng)同步進(jìn)行，其繼電器等應(yīng)靈敏可靠，若某一支腿發(fā)生故障，其它支腿應(yīng)同步停止移動(dòng)，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重后果。
（3）橋面軌道坡度的調(diào)平：該橋梁共52跨，其中第22#墩處的橋面標(biāo)高最大，往橋前后沿橋軸線設(shè)計(jì)有1.5%的縱向坡度，因而架橋機(jī)跨墩縱向飄架時(shí)，其軌道宜采用枕木調(diào)平。橋面設(shè)計(jì)有橫向坡度，雙幅橋面都以橋中軸線為高點(diǎn)并以2%的坡度向兩側(cè)傾斜，因而宜采用槽鋼、鋼板和枕木等把架橋機(jī)的橫移軌道調(diào)平，把運(yùn)梁小平車兩軌道的標(biāo)高調(diào)整一致。
（4）運(yùn)梁速度和抗滑措施：龍門架、運(yùn)梁小平車和架橋機(jī)負(fù)載移運(yùn)梁時(shí)，其速度宜控制在0.1~0.2m/s（即6~12m/min）之間，尤其是負(fù)載啟動(dòng)與剎車時(shí)加速度不宜超過(guò)0.1m/s2。各種軌道的端部應(yīng)設(shè)置止滑擋塊，必須在雨天移運(yùn)梁時(shí)，可對(duì)軌道適當(dāng)撒水泥粉，增加軌道的摩擦系數(shù)。
（5）架橋機(jī)對(duì)橋面的壓力驗(yàn)算：由于架橋機(jī)有三個(gè)支腿，在吊梁移運(yùn)（吞梁）過(guò)程中，最不利工況是梁位于架橋機(jī)主桁架中間（如下圖示），此時(shí)中支腿承受的壓力最大。可按一次超靜定梁計(jì)算中支腿的壓力，其應(yīng)不大于橋面最大設(shè)計(jì)荷載。同時(shí)在架橋機(jī)飄架和吊運(yùn)梁之前，應(yīng)將前一跨所有梁的橫隔板鋼筋焊接，以增加橋面的整體性，防止已吊裝的T型梁傾倒。
（6）提梁高低架的抗傾覆驗(yàn)算：當(dāng)高低架將梁提到橋面標(biāo)高后，將把梁以加速度a=0.1m/s2向橋上移動(dòng)，此時(shí)梁有慣性力T=Ga/g（G為梁重量）。由于高低架自重相對(duì)于梁重量較小，可忽略高低架自重，則高低架對(duì)低端點(diǎn)的抗傾覆安全系數(shù)為K=gl/ah。K應(yīng)大于1.5才能確保安全。
參考文獻(xiàn)：
1、姚玲森主編《橋梁工程》人民交通出版社2001年5月第1版；
2、周水興、何兆益、鄒毅松等編著《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》人民交通出版社2001年10月第1版。