地面軌道走行式造橋機(jī)現(xiàn)澆輕軌箱梁施工技術(shù)

摘　要:介紹了采用萬能桿件等常規(guī)材料拼裝的地面軌道走行式造橋機(jī),充分利用既有道路的承載能力采用人工操作安全、優(yōu)質(zhì)、高效地現(xiàn)澆TRANBBS城市輕軌中等跨度雙線預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁的TRANBBS施工TRANBBS技術(shù)。

關(guān)鍵詞:輕軌鐵路;高架橋;箱形梁;施工方法;造橋機(jī);橋梁施工

1　工程概況

武漢市軌道TRANBBS交通一號(hào)線一期工程Ｅ標(biāo)段起訖里程為ＤＫ7+930.667～ＤＫ10+195.667,正線全長(zhǎng)2.265ｋｍ,全線高架,共有80孔單箱雙線后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支現(xiàn)澆箱梁,其中跨度25ｍ的雙線單箱簡(jiǎn)支梁59跨,跨度30ｍ的雙線單箱簡(jiǎn)支梁共21跨。其中ＤＫ7+930.667～ＤＫ8+645.667段28跨橋梁位于京漢大道中央花槽中,其兩側(cè)為雙向6車道的混凝土路面。該段橋梁高度在11.0～12.0ｍ之間,橋梁坡度在4‰以內(nèi),公路面坡度基本為平坡。

2　軌道走行式造橋機(jī)構(gòu)造

地面軌道走行式造橋機(jī)主要由走行系統(tǒng)、地面移動(dòng)支架、支頂設(shè)備、模板系統(tǒng)組成,見圖1。

2.1　造橋機(jī)基礎(chǔ)

利用城市既有道路作移動(dòng)造橋機(jī)走行軌道的基礎(chǔ),支承造橋機(jī)、箱梁模板和箱梁混凝土以及現(xiàn)澆箱梁施工過程中的荷載。

2.2　地面走行系統(tǒng)

地面走行系統(tǒng)由走行軌道和走行小車組成。在道路中間隔離帶兩側(cè)的既有混凝土路面上鋪設(shè)木枕,在枕木上安放走行軌道。在造橋機(jī)的6個(gè)支墩?qǐng)D1　地面軌道走行式造橋機(jī)正面底

部各設(shè)1個(gè)走行小車,走行小車下面安裝2對(duì)走行輪與走行軌道連接。

2.3　地面移動(dòng)支架

地面移動(dòng)支架是在橋墩兩側(cè)各設(shè)置3個(gè)由萬能桿件拼裝的支墩,在支墩頂部用萬能桿件拼裝主梁,由走行裝置、支墩和主梁組成的“門”式連續(xù)剛構(gòu)。在主梁上面的每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置安放均衡梁,然后再在該均衡梁上安放主橫梁,主橫梁中間斷開而用節(jié)點(diǎn)鋼板和高強(qiáng)度螺栓拼接而成,用以既能將橋墩兩側(cè)的“門”式連續(xù)剛構(gòu)連接成整體組成現(xiàn)澆箱梁支承系統(tǒng),又能方便在造橋機(jī)移動(dòng)過程中根據(jù)具體情況需要隨時(shí)拆開和拼接。地面移動(dòng)支架可以在走行軌道上移動(dòng)。

2.4　支頂設(shè)備

每個(gè)支墩的支頂設(shè)備由4臺(tái)起落架裝置和50ｔ螺旋千斤頂及配置的鋼板組成。在支架就位過程中,螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,把起落架裝置安放在支墩底部,使走行輪懸空。同樣,在現(xiàn)澆箱梁完成要將支架移位過程中,用螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,把起落架裝置從支墩底部取走,使走行輪直接支承在軌道上。

2.5　模板

箱梁模板由底模、側(cè)模、內(nèi)模及端模組成。端模根據(jù)梁端尺寸加工成整體鋼模;外模根據(jù)梁體尺寸采用廠制加工成大塊可調(diào)式鋼模,用螺栓拼接;內(nèi)模用小塊鋼模拼裝,用鋼管腳手架支撐頂模及加固側(cè)模。

3　造橋機(jī)拼裝

造橋機(jī)在拼裝前先鋪設(shè)走行軌道,走行裝置采用吊車單個(gè)整體調(diào)至走行軌道的支架位置后用防滑鐵鞋將其卡穩(wěn),再在其上拼裝造橋機(jī)支墩。在拼裝支墩過程中為防其傾倒,采用每一橫排2個(gè)支墩為1個(gè)單元同步進(jìn)行,在其高度超過4.0ｍ后,通過結(jié)點(diǎn)板用萬能桿件將其橫向臨時(shí)聯(lián)結(jié)。支墩拼裝完畢后再拼主縱梁,采用中間支墩固定從中間向兩邊支墩合攏,以利于合攏聯(lián)結(jié)時(shí)局部調(diào)整。主縱梁拼裝時(shí)在其下部采用腳手架支撐。造橋機(jī)主縱梁上部均衡梁、主橫梁、模板分別采用吊車分塊吊裝準(zhǔn)確安裝就位。

4　造橋機(jī)預(yù)壓、預(yù)拱度設(shè)置及應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)

4.1　造橋機(jī)預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)置

為確保造橋機(jī)在施工時(shí)有足夠的剛度和強(qiáng)度,檢測(cè)造橋機(jī)受力后的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,消除支架的非彈性變形,準(zhǔn)確測(cè)出支架和地基的彈性變形量,為預(yù)留拱度提供依據(jù)。每臺(tái)造橋機(jī)在第1孔箱梁澆筑前,用編織袋裝砂作為荷載對(duì)造橋機(jī)進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)按梁的重量分布情況進(jìn)行布載,加載重量為梁重的1.3倍,測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)后,在以后各孔使用時(shí),不再重復(fù)預(yù)壓。加載分3次進(jìn)行,每次重量為總重的1/3,每次加載24ｈ完成后,觀測(cè)沉降量直至穩(wěn)定;最后一次加載完畢后觀測(cè)48ｈ直至支架和地基穩(wěn)定。當(dāng)支架穩(wěn)定后,測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。預(yù)壓完成卸載后,再測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高,然后結(jié)合梁體TRANBBS設(shè)計(jì)預(yù)拱度,考慮支架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆箱梁混凝土?xí)r的彈性變形,來設(shè)置支架的最終預(yù)拱度。

4.2　應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)

為掌握造橋機(jī)各構(gòu)件在造橋機(jī)各種受力條件下的受力情況,研究造橋機(jī)各構(gòu)件的安全性,在對(duì)造橋機(jī)預(yù)壓的全過程中同時(shí)對(duì)各種受力較大桿件進(jìn)行檢測(cè)。其原理是把表面鋼弦傳感器和應(yīng)變片固定于桿件表面,用頻率計(jì)和靜態(tài)應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù),利用先進(jìn)的檢測(cè)分析元件(ＹＪＰＣ-11)處理各點(diǎn)的應(yīng)力變化值,再根據(jù)各點(diǎn)受力值來分析各桿件的受力情況,對(duì)薄弱部位進(jìn)行加固,確保施工安全和箱梁施工質(zhì)量。方法是在造橋機(jī)拼裝完畢后,將電阻應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布在各受檢的桿件上,電阻應(yīng)變片和表面?zhèn)鞲衅饕嗖计渖?。預(yù)加荷載前作為初始檢測(cè)界面,在預(yù)壓加載前進(jìn)行多次調(diào)整,多次測(cè)試,零值穩(wěn)定后作為檢測(cè)的初始應(yīng)力值。在分步等荷載預(yù)壓過程中,記錄穩(wěn)定值,預(yù)壓過程中進(jìn)行跟蹤測(cè)試,直到該段預(yù)壓結(jié)束,每步預(yù)壓結(jié)束后進(jìn)行對(duì)比測(cè)試和進(jìn)行應(yīng)力分析提供準(zhǔn)確應(yīng)力測(cè)試值。

5　預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工包括鋼筋施工,防迷流措施,預(yù)埋件、預(yù)應(yīng)力鋼絞線波紋管道的安裝,混凝土灌注、振搗、養(yǎng)生、拆模,鋼索張拉,梁體封端及封窗等。其方法和注意事項(xiàng)與通常情況下基本一致。

6　造橋機(jī)移位

6.1　箱梁模板體系橫向外移

在箱梁預(yù)應(yīng)力鋼索張拉完畢后造橋機(jī)不再承受箱梁荷載,通過落架裝置調(diào)整支架高度,使箱梁底模完全脫離梁體后,拆除底模下部枕梁中部的聯(lián)結(jié)板,然后人工用倒鏈兩側(cè)對(duì)稱整體牽引底模下部均衡梁及工字鋼縱梁系統(tǒng),使其在主縱梁上部的橫梁上橫移,即可完成箱梁模板整體橫向外移。

6.2　造橋機(jī)縱移

通過調(diào)整落架裝置高度,使造橋機(jī)走行輪落在走行軌上,造橋機(jī)開始縱移。過橋墩時(shí),為確保其走行的穩(wěn)定性,每次只拆除主縱梁間的2個(gè)主橫梁,然后人工用倒鏈兩側(cè)對(duì)稱向外移動(dòng)此2個(gè)橫梁使其兩端外移到造橋機(jī)向前縱移時(shí)不會(huì)碰到橋墩的位置,再由人工用倒鏈牽引造橋機(jī),使其向前縱移。當(dāng)走到后一個(gè)主橫梁因橋墩阻礙不能行走時(shí),將已移過橋墩的主橫梁向內(nèi)橫移并聯(lián)結(jié)好,同時(shí)按前述方法拆除和外移后2個(gè)主橫梁。依次循環(huán),直至造橋機(jī)就位至下一孔梁位后將最后1個(gè)主橫梁聯(lián)結(jié)好。再用倒鏈按箱梁模板整體橫向外移的方法,將模板向里移至梁中線位置聯(lián)結(jié)好。造橋機(jī)過橋墩狀態(tài)見圖2。

7　造橋機(jī)高度調(diào)整

為了使造橋機(jī)高度滿足橋梁標(biāo)高與公路路面標(biāo)高差值的變化,采取的主要做法為:

圖2　造橋機(jī)過橋墩狀態(tài)

　(1)通過支頂設(shè)備完成模板與支架整體高度的調(diào)整,其調(diào)整范圍在10ｃｍ以內(nèi);(2)通過在造橋機(jī)落架裝置底部和頂部加墊鐵板和優(yōu)質(zhì)枕木來調(diào)整高度,其調(diào)整范圍在80ｃｍ以內(nèi);(3)當(dāng)橋梁標(biāo)高與公路路面標(biāo)高差值變化在90～170ｃｍ,則采取在造橋機(jī)支架下部加設(shè)與支架配套的長(zhǎng)度不大于100ｃｍ的非標(biāo)桿件,剩余的高度采用方法(1)、(2)調(diào)整。

8　施工周期

地面軌道走行式造橋機(jī)施工周期為15ｄ。

9　結(jié)　語

(1)應(yīng)用地面軌道走行式造橋機(jī)現(xiàn)澆城市輕軌箱梁周期短、效率高、安全可靠;(2)該造橋機(jī)宜用于橋梁高度在6ｍ以上15ｍ以內(nèi),且橋梁坡度和地面坡度變化不大的情況;(3)該造橋機(jī)宜用于橋梁孔數(shù)較多,地面經(jīng)過硬化且承載力較高的地段;(4)該造橋機(jī)不宜用于跨道口箱梁施工。