高架橋鋼箱梁支架法滑移施工技術(shù)

曾懿生

（核工業(yè)華南建設(shè)工程集團(tuán)公司，廣東 廣州 510800）

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通設(shè)施的建設(shè)日益增加，高架橋鋼箱梁的施工也越來越受到重視。當(dāng)前高架橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，規(guī)模越來越大，對施工技術(shù)的要求也不斷提高。如何選擇合理的施工技術(shù)方案開展高架橋鋼箱梁施工成了當(dāng)前的一個(gè)重要課題。

1 工程實(shí)例

本文研究以杭州某高架橋?yàn)閷?shí)際工程案例。該高架橋采用31 m+65 m+31 m跨徑，橋面寬度為25 m，均勻跨徑為40 m+65 m+40 m，結(jié)構(gòu)采用單箱4室底面變高鋼箱梁。該高架橋的主線高架為24聯(lián)運(yùn)，橋面在R8700豎曲線之上，墩號范圍為70～73，中跨跨中處梁高2 m,變墩梁高2 m,中墩梁高3.2 m。圖1為該大橋的立面示意圖。

在該高架橋建設(shè)期間，最初的計(jì)劃是在地面橋北側(cè)的一塊空地上開展鋼梁拼裝，隨后整體橫溢進(jìn)行拼裝施工。但后期因施工現(xiàn)場場地條件存在限制，北側(cè)拼裝場地附近有多處高壓電桿塔，不僅會(huì)對吊裝拼接造成影響，而且施工存在巨大的觸電風(fēng)險(xiǎn)。隨后經(jīng)過分析和研究，改為在施工現(xiàn)場東部的空地上，以單節(jié)段的形式進(jìn)行拼裝，逐個(gè)節(jié)地進(jìn)行拼裝，隨后將拼裝好后的橋梁部件通過平移，運(yùn)輸?shù)绞┕蛭婚_展拼裝施工。

圖1 高架橋立面示意圖（單位：mm）

2 分段方案制定與滑移輪次的劃分

在該高架橋開展施工之前，通過對運(yùn)輸條件、設(shè)計(jì)圖紙要求、安裝條件以及制造能力具體的考慮分析之后，最終決定該高架橋的主線鋼梁的劃分方式使用縱橫向結(jié)合形式，為了能夠確保隔板完整性，對4個(gè)墩頂處采取橫向劃分的形式，將其分為2個(gè)含挑臂分段，剩余的位置則采用縱向劃分的形式，將每一個(gè)橫斷面劃分成6個(gè)分段，每一個(gè)分段為一個(gè)箱室，同時(shí)兩側(cè)的挑臂各為一個(gè)分段。該高架橋共計(jì)9個(gè)縱向節(jié)段，4個(gè)橫向節(jié)段，分段總數(shù)為62個(gè)。為了保證能夠良好的配合滑移方案開展施工，沒有對環(huán)縫采取常規(guī)的錯(cuò)峰方案，而是選擇齊口形式方案。圖2為高架橋劃分段和滑移輪次示意圖。

在施工期間，橫向分段的縱向長度較小，一次無法開展獨(dú)立的橫移，因此在施工期間將4個(gè)橫向節(jié)段先同縱向節(jié)段進(jìn)行組合，隨后對組合體開展滑移。該高架橋工程共計(jì)9個(gè)滑移輪次，最大滑移質(zhì)量為280 t，各輪次的質(zhì)量都有所差異。

圖2 高架橋劃分段和滑移輪次示意圖（單位：mm）

3 滑移系統(tǒng)

3.1 滑移系統(tǒng)支撐與調(diào)節(jié)

該高架橋項(xiàng)目的運(yùn)輸設(shè)備并未采用經(jīng)常使用的四氟乙烯滑靴，而是采用履帶式滾輪小車，相比前者，履帶式滾輪小車滾阻力小、設(shè)備簡單、裝卸便捷、成本低廉，同時(shí)可以開展連續(xù)的滾動(dòng)，具備較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用性。在每臺小車上置放三維調(diào)千斤頂一個(gè)，在滑移過程中，使用千斤頂對水平位置和高程進(jìn)行調(diào)整，千斤頂和小車的組合為一整套滑移設(shè)備。在每個(gè)滑輪輪次進(jìn)行設(shè)備運(yùn)輸期間，每個(gè)滑移設(shè)備的荷載力設(shè)置控制值為350 kN，每輪次設(shè)備的使用數(shù)量控制在6～10臺，最多情況下不得超過4個(gè)滑移輪次開展循環(huán)作業(yè)。該高架橋項(xiàng)目共計(jì)準(zhǔn)備38套設(shè)備，其中滾輪小車規(guī)格為：軸承寬100 mm，額定荷載為2 000 kN，小車自重200 kg，小車尺寸為880 mm×250 mm×180 mm[1]（見表1）。

表1 三維精調(diào)千斤頂相關(guān)參數(shù)

3.2 滑移軌道技術(shù)

該高架橋工程項(xiàng)目滑移軌道的結(jié)構(gòu)形式采用雙拼H600×200×11×17型鋼，軌道間距為1.04 m,軌道縱橫間距為9 m,普通滑移距離為25.15 m，最大滑移距離為111 m,將鋼槽的上緣、下緣設(shè)置限位裝置，從而保障滾動(dòng)小車可以在軌道內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)。此外，該次采用的滾輪小車滾輪寬度為100 mm，但是雙拼H鋼翼緣較薄，無法實(shí)現(xiàn)滿焊的效果，所以在安裝期間，對槽鋼和H鋼墊鋼板，對局部剛度進(jìn)行加強(qiáng)，確保小車在移動(dòng)過程中不會(huì)因?yàn)闈L輪的集中荷載而引發(fā)H型鋼翼緣凹陷變形狀態(tài)。

3.3 施工牽引系統(tǒng)

該高架橋項(xiàng)目的牽引動(dòng)力使用液壓穿心千斤頂來提供，同時(shí)傳力的媒介采用25精軋螺紋，將千斤頂在每條縱向、橫向軌道端部安裝一臺，共計(jì)4臺液壓穿心千斤頂。在使用千斤頂提供牽引力期間，首先施工人員對設(shè)備進(jìn)行檢查，保證滑移設(shè)備之間使用精軋螺紋鋼筋來串聯(lián)成整體，在千斤頂頂住精軋螺紋期間，整個(gè)小車就會(huì)向前前進(jìn)，完成運(yùn)輸置換后，千斤頂縮回原始狀態(tài)，工人手動(dòng)將螺紋鋼的螺帽進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓其一次頂住千斤頂，隨后便開展下一次小車的行程。交替期間，精軋螺紋鋼的首段設(shè)置為6 m、3 m兩組形式，進(jìn)一步保證滾動(dòng)小車連續(xù)移動(dòng)作業(yè)的服務(wù)。

另外在該高架橋工程中，各鋼箱梁有著很遠(yuǎn)的距離，負(fù)責(zé)牽引的精軋螺紋長度太大，因此在箱梁開始移動(dòng)的過程中，前彈性具有很大的伸長量，導(dǎo)致移動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)頓挫現(xiàn)象。因此該高架橋項(xiàng)目將千斤頂設(shè)置在軌道反力裝置上，實(shí)現(xiàn)千斤頂使用期間的位移功能。

3.4 液壓系統(tǒng)

該次研究的實(shí)例高架橋項(xiàng)目滑移距離較短并且建設(shè)規(guī)模較小，部門之間可以實(shí)現(xiàn)直接交流的形式；與此同時(shí)，因?yàn)樽詣?dòng)化系統(tǒng)工作的效率較低，所以該高架橋項(xiàng)目開展的滑移全程都采用人工控制的形式。該項(xiàng)目的液壓系統(tǒng)組件包括控制閥、管路、液壓泵站、分流閥、三維精調(diào)液壓千斤頂以及液壓穿心千斤頂?shù)取Ｔ诨齐A段中，使用同步閥來確保兩側(cè)穿心千斤頂之間的同步性。在施工期間，通過軌道兩側(cè)鋼材壁板的自動(dòng)調(diào)整，可以對滑移速度不均勻的現(xiàn)象進(jìn)行有效的調(diào)整和控制。在滑移階段中，三維精調(diào)千斤頂?shù)闹慰梢詫⒒破陂g的鋼箱梁的荷載向下方的軌道進(jìn)行傳遞，同時(shí)該項(xiàng)目的所有千斤頂?shù)囊簤汗苈范际窍嗷ミB通的，此舉有效地保障了各千斤頂都能承擔(dān)一致的荷載，即保證軌道受力的均勻性。

4 高架橋箱梁施工要點(diǎn)

該高架橋施工項(xiàng)目的施工步驟為：安裝、拼裝胎架→橫向滑移作業(yè)→縱向滑移作業(yè)→卸載焊接、拆除胎架（見圖3）。

圖3 箱梁施工流程示意圖

4.1 拼裝鋼箱梁

在開展鋼箱梁拼裝施工期間，其精度的控制要點(diǎn)包括橫坡和軸線，首先對各分段的標(biāo)高使用拼支撐管頂面的標(biāo)高進(jìn)行精確的控制，完成吊裝工序之后，測量各分段兩面的控制點(diǎn)，并對其進(jìn)行微調(diào)。在滑移階段，梁段承受能力較小，因此為了確保平臺拼裝耗費(fèi)的時(shí)間，在對另外幾個(gè)滑移輪次開展拼裝期間，只對部分部位進(jìn)行焊接，就開始投入滑移作業(yè)。

4.2 控制高程

在滑移安裝期間，鋼箱梁的縱橫滑移軌道都設(shè)置為水平狀態(tài)，都為同一標(biāo)高的同時(shí)，都將中墩墩頂段過墩高度的要求作為設(shè)計(jì)要求。從鋼箱梁的拼裝再到完成安裝，需要進(jìn)行多次的支撐轉(zhuǎn)換考慮，并且需要充分考慮過間隙是否足夠，所以需要多次對高程進(jìn)行調(diào)整。表2為高架橋項(xiàng)目高程調(diào)整方案[2]。

表2 滑移輪次高程調(diào)整方案

4.3 縱橫向滑移換向

為使縱向滑移換向期間更加便捷，該高架橋工程項(xiàng)目對滑移滾輪小車、千斤頂以及支撐管、軌道都進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)形式。首先，將縱向、橫向的軌道面標(biāo)高全部設(shè)計(jì)為一致的標(biāo)高，軌道設(shè)為平交形式；其次，在4個(gè)角點(diǎn)的位置，縱向、橫向的滑移支點(diǎn)完全一致，此舉可以確保重復(fù)使用滑移支管；最后，在箱梁覆蓋軌道之前，應(yīng)該把縱移支撐系統(tǒng)吊裝在軌道上，同時(shí)必須使用千斤頂將支管、梁底縫隙頂起之后，才進(jìn)行密貼。圖4展示的為縱橫向的共用支點(diǎn)。

圖4 縱橫向共用支撐點(diǎn)

在梁端滑移到位后，測量梁段的軸線位置，并對其進(jìn)行調(diào)整，隨后開始轉(zhuǎn)換縱橫移支點(diǎn)。第一步是先將角點(diǎn)之外的千斤頂頂升，將調(diào)節(jié)管焊接到梁底，進(jìn)行縱聯(lián)、斜撐的安裝作業(yè)；隨后降下4個(gè)角點(diǎn)的千斤頂，臨時(shí)剛接梁底和千斤頂，搬起滑移小車，平轉(zhuǎn)90°之后，將千斤頂重新安放，隨后升起，讓4個(gè)角重新受力；最后一步為把剩余橫移支點(diǎn)的千斤頂落下，將支撐系統(tǒng)進(jìn)行摘除。

4.4 滑移到位調(diào)整及卸載

當(dāng)每個(gè)輪次箱梁階段都縱向滑移到位后，進(jìn)行臨時(shí)支撐的安裝，此刻要注意的是在落梁期間，臨時(shí)支撐不得提前進(jìn)行安裝，因?yàn)榱旱资亲兏咔€。此外，在現(xiàn)場沒有吊車的情況下，要采用土扒桿，對格構(gòu)式落梁支撐以分片的形式進(jìn)行安裝。安裝完畢后，先吊裝鋼箱梁的平面位置，隨后進(jìn)行橋面控制點(diǎn)標(biāo)高測量，測量出梁底到落梁支撐管的間隙，并比較理論值，確定墊高數(shù)值和切割數(shù)值，隨后對其進(jìn)行處理。最后一步是卸載箱梁到落梁支撐上，對全橋完成環(huán)縫焊接之后，依據(jù)“先中跨、后邊跨”的順序卸載全橋、拆除胎架[3]。

5 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對道路交通的要求越發(fā)提高，高架橋空間結(jié)構(gòu)的跨度也越來越大，因此滑移施工的方式，也已經(jīng)在高架橋施工領(lǐng)域被越發(fā)廣泛地應(yīng)用。該研究以杭州市某高架橋建設(shè)工程為實(shí)際案例，在施工期間采用了滑移施工的形式，很大程度上提高了施工的效率與質(zhì)量，取得了更好的經(jīng)濟(jì)效益，我國的高架橋工程可以加以參考借鑒。