單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)工藝研究

劉濤

（中國中鐵四局集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 項目背景

新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路LZZQ-3 標段地處我國東部沿海地帶，位于江蘇省南北縱向中軸線上，標段內(nèi)與徐宿淮鹽鐵路連接，全長20.8 公里。本標段共489 孔單線預(yù)制箱梁，箱梁圖號采用通橋（2008）2211A-Ⅱ、Ⅳ。本標段單線箱梁架設(shè)工況較為復(fù)雜，其中單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)工況6次，其中包括：末跨并入雙線連續(xù)梁2 次、并入三線連續(xù)梁2次（見圖1）、并入四線連續(xù)梁2 次。該工況下架設(shè)的單線箱梁均需要切除部分翼緣板，以消除因線間距變化引起的梁片限界問題。下面將著重對單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)工藝進行研究。

圖1 單線箱梁并入三線連續(xù)梁工況平面示意圖

2 運架設(shè)備選擇

為滿足單線箱梁并入多線連續(xù)梁時的架梁工況，施工單位與架橋機生產(chǎn)廠家共同進行研發(fā)，研制出了滿足該工況條件下的運架梁設(shè)備。標段內(nèi)單線箱梁均采用JQ550 型運架設(shè)備進行架設(shè)，該架橋機由JQ550 型架橋機和YL550 型運梁車組成。該運架設(shè)備通過運梁車搭載的四點均衡系統(tǒng)，以及架橋機前支腿橫移系統(tǒng)、前支腿翻折柱便捷翻折裝置等功能的設(shè)計，成功解決了并入多線連續(xù)梁時，末跨單線箱梁的運輸和架設(shè)難題。JQ550 型運架設(shè)備較傳統(tǒng)單線箱梁運架設(shè)備的性能優(yōu)勢見表1。

表1 傳統(tǒng)單線箱梁運架設(shè)備與JQ550 型運架設(shè)備對比表

3 單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)施工流程

JQ550 型運架設(shè)備對于單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)的主要工藝流程：施工、技術(shù)準備（包括確定前后支腿站位并澆筑前支腿墊層）→架橋機一次過孔→自行拆除前支腿翻折柱→前支腿到達砂漿墊層上→架橋機二次過孔→前天車穿吊具并喂梁→兩臺吊梁天車起吊箱梁→喂梁到位→落梁及調(diào)整支座→梁體定位→支座灌注→拖拉走行軌→架橋機走機對位過孔（重復(fù)架設(shè)下一孔梁）。

4 單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)工藝研究

單線箱梁并入雙線、三線、四線連續(xù)梁時，末跨箱梁架設(shè)的區(qū)別在于JQ550 型架橋機前支腿橫移位置的確定，通過現(xiàn)場調(diào)查分析，單線箱梁并入三線連續(xù)梁的架設(shè)工況穩(wěn)定性最差，架橋機前支腿站位需進行調(diào)整，下面以單線箱梁并入三線連續(xù)梁架設(shè)工況為例進行研究。

4.1 前支腿橫向站位研究

為滿足單線箱梁并入多線連續(xù)梁時，末跨切除翼緣板單線箱梁架設(shè)的特殊工況，JQ550 型架橋機前支腿需進行橫向站位調(diào)整。架梁時的最佳狀態(tài)為：a.前支腿到達多線連續(xù)梁梁端；b.前支腿中心應(yīng)盡量在三線連續(xù)梁腹板內(nèi)側(cè)，以增加架橋機整體穩(wěn)定性，防止架橋機出現(xiàn)側(cè)翻；c.連續(xù)梁腹板外側(cè)的支腿應(yīng)盡量靠近腹板，防止在架梁過程中出現(xiàn)連續(xù)梁翼緣板斷裂。為達到架梁最佳狀態(tài)，通過架橋機前支腿橫移系統(tǒng)進行架橋機橫向站位調(diào)整：前后兩個吊梁天車均設(shè)置有±25cm 橫移量，預(yù)留5cm 箱梁架設(shè)調(diào)整量，橫移軌道上的橫移油缸，由完全縮回狀態(tài)開始伸出20cm，使前支腿中心向線路內(nèi)側(cè)偏移20cm。計算公式如下：

油缸伸出量X= 前天車橫移調(diào)整量a- 架梁預(yù)留量△=25-5=20cm。

通過前支腿橫移系統(tǒng)調(diào)整，并入三線連續(xù)梁架梁時前支腿站位如圖2 所示，使前支腿位置達到最佳狀態(tài)。

圖2 三線連續(xù)梁上架橋機前支腿站位示意圖

根據(jù)現(xiàn)場實際量測，并入三線連續(xù)梁架梁時右支點距離前支腿右側(cè)立柱中心距為1180mm，雙線連續(xù)梁為1090mm，四線連續(xù)梁為660mm。三線連續(xù)梁右支點距離前支腿右側(cè)立柱中心距最大，所以穩(wěn)定性相對于并入雙線連續(xù)梁、四線連續(xù)梁架梁工況時最差。

4.2 架橋機前支腿支墊設(shè)計

連續(xù)梁頂面設(shè)計有2%橫向排水坡，橫坡越長，左右支點高差則越大，前支腿下橫移軌道必須采取支墊措施。以往架梁時，通常采用實木板加聚乙烯板材進行抄墊，但為了保證單線箱梁并入多線連續(xù)梁的特殊工況架梁安全，現(xiàn)場采用了砂漿墊層加塑膠鋼板進行支墊，解決了因抄墊過高而產(chǎn)生的架橋機穩(wěn)定性不足的問題。前支腿支墊尺寸見表2。

表2 前支腿支墊尺寸

4.3 架橋機前支腿翻折優(yōu)化

單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)時，為滿足末跨梁架設(shè)要求，架橋機前支腿需要支立于連續(xù)梁頂面上，前支腿下的橫移軌道需要進行提升，翻折柱需要外翻，使前支腿下的橫移軌道達到梁面高度以上。但由于相鄰橋梁已架設(shè)完成，影響了翻折柱翻折，如圖3 所示。

圖3 架橋機前支腿翻折影響界限示意圖

為了滿足架橋機前支腿翻折柱自行翻折的工藝要求，在對施工現(xiàn)場作業(yè)條件進行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，針對自行翻折制定了措施：在前支腿翻折柱焊接吊點，同時在架橋機前支腿焊接吊裝焊點，人工配合拆除，具體操作如下：

a.架橋機由后支腿驅(qū)動一次過孔到位，前輔助支腿支立到前方墩臺，頂升架橋機，使前支腿橫移軌道不受力即可。此時架橋機由前輔助支腿和后支腿支撐。

b.拆解前支腿斜撐桿，并采用電動葫蘆吊掛。

c.拆解前支腿下柱體上、下連接面的連接螺栓，拆解翻折柱受影響一側(cè)的下柱體翻轉(zhuǎn)銷軸。外柱體通過油缸向上收縮，使伸縮外柱與下柱體脫離接觸。利用電動葫蘆將另一側(cè)的下柱體向上翻折。

d. 將翻折柱受影響一側(cè)的下柱體組件利用電動葫蘆吊起并水平旋轉(zhuǎn)90°，小聯(lián)系梁朝向已架箱梁一側(cè)。利用兩臺電動葫蘆將下柱體吊起呈圖4 狀態(tài)，保證不影響架梁。

圖4 架橋機前支腿下柱體組件拆除懸掛完畢

e.采用前支腿上橫聯(lián)處設(shè)置的兩臺電動葫蘆，將下部梁垂直提升至與外柱體法蘭面貼合。前支腿自走行后退，使支腿處于已架箱梁的上方；安裝外柱體和水平旋轉(zhuǎn)梁之間的連接螺栓；安裝斜撐桿組件。

f.組裝完成后，前支腿自走行到前方墩臺，與前輔助支腿轉(zhuǎn)換支撐后，架橋機由后支腿驅(qū)動整機二次過孔到位，達到架梁狀態(tài)。

4.4 切除翼緣板異型箱梁裝運、架設(shè)措施

單線箱梁并入多線連續(xù)梁時，異型箱梁在裝載過程中，因箱梁支座與駝梁臺座間距較小，運梁車中心無法與箱梁重心重合；在運輸和架設(shè)過程中，異型箱梁重心偏移對箱梁運輸、架設(shè)帶來了安全風(fēng)險，針對上述情況應(yīng)采取以下應(yīng)對措施：

a. 根據(jù)設(shè)計圖紙，通過CATIA 計算軟件計算出重心位置，盡量靠近箱梁重心裝梁。

b.針對重心偏移量小于5cm 的箱梁，直接采用鋼卷尺及垂球?qū)⑾淞褐匦呐c運梁車駝梁支座中心對齊裝梁。對于重心偏移量大于5cm 的箱梁，由于梁體支座與駝梁小車外邊間距為7.5cm，為避免支座與馱梁小車貼死，造成吊裝時碰撞支座，應(yīng)保留2.5cm 裝梁間隙。

c. YL550 運梁車配備有三點及四點液壓均衡系統(tǒng)，三點均衡主要應(yīng)用于常規(guī)箱梁運輸，不會對箱梁附加額外扭矩；四點均衡系統(tǒng)是針對運梁通道橫坡較大或者偏載運梁時，通過四點均衡保證車體和輪組受載均衡，從而不會使箱梁發(fā)生傾斜。在運輸偏載箱梁時，要先將運梁車三點均衡裝置調(diào)整為四點均衡，以消除運梁車運梁過程中箱梁重心位置發(fā)生偏移，造成失穩(wěn)的安全隱患。使用時只需要手動將運梁車車體尾部的三點均衡和四點均衡轉(zhuǎn)換球形閥塊打開即可。

d.切翼緣板異型箱梁在架設(shè)過程中，為防止梁體吊裝發(fā)生傾斜，采取按照重心偏移量表，通過吊具向正常側(cè)偏移相應(yīng)距離，可消除傾斜狀態(tài)，提高箱梁架設(shè)安全系數(shù)。JQ550 型架橋機前后天車吊具由動滑輪組、吊桿、吊架組成，正常架梁狀態(tài)下吊裝桿件位于吊具吊孔正中心，吊具吊孔設(shè)計橫移量為±135mm，可適應(yīng)切除部分翼緣板引起重心偏移的箱梁架設(shè)。

5 結(jié)論

通過對單線箱梁并入多線連續(xù)梁時，末跨切除翼緣板單線箱梁運輸和架設(shè)的研究，安全、高效、優(yōu)質(zhì)的完成了新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路LZZQ-3 標段489 孔單線箱梁架設(shè)任務(wù)。其中通過單線箱梁并入多線連續(xù)梁的6 次架設(shè)施工，成功驗證了其實用性和安全性，提高了施工功效，縮短了工期，降低了運架梁安全風(fēng)險，為全國高速鐵路建設(shè)中的單線箱梁并入多線連續(xù)梁架設(shè)施工積累了寶貴經(jīng)驗及參考實例。