□文 /盧向君

大角度小箱梁安裝技術(shù)關(guān)鍵問題分析與對策

□文 /盧向君

橋梁平面角度給預(yù)制小箱梁的安裝施工帶來一定的施工難度和安全隱患，大角度小箱梁的安裝更使施工難度和安全隱患達(dá)到最高，對施工工藝的選擇與確定提出了更高的要求。文章對大角度小箱梁安裝技術(shù)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析并提出相應(yīng)的對策，便于控制此類梁體安裝的技術(shù)與安全風(fēng)險。

大角度；小箱梁；安裝；風(fēng)險

1 工程概況

1工程概述

津?qū)幦龢?biāo)永金引河特大橋位于東麗區(qū)歡坨以北，金鐘河與永金引河交匯口以西，橋梁設(shè)計范圍樁號K8+339.67～K9+388.13，橋梁面積 35 448.4 m2。

該橋梁跨越永金引河，橋梁第24#～32#墩位與河道以135°斜交且平面按曲線半徑900 m布置，主體采用跨徑為36.5 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。橫橋向單幅標(biāo)準(zhǔn)寬度17 m共布置5片預(yù)制梁，該部分共計有小箱梁80片，最大梁體質(zhì)量170 t。

2 安裝過程中關(guān)鍵問題分析與對策

2.1 地面運輸安全

2.1.1 分析

梁高2.2 m，運輸車高1.2 m，運輸過程容易出現(xiàn)傾覆現(xiàn)象，如何確保地面運輸安全，是安全防范重點之一。

2.1.2 對策

1）修筑施工輔路時要確保地基承載力，底部如有軟土應(yīng)清除干凈，整體采用1 m厚優(yōu)質(zhì)拆房土修筑，表面用碎石灌縫并找平，為防止梁體運輸過程傾斜，輔路橫向坡度保證水平，鑒于運梁車的爬坡能力，縱向坡度＜5%。

2）梁體與運梁車采取加固措施。按照小箱梁側(cè)面斜度，運梁車與小箱梁接觸的橫梁兩側(cè)焊接坡度4∶1三角架，三角架采用10 cm角鐵焊接，高60 cm，與梁側(cè)面間距5 cm，為避免三角架與小箱梁直接接觸對混凝土表面造成損傷，中間填塞5 cm厚方木。同時小箱梁裝車后，用5 t倒鏈進(jìn)行捆綁，見圖1。

2.2 橋面運輸安全

2.2.1 分析

前跨梁架設(shè)完畢后，施工下一跨梁，運梁車要行走于未澆筑濕接縫的2片梁之間，現(xiàn)場不具備采用鋼軌及小平車運輸?shù)臈l件。運梁車是否能行走于未澆筑濕接縫的梁體之間，是否能造成已架設(shè)小箱梁的傾覆，是本工程要考慮的技術(shù)與安全問題之一。

2.2.2 對策

1）抗傾覆驗算。以最不利荷載時的傾覆臨界狀態(tài)為分析對象，因為運梁車?yán)簳r運邊跨邊梁走在中跨中梁上時最危險。計算模型見圖2。

P1=1427 kN，為已安裝完畢中跨中梁自重。

P2為作用在圖2上的運梁車及上部梁重，以最重的邊跨邊梁為例，取170 t，其下每片梁承擔(dān)重量之和的一半，則有

P2=（1700+120）/2=910（kN），120 為運梁車重。

P1、P2分別對右側(cè)支座邊緣處o取矩則有

M穩(wěn)=P1×0.425=1427×0.425=606（kN·m）

M傾=P2×0.232=910×0.232=211（kN·m）

抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K=M穩(wěn)/M傾=2.87，因此在運梁車載梁行走于小箱梁上時，其不會發(fā)生傾覆。但是經(jīng)計算知，運梁車縱向行走時其偏移量不得＞28 cm（抗傾覆安全穩(wěn)定系數(shù)取1.3），所以本工程控制運梁路線的偏移量是保證安全的關(guān)鍵要素之一。

2）梁體與運梁車采取加固措施。

（1）為防止運梁車走偏，運梁車行走路線兩側(cè)用掛小彩旗的鋼索各拉一條直線，引導(dǎo)司機(jī)行進(jìn)中保持直線。

（2）運梁車行走位置的小箱梁梁端濕接頭和張拉孔等位置采用2 cm的鋼板或者自制的鐵箅子進(jìn)行加蓋，以起到保證運梁車運行過程中的穩(wěn)定和保護(hù)梁端鋼筋不被壓變形的作用。

（3）由于橋面存在縱坡，梁車在運輸過程中因故中途停車時，必須采取有效的措施將其固定，如在輪胎后方放置方木，防止運梁車溜車傷人故。

（4）在橋面運輸過程中，為防止運梁車對下部小箱梁的沖擊產(chǎn)生位移（尤其端跨易滑動），對安裝完成的小箱梁全部進(jìn)行濕接縫鋼筋的焊接，既防止下部梁移動，又能提高抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。

2.3 架橋機(jī)在超高段穩(wěn)定性

2.3.1 分析

由于待架位置位于超高段上，鋪設(shè)前中支腿下橫梁時兩側(cè)高差最大相差90 cm。如果采用硬雜木支墊橫梁，由于高側(cè)方木接頭多，受力后壓縮量較大，導(dǎo)致橫梁不水平，在架設(shè)邊梁時支腿下橫梁端頭失穩(wěn)可能發(fā)生危險。

2.3.2 對策

1）橫梁端頭1～2 m范圍內(nèi)下部支墊的硬雜木采用密排的方式并使端部略高于其他位置2 cm左右。

2）橫梁下部支墊全部采用鋼墩。

2.4 架橋機(jī)步履式跨孔時的安全

2.4.1 分析

由于待架設(shè)梁體下方為河道，架橋機(jī)跨孔無法實現(xiàn)吊車引導(dǎo)前行的方式，只能采用架橋機(jī)利用自身配重或其他方式跨孔。從技術(shù)與安全角度要論證此方法是否可行。

2.4.2 對策

當(dāng)引導(dǎo)梁下的臨時支腿剛到達(dá)前一孔蓋梁上方還未固定時為過孔最不利工況，此時整機(jī)前支腿與蓋梁接觸點為轉(zhuǎn)點，可發(fā)生縱向傾覆，見圖3和圖4。

主要構(gòu)件質(zhì)量見表1。

表1 主要構(gòu)件質(zhì)量

穩(wěn)定力矩M1=（17.8/2）×10×（30+32.5）+0.65×10×35.52/2=9660（kN·m）

傾覆力矩M2=1.4×10×36.5+4.1×10×30.5+0.65×10×24.52/2=3720（kN·m）

抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K=M1/M2=2.6，滿足規(guī)范要求≮1.3，所以本橋機(jī)理論計算上可滿足安全跨孔要求。

但是經(jīng)計算可知前起重小車退后至前支腿后距離不得＜3 m，為安全起見本次施工跨孔過程中2臺小車全部退到導(dǎo)梁尾部做配重。

本計算未考慮風(fēng)荷載，實際施工時5級（包括5級）以上大風(fēng)天氣嚴(yán)禁跨孔作業(yè)。

在最不利工況下，支點下受力最大，所以跨孔時保證中支腿底部具備足夠的承受能力并受力均勻，支腿底部為鋼橫梁，但與梁面接觸部位，如有空隙用硬木板塞嚴(yán)。

2.5 邊梁一次就位

2.5.1 分析

邊梁就位是預(yù)制梁架設(shè)過程中難度和風(fēng)險最大的工序，二次就位既增加施工的復(fù)雜性又延長了工時。本工程采取邊梁一次就位的施工方式，安裝時如果整機(jī)橫移不到位，完全通過起重小車在縱行桁車橫移來對位，梁體重心線與前支腿處外側(cè)支腿距離過大，可能造成架橋機(jī)的橫向傾覆。

2.5 .2對策

1）理論驗證。起重小車在縱行桁車橫移的極限位置為小車吊繩的邊繩緊貼架橋機(jī)外側(cè)主梁的內(nèi)邊緣，此時可能以前支腿處外側(cè)支腿輪為支點發(fā)生橫向傾覆。對其可能性計算模型見圖5。

主要部位質(zhì)量見表2。

表2 主要部位質(zhì)量

其余部件質(zhì)量較輕或者對抗傾覆力矩有增大效果的部件未參與計算。

抗傾覆力矩M1=41.9×10×6+15.4×10×2.2+7.365×10×2.2=301.5（kN·m）

傾覆力矩M2=41.9×10×1.6+170×10×0.75+7.425×10×0.75×2=205.7（kN·m）

抗傾覆系數(shù)K=M1/M2=1.46

通過驗算表明即使起重小車到達(dá)極限位置（外吊繩緊貼外主梁內(nèi)側(cè)），架橋機(jī)不會發(fā)生橫向傾覆。

2）施工措施。邊梁架設(shè)應(yīng)先于緊鄰的中梁，邊梁架設(shè)后便于與中梁進(jìn)行固定；捆梁位置要合理，采用合理的方法避免邊梁因偏重引起的歪斜；邊梁就位后立即用斜撐（鋼管和千斤頂）支好并采取橫梁與濕接縫鋼筋焊接的保險措施，但兩片相鄰的梁體就位必須盡快焊接，特別是在運梁車輪胎路線下面的梁體，必須保證橫隔板焊牢，在整機(jī)吊梁橫移之前，為安全起見，必須使全部受載梁體濕接縫及橫梁鋼筋焊牢；架橋機(jī)架梁橫移時，前后軌道設(shè)專人進(jìn)行行走監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題及時叫停，防止發(fā)生危險；控制小車在極限位置內(nèi)側(cè)≮10 cm的距離，避免鋼絲繩索與架橋機(jī)主梁之間產(chǎn)生力，此外架橋機(jī)整機(jī)整體橫移時一定設(shè)專人監(jiān)護(hù)，前、中支腿的外側(cè)支腿行走輪箱不得距離蓋梁外端過小，否則將會發(fā)生支腿失穩(wěn)，造成側(cè)翻。

3 結(jié)語

1）輪胎式運梁車的應(yīng)用，在滿足現(xiàn)場條件的同時增加了施工的靈活性。運梁車能沿橋梁曲線方向前進(jìn)，保證了已架設(shè)梁體的穩(wěn)定性。不澆筑濕接縫直接從梁體上行走，節(jié)省了大部分工期。

2）超高段采用加墊硬木的形式，既解決了高差問題，又確保支腿底部橫梁的穩(wěn)定性，是行之有效地措施。

3）架橋機(jī)步履式跨孔，既降低了操作的復(fù)雜性，又降低了工程造價，關(guān)鍵是能滿足現(xiàn)場跨越河道而不受制約的施工條件，使安裝工程得以順利實施。

4）邊梁一次就位降低了施工操作的復(fù)雜性，同時減少工期。

U445.5

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1008-3197（2012）06-30-03

2012-08-15

盧向軍/男，1956年出生，天津城建集團(tuán)有限公司工程總承包公司副總經(jīng)理，高級工程師，從事施工管理和項目管理工作。