趙建鋼 高 輝 朱鵬鳳

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

鋼混疊合梁是在鋼箱（槽型）梁上澆筑鋼筋混凝土橋面板而形成的梁?；炷翗蛎姘逡话悴捎煤髨?chǎng)預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后澆筑接縫混凝土以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)同混凝土橋面板的結(jié)合。鋼混疊合梁的橋面板安裝，一般是在鋼梁安裝完成后，采用大型起重設(shè)備直接吊裝，如履帶吊（陸上）及浮吊（水上）等，或者采用架橋機(jī)逐跨就位后，連續(xù)安裝[1-7]。

溫州市七都北汊橋工程受施工條件的制約，難以采用常規(guī)工藝安裝，因此根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了橋面板架設(shè)設(shè)備，在應(yīng)用過(guò)程中取得了較好的效果。

1 工程概況

溫州市七都大橋北汊橋工程為連接溫州甌江兩岸的重點(diǎn)越江工程，主橋?yàn)?跨雙塔中央索面疊合梁斜拉橋，兩端分別通過(guò)2跨和5跨的鋼混疊合連續(xù)梁引橋跨越甌江同陸上高架連接（圖1）。

鋼混疊合梁引橋位于甌江主通航孔兩側(cè)，采用雙幅分離斷面形式布置，跨徑布置分別為：南側(cè)2×54 m，北岸4×58.5 m＋60 m。斷面布置為雙向6車(chē)道＋人行道形式，橋面總寬度37.46～47.80 m。

經(jīng)綜合考慮，本項(xiàng)目的橋面板采用自行研制加工的專(zhuān)用架板機(jī)進(jìn)行架設(shè)。架板機(jī)由主體承重系統(tǒng)、架設(shè)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)組成，整套設(shè)備直接利用鋼混疊合梁橋面作為支撐面，大大減小了結(jié)構(gòu)的體量，滿(mǎn)足本工程橋面板架設(shè)的施工需要。

鋼混疊合梁總高度為3.5 m，由槽型鋼梁＋混凝土橋面板組成（圖2）?；炷翗蛎姘鍖挾?5.95 m，懸臂長(zhǎng)度3.5 m，橋面板厚22～50 cm，單塊板自重55～69 t，橋面板采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，預(yù)留槽口，后期通過(guò)澆筑濕接縫同鋼梁完成疊合，全橋兩岸共176塊。

圖1 溫州市七都北汊橋橋型示意

2 橋面板安裝工藝

2.1 工藝概述

對(duì)于類(lèi)似工程的橋面板安裝，一般是在鋼梁安裝完成后，采用大型起重設(shè)備直接進(jìn)行吊裝，如履帶吊（陸上）及浮吊（水上）等，或者采用架橋機(jī)逐跨就位后，連續(xù)安裝。

圖2 鋼混疊合梁組成結(jié)構(gòu)示意

本工程的引橋疊合梁位于甌江通航孔兩側(cè)位置，引橋投影面以下大部分是兩岸的防汛大堤及大堤的拋石防護(hù)區(qū)，不具備采用大型設(shè)備直接吊裝的施工條件。

對(duì)于本工程而言，若采用架橋機(jī)架設(shè)預(yù)制板，其前、中支腿間距要達(dá)到60 m（對(duì)應(yīng)1跨橋梁的跨徑），整機(jī)長(zhǎng)度將超過(guò)100 m，高度超過(guò)10 m，體量龐大，不具備經(jīng)濟(jì)合理性，因此本工程不考慮采用架橋機(jī)架設(shè)橋面板。

2.2 架板機(jī)設(shè)計(jì)

架板機(jī)包括主體承重系統(tǒng)、架設(shè)系統(tǒng)、橋面板運(yùn)輸系統(tǒng)3部分。整套設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重?。s40 t），直接利用鋼混疊合梁橋面作為支撐（后端支撐在已完成架設(shè)的橋面板上，前端支撐在未架設(shè)橋面板的鋼梁頂部），結(jié)構(gòu)整體高度小（整體高度約4 m），結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定（圖3、圖4）。

圖3 架板機(jī)總體結(jié)構(gòu)（順橋向）

圖4 架板機(jī)總體結(jié)構(gòu)（橫橋向）

2.2.1 承重系統(tǒng)

承重系統(tǒng)由主縱梁、主橫梁組成矩形框架，用于承擔(dān)架板裝置自重及所安裝橋面板的質(zhì)量。主縱梁上設(shè)置滑道，滑道上布置橋面板架設(shè)系統(tǒng)。主縱梁下設(shè)置前、中、后3對(duì)支腿，支腿側(cè)面設(shè)置豎向千斤頂（或手動(dòng)滑輪組），可實(shí)現(xiàn)支腿的上下伸縮，支腿下方設(shè)置鋼輪，通過(guò)軌道，可實(shí)現(xiàn)架板機(jī)的縱向行走。

2.2.2 架設(shè)系統(tǒng)

架設(shè)系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)橋面板的起吊、縱向移動(dòng)以及下放就位。架設(shè)系統(tǒng)由1道主橫梁及提升卷?yè)P(yáng)機(jī)（或千斤頂）組成，橫梁兩端布置在主縱梁頂部的滑道上，通過(guò)電機(jī)牽引，實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)，提升卷?yè)P(yáng)機(jī)（或千斤頂）布置在橫梁頂端，掛鋼絲繩（或鋼絞線(xiàn)）用以提升橋面板。

2.2.3 運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)輸系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)橋面板在橋上的水平運(yùn)輸，包括運(yùn)板小車(chē)及軌道?？刹捎脦щ姍C(jī)直接牽引的小車(chē)或采用不帶動(dòng)力的滑輪，通過(guò)前端布置的卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引以實(shí)現(xiàn)行走。

2.3 架板機(jī)結(jié)構(gòu)分析

架板機(jī)結(jié)構(gòu)采用有限元計(jì)算軟件模擬分析各工況下的受力情況，計(jì)算荷載考慮引橋橋面板單塊最大自重69 t，吊具、千斤頂?shù)仍O(shè)備約重6 t/套，外荷載累計(jì)75 t，按照對(duì)稱(chēng)的原則作用于橫梁上，吊裝橫梁為直接受力構(gòu)件，并將荷載傳遞給主體框架。

當(dāng)?shù)跹b橫梁攜橋面板移動(dòng)至中支腿附近時(shí)，為最不利工況。因此，前支腿下端視為固定支座；后支腿簡(jiǎn)支在已安裝完畢的橋面板上，視為鉸支座。

利用Midas Civil專(zhuān)業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算分析，架板機(jī)計(jì)算模型如圖5所示。

圖5 架板機(jī)計(jì)算模型示意

計(jì)算結(jié)果顯示，在吊裝最終橋面板移至中支腿的工況下，架板機(jī)結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為144 MPa（圖6），小于205 MPa，結(jié)構(gòu)安全。

結(jié)構(gòu)最大變形位于吊裝橫梁之上，最大值為20.88 mm（圖7），小于21.25 mm（L/400，L 為橫梁跨徑，取8.5 m），滿(mǎn)足使用要求。

2.4 橋面板架設(shè)

架板機(jī)的工作原理類(lèi)似橋面吊機(jī)，橋面板由運(yùn)輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至架板機(jī)尾端后，通過(guò)承重系統(tǒng)前、中、后支腿的交錯(cuò)提升，配合架設(shè)系統(tǒng)的提升、前移、下放等工序，實(shí)現(xiàn)橋面板的架設(shè)。主要的工作流程如下：

圖6 架板機(jī)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

圖7 架板機(jī)變形計(jì)算結(jié)果

1）步驟一：架板機(jī)就位，后、中支腿支撐在已經(jīng)完成架設(shè)的橋面板上，前支腿支撐在未安裝橋面板的鋼梁頂口。待安裝的橋面板運(yùn)輸至架板機(jī)后側(cè)位置，此時(shí)架設(shè)起吊系統(tǒng)保持在前、中支腿之間（圖8）。

圖8 架板機(jī)工作流程一

2）步驟二：收起后支腿，隨后將橋面板運(yùn)輸至中、后支腿中間，此時(shí)荷載由架橋機(jī)前、中支腿承受并傳遞到橋梁上（圖9）。

圖9 架板機(jī)工作流程二

3）步驟三：下放后支腿，隨后架設(shè)起吊系統(tǒng)移動(dòng)至中、后支腿之間，起吊橋面板（圖10）。

圖10 架板機(jī)工作流程三

4）步驟四：收起中支腿，起吊系統(tǒng)將橋面板前移至中、前支腿之間的位置（圖11）。

圖11 架板機(jī)工作流程四

5）步驟五：下放橋面板，精調(diào)后就位，完成架設(shè)，隨后接長(zhǎng)軌道，架板機(jī)前移，循環(huán)進(jìn)行下一塊板施工（圖12）。

圖12 架板機(jī)工作流程五

2.5 橋面板疊合

單塊橋面板上對(duì)應(yīng)鋼梁腹板位置預(yù)留有槽口，同時(shí)板塊之間保留后澆帶，在鋼梁頂板上對(duì)應(yīng)槽口及后澆帶位置設(shè)有剪力釘，橋面板架設(shè)完成后，在槽口內(nèi)澆筑纖維混凝土。

橋面板疊合分階段進(jìn)行，第一階段先完成跨中位置的槽口濕接縫混凝土澆筑，第二階段依據(jù)設(shè)計(jì)要求將中間橋墩墩頂位置的鋼混疊合梁進(jìn)行反頂，隨后澆筑中間橋墩墩頂位置的槽口濕接縫，完成全部的疊合。

3 實(shí)施控制要點(diǎn)

1）架板機(jī)在橋面板架設(shè)過(guò)程中，涉及支腿、提升系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等多個(gè)部件的配合聯(lián)動(dòng)，每道工作的實(shí)施順序必須嚴(yán)格控制，并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查，以確保施工過(guò)程安全。

2）架板過(guò)程中設(shè)備的整體穩(wěn)定是施工控制的重點(diǎn)，在實(shí)施過(guò)程中對(duì)架板機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。原方案提升設(shè)備采用可橫向移動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)，后期調(diào)整為用2臺(tái)50 t數(shù)控千斤頂實(shí)現(xiàn)橋面板的提升，減小了提升系統(tǒng)的質(zhì)量以及高度，精簡(jiǎn)了吊具的結(jié)構(gòu)，也提高了橋面板架設(shè)精度。同時(shí)，原方案采用帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)板車(chē)，經(jīng)實(shí)施優(yōu)化，調(diào)整為不帶動(dòng)力的鋼輪，由布置在橋面前端的卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，大大降低了運(yùn)板車(chē)的高度，從而降低了整體架板機(jī)的工作高度，增強(qiáng)了穩(wěn)定性。

3）橋面板架設(shè)主要包括架橋面板和運(yùn)輸橋面板兩部分工作，其中架板工作工序固定，施工效率相對(duì)可以確保，但由于架設(shè)橋面板是由一端向另一端推進(jìn)的，因此隨著橋梁線(xiàn)路的加長(zhǎng)，橋面板的運(yùn)輸往往成為制約架設(shè)效率的重要因素。

4）在預(yù)制橋面板與鋼梁之間設(shè)有橡膠密封條及環(huán)氧砂漿層，以加強(qiáng)橋面板同鋼梁的黏結(jié)。由于橋面存在橫坡及縱坡，故在安裝橡膠密封條及灌注環(huán)氧砂漿時(shí)應(yīng)考慮坡度影響，控制施工質(zhì)量（圖13）。

圖13 橋面板施工現(xiàn)場(chǎng)

4 結(jié)語(yǔ)

1）本工程采用架板機(jī)進(jìn)行橋面板架設(shè)施工，克服了施工條件的限制，滿(mǎn)足了工程需要，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。

2）架板機(jī)施工時(shí)涉及橋面板運(yùn)輸、起吊、就位以及架板機(jī)本身的前移等多道工序，在實(shí)施時(shí)通過(guò)嚴(yán)格控制工序銜接，可確保施工過(guò)程安全。

3）通過(guò)對(duì)架板機(jī)的提升系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)以及運(yùn)輸系統(tǒng)的改進(jìn)，如采用數(shù)控千斤頂?shù)龋梢赃M(jìn)一步提高施工效率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)總體結(jié)構(gòu)尺寸的調(diào)整，使部分組件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，可適用于類(lèi)似橋面板的安裝施工，大大提高了通用性。