陳 林
(豐城市新城投資建設(shè)有限公司,江西 豐城 331100 )
目前在國內(nèi)沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達,交通運輸飛速發(fā)展,預(yù)制橋梁施工種類繁多,且T 梁架設(shè)施工作為常見施工方法被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中[1-2],同時國內(nèi)許多學(xué)者也對T 梁施工進行了相關(guān)研究。其中對大跨徑T 梁架設(shè)安裝技術(shù)研究較多,目的在于總結(jié)大跨徑T 梁架設(shè)施工技術(shù)應(yīng)用方式,從而保證大跨徑T 梁安全架設(shè)[3]。還有一些學(xué)者從架橋機的改裝方面對T 梁架設(shè)進行了研究,為梁片架設(shè)提供新思路[4-5]。但上述專家學(xué)者很少對兩幅不在同一截面的橋梁開展研究,因此本文通過對吊裝設(shè)備、運輸設(shè)備以及運輸過程中對既有道路、橋梁和梁上運梁過程產(chǎn)生的影響進行受力分析研究,成功解決了預(yù)制T 梁架設(shè)不在同一橫截面,需要增加運梁通道的難題,降低運梁通道處理成本,節(jié)約工期。
工程為高速公路,線路全長大約10.674 公里,全線橋梁一共有4 座,其中特大橋1 座長7058.26m,大橋2 座長共1809.6m,中型1 座小橋長為42.04m。施工中搭建臨時棧橋長達8.1km。上部梁型為T梁,T梁共有2905 片,梁長有30m、35m、50m 三中類型,分別為2815 片、80 片、10 片。橋址淺部多無理想的淺基礎(chǔ)持力層,多宜采用樁基礎(chǔ)。場地下部分布的沖洪積層含黏性土卵(碎)石或黏性土圓礫等,可作為摩擦樁端持力層。測區(qū)主要位于漩門灣,漩門灣為半封閉型海灣,港灣縱深8km,內(nèi)窄外寬,港口最寬達8km,灣內(nèi)最窄僅1km。漩門灣內(nèi)灘涂平坦寬闊,淤漲迅速。
架橋機前支點作用于前橫梁上,前橫梁下方布置1.4*0.4*0.5m 方木,方木下方布置3 片橫向貝雷梁,貝雷梁縱向間距為45+60cm,貝雷梁下方再布置一層方木。具體布置如圖1 所示:
前支點受到集中力大?。?/p>
F=G1/4+G2/4=113.5t,考慮安全系數(shù)后荷載取1.2F=136.2t。
根據(jù)上文所求荷載,將其施加于橫梁上,定義為移動荷載,建立其相應(yīng)的模型。如下圖2 所示:
圖2 整體模型圖
如圖3 所示貝雷梁局部最大彎曲應(yīng)力為251.4MPa,小于貝雷梁容許彎曲應(yīng)力273MPa。
圖3 彎曲應(yīng)力圖
如圖4 所示,貝雷梁局部最大剪切應(yīng)力為192.6MPa,小于貝雷梁容許剪切應(yīng)力206MPa。綜上,貝雷梁承載力滿足要求
圖4 剪應(yīng)力圖
對于方木的剛度檢算,只對貝雷梁上方的方木進行檢算。
由圖5 可以看出方木最大豎向位移為0.628mm<600/310=1.5mm,故方木剛度滿足要求。
圖5 方木位移圖
對于方木強度的檢算,需要進行上層及下層方木的檢算。
如圖6、7 所示方木彎曲應(yīng)力最大值為6.82MPa 小于容許值12MPa、剪切應(yīng)力最大值為0.036MPa 小于容許值1.8MPa,均滿足要求。通過Midas 建模對整個支架的受力情況進行了驗算,從計算結(jié)果可知對于架梁方案,方木強度、剛度滿足要求;貝雷梁剛度、強度也滿足,因此對于架梁支架的設(shè)計符合現(xiàn)場施工的要求。
圖6 方木彎曲應(yīng)力圖
圖7 方木剪切應(yīng)力圖
本方案預(yù)制T梁最長50m,由于T 梁長度和重量較大,因此是本標(biāo)段關(guān)鍵性控制工程,
為了使梁能夠安全高效的完成架設(shè),減少梁片在臨時結(jié)構(gòu)上停留的時間,架橋機的選型變得尤為關(guān)鍵,通過計算,綜合考慮各種因素的影響,項目選用200T 架橋機,機長為66 米,最大起重量為200T,并根據(jù)場地實際情況,架橋機的拼裝選在漩門灣特大橋235#墩處,為充分保障安全,拼裝完成后,架橋機廠家現(xiàn)場進行專業(yè)調(diào)試,對所有起重設(shè)備、電器設(shè)備的運行參數(shù)進行確認調(diào)試,從而確保每個元件運行正常。同時梁片架設(shè)梁前,針對支座墊石頂面標(biāo)高、平整度等進行檢測復(fù)核,同時放出梁板邊線、端線、支座位置十字線等,各項準(zhǔn)備工作完成后,最后進行預(yù)制T 梁架設(shè)施工。
由于項目現(xiàn)場50m 梁片需要斜跨堤壩架設(shè),且左右幅蓋梁不在同一斷面里程,50m 梁片運輸只有左幅具備運輸條件,為安全順利架設(shè)右幅50mT 梁,采用在1#、3#、5#墊石預(yù)留孔處,將蓋梁主筋砼鑿除,φ32 鋼筋露出,用φ 32 螺紋鋼彎曲制成L 型與蓋梁主筋焊接,鋼筋上方伸出貝雷片后,采用鋼板和雙螺絲固定貝雷梁,防止貝雷梁的傾覆,如圖8 所示,貝雷梁上方采用方木與左幅方木齊平,所有接縫處采用鋼板薄片鑲嵌,確保受力變形小。前橫梁搭設(shè)完成,后橫梁按常規(guī)搭設(shè)在上一聯(lián)已架設(shè)好梁片端部,即完成50m 梁錯位架設(shè)。架設(shè)步驟如下:
圖8 T 梁架設(shè)支撐體系斷面
(1)架橋機就位:架橋機工作前在已架設(shè)的梁片上進行最后的調(diào)試,首先讓兩起吊小車后退到后支腿處作為配重,前支腿收起,用5T 手葫蘆將前支腿與橫移軌道固定。同時保持軌道及行走箱處于縱向行走狀態(tài),當(dāng)完成準(zhǔn)備后,架橋機實現(xiàn)縱移就位,當(dāng)架橋機空載向前移動就位后,此時放下前支腿,確保前支腿的行走箱剛好落在橫移的軌道上。
(2)喂梁:用運梁小車將預(yù)制T 梁運至架橋機后方,固定運梁小車后,將架橋機上的吊車下放,用來將T 梁提起,從而帶著T 梁前行,完成喂梁工作。
(3)左幅梁片安裝:起吊小車將梁片縱向就位后,架橋機帶著梁片橫向移動,移至梁片安裝位置后,將梁穩(wěn)定進而下落,并檢查梁體支座中心與設(shè)計支承線是否重合。
(4)右幅梁安裝:由于右幅沒有運梁通道,所有梁片都要通過左幅道路將梁片平移至右幅,如圖9 所示,將橫移軌道一端放在左幅已架設(shè)梁片上,另一端放在自行設(shè)計的支架上,將梁片通過橫移軌道移動就位,從而實現(xiàn)不同截面梁體錯位架設(shè)。
圖9 梁錯位單幅架設(shè)
(1)當(dāng)用架橋機進行第一跨梁架設(shè)時,必須對橋臺處地基進行處理,確保中支腿在架梁過程中不出現(xiàn)下沉,避免事故的發(fā)生;前支腿必須準(zhǔn)確的落在前橫梁上,方便橫移架梁。在喂梁時確保運梁小車中心線與建橋機中心線重合,做到安全喂梁
(2)架設(shè)至最后一片梁時,前支腿必須落在橋臺上,因此必須對橋臺處基礎(chǔ)進行加強處理,方便前支腿連接架的安防放,同時確保前支腿不發(fā)生過大的位移,架設(shè)至最后一跨時,可以將前支腿框架拆下來,直接將連結(jié)架與行走箱連接,最后將連接結(jié)架和前支腿托梁連接起來。
(3)架橋機在縱向上坡橋架設(shè)時,可根據(jù)線性坡度適當(dāng)調(diào)節(jié)前支腿和中支腿的高度,以便滿足梁片架設(shè)。架設(shè)過程中確保架橋機主梁坡度<2%,同時在架橋機前部安裝卷揚機,以防止架橋機在行走中下滑。
通過對50m 梁錯位架設(shè)方案的選擇及支撐體系的驗算,開發(fā)了同跨不同截面T 梁錯位架設(shè)施工技術(shù),該技術(shù)通過對現(xiàn)有橋墩的合理利用,保證了指甲的穩(wěn)定,同時將既有左幅橋梁作為支撐基礎(chǔ),右幅采用自行設(shè)計的支架,安全高效完成左右幅不同截面50m 梁片斜跨堤壩架設(shè)施工,很好的解決右側(cè)沒有運梁通道的難題,無需額外修筑運梁通道,為項目節(jié)省大量臨建費用,節(jié)約工期,具有良好的經(jīng)濟效益及社會價值??蔀楹罄m(xù)類似工程提供借鑒。