泉州灣跨海大橋淺水區(qū)六車道節(jié)段箱梁懸掛拼裝工藝
2017-05-15
1 概述
泉州灣跨海大橋工程起于晉江南塘，與泉州市環(huán)城高速公路晉江至石獅段相接，在石獅、
蚶江跨越泉州灣。六車道50m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁共12聯(lián)單幅77孔，雙幅橋布置（橋型布置如圖1.圖2 所示）。
圖1 淺水區(qū)六車道預(yù)制箱梁橋式圖
圖2 六車道預(yù)制箱梁截面圖
箱梁采用單箱單室斜腹板箱梁型式，梁高3.0m，箱梁頂板寬16.3m，底板寬7.4m，翼緣懸臂長3.53m，頂板厚28cm。從墩頂至跨中：節(jié)段底板厚依次為60cm、50cm、40cm、27cm，腹板厚依次為70cm、55cm、45cm。中間墩墩頂橫隔梁厚2.5m，過渡墩墩頂橫隔梁厚2.2m。箱梁中跨共有15塊預(yù)制節(jié)段，即兩個半塊0#節(jié)段，2#～15#節(jié)段各一塊，邊跨預(yù)制段為墩頂1#塊一塊，0#塊半塊，2#～15#節(jié)段各一塊，共計15.5塊，最大節(jié)段重量達(dá)175.2噸。箱梁節(jié)段預(yù)制選用短線匹配法在預(yù)制場預(yù)制，配置2臺200T軌道式移梁車從梁場運(yùn)梁，沿運(yùn)梁便道運(yùn)梁至TP50架橋機(jī)下方，由架橋機(jī)直接從地面提梁安裝。后期由200t提梁機(jī)提升節(jié)段梁至橋面運(yùn)梁臺車上再運(yùn)至架橋機(jī)尾部喂梁的方式進(jìn)行整孔懸掛拼裝架設(shè)。
2 TP50架橋機(jī)
圖3 TP50架橋機(jī)整體布置圖
泉州灣跨海大橋使用TP50架橋機(jī)由TP75架橋機(jī)改制成。TP50架橋機(jī)由主桁結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、起重天車和整機(jī)橫移機(jī)構(gòu)四大部分組成，起重支承結(jié)構(gòu)包括前支腿、中支腿、后支腿三大部件（整體布置如圖3所示）。在箱梁懸臂拼裝時，主桁架由前支腿和兩個中支腿支承完成節(jié)段拼裝、架設(shè)。架橋機(jī)移動時，由前后兩中支腿承擔(dān)架橋機(jī)傳來的主要荷載完成主桁的縱移。前、后中支腿完全一樣，可相互倒換。當(dāng)過孔架設(shè)時，僅需相應(yīng)改變中支腿位置即可。TP50架橋機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表1 架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表
序 號 項 目 參 數(shù) 或 能 力 序 號 項 目 參 數(shù) 或 能 力
1 架設(shè)跨度 50m 11 吊具旋轉(zhuǎn) 360°
2 整機(jī)工作級別 A4 12 吊具縱向調(diào)整角度 ±4�
3 工作縱坡 3� 13 吊具橫向調(diào)整角度 ±4�
4 橋梁橫坡 2� 14 起重天車最大橫向調(diào)整距離 ±0.6m
5 最小工作曲線半徑 5000m 15 最大懸掛重量/節(jié)段數(shù) 2000t�M14
6 額定起升載荷 180t 16 喂梁方式 下方喂梁，尾部亦可
7 節(jié)段長度 2.15m，3m，3.4m，3.7m 17 整機(jī)動力條件 380V，50Hz，3相
8 節(jié)段高度/寬度 3.0m�M20.05m 18 起重天車數(shù)量 1
9 整機(jī)縱向移動速度 0～1m/min 19 吊掛數(shù)量 14
10 縱、橫移最大允許風(fēng)速 16m�MS 20 整機(jī)工作時外型尺寸（長×寬×高） 129m×17.5m×15.5m
3 懸掛施工工藝
架橋機(jī)完成墩旁托架和墩頂梁段施工后就要進(jìn)行節(jié)段梁段的懸掛施工。為保證懸掛段架設(shè)的安全和線型，需調(diào)整架橋機(jī)縱向位置，使架橋機(jī)主桁的支點位置對準(zhǔn)后中支腿承座中心，保證箱梁懸掛時架橋機(jī)主桁結(jié)構(gòu)安全。為保證懸掛段線型，懸掛前需通過后中支腿橫移油缸將架橋機(jī)橫向位置進(jìn)行調(diào)整，使架橋機(jī)能滿足架梁需要。
3.1箱梁懸掛梁段吊裝
箱梁施工時首先按照15、2、14、3、13、4、12、5、11、6、10、7、9、8#塊段的順序依次吊裝將2#-15#節(jié)段全部懸掛在架橋機(jī)上，消除架橋機(jī)的變形，然后按2#～15#塊的順序調(diào)整梁塊的位置，2#到墩頂塊的距離為15cm，其他梁段的距離為5cm，14#塊臨時錯開布置在下層3.5m高度（如圖4所示）。
觀察因節(jié)段箱梁懸掛對架橋機(jī)產(chǎn)生的變形影響，以及可對后續(xù)箱梁調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支持，在每懸掛一片節(jié)段箱梁時，測量組應(yīng)對架橋機(jī)主桁進(jìn)行變形監(jiān)測。
圖4 TP50架橋機(jī)梁段懸掛圖
3.2節(jié)段定位
2#塊～15#塊全部懸掛完成后，測量0#節(jié)段的實際坐標(biāo)，根據(jù)計算得出0#與2#（15#）節(jié)段之間濕接縫的實際寬度（理論為15cm）與2#（15#）塊的大致標(biāo)高及平面位置。通過臨時定位裝置連接濕接縫處，完成后測量2#（15#）節(jié)段的空間位置，與監(jiān)控位置相比較，如有偏差，再進(jìn)行微調(diào)，直至與監(jiān)控位置相符為止。
3.3 #-15#節(jié)段調(diào)節(jié)及膠拼
?。?）測量2#節(jié)段的竣工數(shù)據(jù)提供給監(jiān)控單位，形成3#節(jié)段的監(jiān)控定位數(shù)據(jù)。
?。?）安裝3#塊的吊具，解除Φ50精軋螺紋吊點，將箱梁重量轉(zhuǎn)換到吊具上，利用天車將箱梁緩慢的靠近2#節(jié)段，用木楔在兩梁段接縫間臨時塞墊，防止梁段撞傷。
（3）待箱梁穩(wěn)定后，移除木楔，利用天車的三向調(diào)整裝置對箱梁進(jìn)行三向調(diào)節(jié)，一般以匹配面標(biāo)高與2#節(jié)段一致，剪力鍵與2#塊吻合為宜。檢查箱梁節(jié)段標(biāo)高、中線和匹配面的情況，檢查預(yù)應(yīng)力孔道接頭對位情況，合格后用白板筆做好標(biāo)記，方便涂膠后對位。
?。?）然后梁體移開15cm，用于環(huán)氧膠涂刷。確保涂刷均勻，箱梁四周邊緣處應(yīng)稍微加厚1-2mm，確保環(huán)氧膠能填充整個斷面。涂膠時間應(yīng)控制在20分鐘之內(nèi)。 （5）通過測量組提供的定位數(shù)據(jù)決定環(huán)氧墊片的抄墊位置，將環(huán)氧墊片用環(huán)氧膠固定在指定位置，注意固定牢固，不可掉落。
?。?）完成涂膠后，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員檢查合格后，通過起重天車將梁段合攏至完全匹配（保證預(yù)拼時所做的標(biāo)記線一致）。
?。?）同步、對稱的進(jìn)行臨時預(yù)應(yīng)力張拉。
（8）重新安裝Φ50精軋螺紋，利用100T千斤頂張拉將箱梁荷載由天車轉(zhuǎn)換至架橋機(jī)主桁。
?。?）用通孔器對預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行通孔檢查，防止環(huán)氧膠涂刷過多將孔道堵塞。
?。?0）測量人員測量3#節(jié)段的竣工數(shù)據(jù)，為下個節(jié)段的定位數(shù)據(jù)提供依據(jù)。
?。?1）拆除吊具，然后安裝4#節(jié)段的吊具。
?。?2）循環(huán)施工，直至2#節(jié)段-15#節(jié)段全部調(diào)整及膠拼完成。
3.4荷載轉(zhuǎn)換
節(jié)段梁膠拼完成后重新安裝Φ50精軋螺紋，利用100T千斤頂張拉將箱梁荷載由天車轉(zhuǎn)換至架橋機(jī)主桁。共配備4臺100T千斤頂同時作業(yè)，依據(jù)梁段重量的形成數(shù)據(jù)進(jìn)行張拉，完成后，可拆除吊具。
3.5懸掛吊桿拆除
箱梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后，利用100t千斤頂對吊桿進(jìn)行卸載，由于箱梁張拉后起拱和架橋機(jī)主桁變形不一致，為保證結(jié)構(gòu)安全，卸載采用分級卸載方式（吊桿拆除順序如表2所示）。
表2 架橋機(jī)吊桿拆除順序
步奏 工作內(nèi)容 步奏 工作內(nèi)容
1 拆除8#、9#塊吊桿 10 調(diào)整4#、13#塊吊桿拉力至25t
2 調(diào)整2#、15#塊吊桿拉力至10t 11 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至25t
3 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至10t 12 調(diào)整2#、15#塊吊桿拉力至10t
4 調(diào)整4#、13#塊吊桿拉力至10t 13 拆除5#、12#塊吊桿
5 調(diào)整5#、12#塊吊桿拉力至10t 14 調(diào)整3#、14#塊吊桿拉力至25t
6 調(diào)整6#、11#塊吊桿拉力至35t 15 拆除4#、13#塊吊桿
7 拆除7#、10#塊吊桿 16 拆除3#、14#塊吊桿
8 拆除6#、11#塊吊桿 17 拆除2#、15#塊吊桿
9 調(diào)整5#、12#塊吊桿拉力至35t
?。?）施工準(zhǔn)備。準(zhǔn)備8臺張拉油泵以及8臺千斤頂，對卸載過程進(jìn)行驗算，計算卸載張拉力及制定拆除步奏。通過計算可知架橋機(jī)主桁和混凝土箱梁在吊桿拆除過程中受力滿足要求，吊桿的最大受力為70.2t。
?。?）卸載時按照計算順序以及張拉力進(jìn)行卸載，卸載時應(yīng)有專人指揮，特別是油泵操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照指揮進(jìn)行。
（3）在吊桿的松拆過程中，天車和小行車的移動會影響到架橋機(jī)主桁的變形、成橋線性以及吊桿的拉力分配。因此，在吊桿的松拆過程中，禁止天車和小行車移動。
4 結(jié)語
本文結(jié)合泉州灣跨海大橋?qū)嵗攸c介紹了TP50架橋機(jī)懸掛吊裝節(jié)段梁階段的施工過程和施工過程需要注意的細(xì)節(jié)，對相同及類似項目有一定的參考作用。該項技術(shù)適用于中等跨徑、橋梁總長度較長的海上、大型河流湖泊、山區(qū)橋梁以及城市高架與輕軌等上部結(jié)構(gòu)箱梁施工，并且工期緊的工程采用最為合適。左幅38孔梁段，2012年12月6日開始架設(shè)2013年11月29日結(jié)束。同時需要注意節(jié)段梁施工技術(shù)性強(qiáng)，風(fēng)險性大，因此在工程實踐過程中，施工人員要求素質(zhì)高，且組織分工細(xì)致，專人專職控制過程中的每個環(huán)節(jié)才能確保施工質(zhì)量和施工安全。
