地面軌道走行式造橋機現澆輕軌箱梁施工技術

摘　要:介紹了采用萬能桿件等常規材料拼裝的地面軌道走行式造橋機,充分利用既有道路的承載能力采用人工操作安全、優質、高效地現澆TRANBBS城市輕軌中等跨度雙線預應力混凝土簡支箱梁的TRANBBS施工TRANBBS技術。

關鍵詞:輕軌鐵路;高架橋;箱形梁;施工方法;造橋機;橋梁施工

1　工程概況

武漢市軌道TRANBBS交通一號線一期工程Ｅ標段起訖里程為ＤＫ7+930.667～ＤＫ10+195.667,正線全長2.265ｋｍ,全線高架,共有80孔單箱雙線后張法預應力混凝土簡支現澆箱梁,其中跨度25ｍ的雙線單箱簡支梁59跨,跨度30ｍ的雙線單箱簡支梁共21跨。其中ＤＫ7+930.667～ＤＫ8+645.667段28跨橋梁位于京漢大道中央花槽中,其兩側為雙向6車道的混凝土路面。該段橋梁高度在11.0～12.0ｍ之間,橋梁坡度在4‰以內,公路面坡度基本為平坡。

2　軌道走行式造橋機構造

地面軌道走行式造橋機主要由走行系統、地面移動支架、支頂設備、模板系統組成,見圖1。

2.1　造橋機基礎

利用城市既有道路作移動造橋機走行軌道的基礎,支承造橋機、箱梁模板和箱梁混凝土以及現澆箱梁施工過程中的荷載。

2.2　地面走行系統

地面走行系統由走行軌道和走行小車組成。在道路中間隔離帶兩側的既有混凝土路面上鋪設木枕,在枕木上安放走行軌道。在造橋機的6個支墩圖1　地面軌道走行式造橋機正面底

部各設1個走行小車,走行小車下面安裝2對走行輪與走行軌道連接。

2.3　地面移動支架

地面移動支架是在橋墩兩側各設置3個由萬能桿件拼裝的支墩,在支墩頂部用萬能桿件拼裝主梁,由走行裝置、支墩和主梁組成的“門”式連續剛構。在主梁上面的每個節點位置安放均衡梁,然后再在該均衡梁上安放主橫梁,主橫梁中間斷開而用節點鋼板和高強度螺栓拼接而成,用以既能將橋墩兩側的“門”式連續剛構連接成整體組成現澆箱梁支承系統,又能方便在造橋機移動過程中根據具體情況需要隨時拆開和拼接。地面移動支架可以在走行軌道上移動。

2.4　支頂設備

每個支墩的支頂設備由4臺起落架裝置和50ｔ螺旋千斤頂及配置的鋼板組成。在支架就位過程中,螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,把起落架裝置安放在支墩底部,使走行輪懸空。同樣,在現澆箱梁完成要將支架移位過程中,用螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,把起落架裝置從支墩底部取走,使走行輪直接支承在軌道上。

2.5　模板

箱梁模板由底模、側模、內模及端模組成。端模根據梁端尺寸加工成整體鋼模;外模根據梁體尺寸采用廠制加工成大塊可調式鋼模,用螺栓拼接;內模用小塊鋼模拼裝,用鋼管腳手架支撐頂模及加固側模。

3　造橋機拼裝

造橋機在拼裝前先鋪設走行軌道,走行裝置采用吊車單個整體調至走行軌道的支架位置后用防滑鐵鞋將其卡穩,再在其上拼裝造橋機支墩。在拼裝支墩過程中為防其傾倒,采用每一橫排2個支墩為1個單元同步進行,在其高度超過4.0ｍ后,通過結點板用萬能桿件將其橫向臨時聯結。支墩拼裝完畢后再拼主縱梁,采用中間支墩固定從中間向兩邊支墩合攏,以利于合攏聯結時局部調整。主縱梁拼裝時在其下部采用腳手架支撐。造橋機主縱梁上部均衡梁、主橫梁、模板分別采用吊車分塊吊裝準確安裝就位。

4　造橋機預壓、預拱度設置及應力應變觀測

4.1　造橋機預壓及預拱度設置

為確保造橋機在施工時有足夠的剛度和強度,檢測造橋機受力后的強度和穩定性,消除支架的非彈性變形,準確測出支架和地基的彈性變形量,為預留拱度提供依據。每臺造橋機在第1孔箱梁澆筑前,用編織袋裝砂作為荷載對造橋機進行預壓。預壓時按梁的重量分布情況進行布載,加載重量為梁重的1.3倍,測出有關數據后,在以后各孔使用時,不再重復預壓。加載分3次進行,每次重量為總重的1/3,每次加載24ｈ完成后,觀測沉降量直至穩定;最后一次加載完畢后觀測48ｈ直至支架和地基穩定。當支架穩定后,測量各觀測點標高。預壓完成卸載后,再測量各觀測點標高,然后結合梁體TRANBBS設計預拱度,考慮支架結構現澆箱梁混凝土時的彈性變形,來設置支架的最終預拱度。

4.2　應力應變觀測

為掌握造橋機各構件在造橋機各種受力條件下的受力情況,研究造橋機各構件的安全性,在對造橋機預壓的全過程中同時對各種受力較大桿件進行檢測。其原理是把表面鋼弦傳感器和應變片固定于桿件表面,用頻率計和靜態應變儀采集數據,利用先進的檢測分析元件(ＹＪＰＣ-11)處理各點的應力變化值,再根據各點受力值來分析各桿件的受力情況,對薄弱部位進行加固,確保施工安全和箱梁施工質量。方法是在造橋機拼裝完畢后,將電阻應力監測點布在各受檢的桿件上,電阻應變片和表面傳感器亦布其上。預加荷載前作為初始檢測界面,在預壓加載前進行多次調整,多次測試,零值穩定后作為檢測的初始應力值。在分步等荷載預壓過程中,記錄穩定值,預壓過程中進行跟蹤測試,直到該段預壓結束,每步預壓結束后進行對比測試和進行應力分析提供準確應力測試值。

5　預應力混凝土箱梁施工

預應力混凝土箱梁施工包括鋼筋施工,防迷流措施,預埋件、預應力鋼絞線波紋管道的安裝,混凝土灌注、振搗、養生、拆模,鋼索張拉,梁體封端及封窗等。其方法和注意事項與通常情況下基本一致。

6　造橋機移位

6.1　箱梁模板體系橫向外移

在箱梁預應力鋼索張拉完畢后造橋機不再承受箱梁荷載,通過落架裝置調整支架高度,使箱梁底模完全脫離梁體后,拆除底模下部枕梁中部的聯結板,然后人工用倒鏈兩側對稱整體牽引底模下部均衡梁及工字鋼縱梁系統,使其在主縱梁上部的橫梁上橫移,即可完成箱梁模板整體橫向外移。

6.2　造橋機縱移

通過調整落架裝置高度,使造橋機走行輪落在走行軌上,造橋機開始縱移。過橋墩時,為確保其走行的穩定性,每次只拆除主縱梁間的2個主橫梁,然后人工用倒鏈兩側對稱向外移動此2個橫梁使其兩端外移到造橋機向前縱移時不會碰到橋墩的位置,再由人工用倒鏈牽引造橋機,使其向前縱移。當走到后一個主橫梁因橋墩阻礙不能行走時,將已移過橋墩的主橫梁向內橫移并聯結好,同時按前述方法拆除和外移后2個主橫梁。依次循環,直至造橋機就位至下一孔梁位后將最后1個主橫梁聯結好。再用倒鏈按箱梁模板整體橫向外移的方法,將模板向里移至梁中線位置聯結好。造橋機過橋墩狀態見圖2。

7　造橋機高度調整

為了使造橋機高度滿足橋梁標高與公路路面標高差值的變化,采取的主要做法為:

圖2　造橋機過橋墩狀態

　(1)通過支頂設備完成模板與支架整體高度的調整,其調整范圍在10ｃｍ以內;(2)通過在造橋機落架裝置底部和頂部加墊鐵板和優質枕木來調整高度,其調整范圍在80ｃｍ以內;(3)當橋梁標高與公路路面標高差值變化在90～170ｃｍ,則采取在造橋機支架下部加設與支架配套的長度不大于100ｃｍ的非標桿件,剩余的高度采用方法(1)、(2)調整。

8　施工周期

地面軌道走行式造橋機施工周期為15ｄ。

9　結　語

(1)應用地面軌道走行式造橋機現澆城市輕軌箱梁周期短、效率高、安全可靠;(2)該造橋機宜用于橋梁高度在6ｍ以上15ｍ以內,且橋梁坡度和地面坡度變化不大的情況;(3)該造橋機宜用于橋梁孔數較多,地面經過硬化且承載力較高的地段;(4)該造橋機不宜用于跨道口箱梁施工。