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梁，沿運梁便道運梁至TP50架橋機下方，由架橋機直接從地面提梁安裝。后期由200t提梁機提升節(jié)段梁至橋面運梁臺車上再運至架橋機尾部喂梁的方式進行整孔懸掛拼裝架設(shè)。
2 TP50架橋機
圖3 TP50架橋機整體布置圖
泉州灣跨海大橋使用TP50架橋機由TP75架橋機改制成。TP50架橋機由主桁結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、起重天車和整機橫移機構(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)。架橋機移動時，由前后兩中支腿承擔(dān)架橋機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架橋機技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表1 架橋機主要技術(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
架橋機完成墩旁托架和墩頂梁段施工后就要進行節(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)整架橋機縱向位置，使架橋機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橫向位置進行調(diào)整，使架橋機能滿足架梁需要。
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上，消除架橋機的變形，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)對架橋機主桁進行變形監(jiān)測。
圖4 TP50架橋機梁段懸掛圖
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。
?。?）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）。
（7）同步、對稱的進行臨時預(yù)應(yīng)力張拉。
?。?）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)換至架橋機主桁。
（9）用通孔器對預(yù)應(yīng)力孔道進行通孔檢查，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。
（12）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千斤頂對吊桿進行卸載，由于箱梁張拉后起拱和架橋機主桁變形不一致，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)嚴格按照指揮進行。
?。?）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，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。
