中铁一局桥梁处 周锋
【摘 要】 结合在南昆线打埂大桥、白水河一号大桥采用ZQJ32/56型移动支架造桥机施工实例,介绍了我单位在清江特大桥11孔56m箱梁施工采用的ZQJ32/56型移动支架造桥机的施工原理和结构特点, 以及利用该造桥机进行节段拼架56m箱梁的施工工艺。
【关键词】 移动支架 造桥机 节段拼架 56m箱梁
1 引言
据统计,钢筋混凝土梁约占我国铁路桥梁总数的90% ,这些混凝土梁长期以来一直以厂制T形梁为主,受运输及架设条件限制,跨度多局限在32m以内,40m跨度的厂制梁,需采用特种车辆运输、专人监护,严重干扰了正常的行车秩序,难以推广应用。在32m至64m之间的中等跨度上出现了缺口,尤其是在我国西部山区修建铁路,许多桥梁墩高跨短,不利于通航与泄洪,技术经济指标也不合理。移动支架造桥机的研制成功与推广使用,打破了我国铁路桥梁建设史上几十年一贯式的僵化模式,为铁路的选线、桥梁孔跨的布置提供了更加广阔的空间和自由度,解决了中等跨度混凝土梁的架设难题,填补了这方面的空白。
2 工程概况
清江特大桥, 位于宜万铁路W14标段恩施境内,其中心里程为DK220+623.16,全长776.03m ,该桥上部结构为11-56m预应力简支箱梁+3-32m+1-24m预应力混凝土梁,其中11-56m箱梁:梁高400cm,底宽290～300cm,顶宽420cm,底板厚度30～75cm,顶板厚度25～45cm,腹板厚度30～50cm,全长58m, 重约800t,每孔梁分为11节段预制,节段长除两端段为405cm外,其余段长均为490cm ,梁段最重约80t,节段间共10个湿接缝,每个缝长60cm ,采用现场预制梁段节段湿接缝拼架施工。56m箱梁混
凝土标号为C55,设计为全预应力体系,预应力筋采用高强度、低松弛钢绞线,该桥由铁道第四勘察设计院设计。
3 ZQJ32/56型移动支架造桥机简介
3.1 主要设计技术性能
1.构造：移动支架型、单元组合式。 2.适用跨度：32～56m。
3.施工方法：全梁节段预制，墩顶原位成型梁。 4.施工梁型：预应力混凝土箱型梁。
5.线路情况：可用于直线桥，亦可用于曲线桥。 6.技术速度：节段拼装速度140m/月。
3.2 造桥机的总体构造
ZQJ32/56型造桥机由移动支架、墩上支撑系统、喂梁系统、移行系统、运梁系统组成。
1.移动支架：包括主桁架、下托梁、上平联、下平联, 由八七型铁路应急抢修钢梁制式器材拼组成框架结构, 全长111.2m,主跨58.4m,导梁43.2m，尾梁43.2m，主桁高6m，中心距5.8m,自身重400t, 根据其功能的不同分为前导支架、主支架、尾部支架3 部分。主支架采用双层八七梁结构, 用以承接混凝土梁拼装架设的全部荷载, 是传递梁段荷载的构件, 包括耳板、横梁、纵梁与箱式支撑、启闭装置5 部分, 通过耳板将下托梁销接于主桁架下弦节点上, 下托梁分3 个单元组拼, 在移动支架前移过墩时, 在横梁中间分单元向两侧打开。
2.墩上支撑系统：由临时支座支撑下托梁，但墩上支撑系统不与桥墩台身帽相互联系, 以在施工中保证不损伤下部主体工程。
3.喂梁系统：主支架与尾支架段上平联下设置内挂式运行轨道,并在轨道上配2台50t起重小车,配以改进型JJMW- 5慢速卷扬机和改进型H80×7D型滑车组,构成喂梁系统, 承担将梁段从到达尾支架处的运
梁平车上喂至主支架内预定位置,具备垂直和水平运输功能。运梁小车将梁段运至造桥机尾部,启动喂梁系统,通过2台起重小车将梁段提升5～10cm,后撤运梁平车,将梁段下1m左右,起重小车吊着梁段水平前移下放到离下托梁顶面距离约25cm 左右, 然后起重小车继续前行将梁段喂送至梁段的纵向预定位置,下放梁段支承于置于下托梁上的箱式支撑上。起重小车的行走和起升采用无线遥控和变频调速技术,在下托梁上配以梁段限位装置, 可进行梁段的快速精确定位,2台起重小车可单独或同时起升和行走,梁段的调整和定位极为方便, 而且大大简化了操作步骤, 缩短了施工时间。
4.移行系统：移行系统包括移行动力车和牵引卷扬机。移行动力车采用在运梁平车上附设移行车架,用作移动支架向前移行的后支点,在下平联的后端安装两5t卷扬机,与运梁平车共同作为造桥机前移的动力装置。移行时,在新拼架好的梁孔上接铺轨道, 将移行车架置于运梁平车上,将运梁平车行走至造桥机的尾部,用2台100t液压千斤顶将移行车架连同移动支架顶起, 同时将移动支架与滑道间的支撑块撤出,安装四氟乙烯滑板,并将移动支架置于滑板上,将2 台5t卷扬机的动滑轮锚固在两侧主桁架尾部的下弦杆上,定滑轮锚固在中间墩上支撑的滑道支座上,用2台起重小车打开第一单元下托梁,同时起动运梁平车和卷扬机, 造桥机前移。
5 运梁系统。运梁系统由1台120t调速运梁平车配置1台50kW 柴油发电机组成,负责将梁段自预制梁场运输至移动支架尾梁处。运梁平车自带动力和牵引装置,无需牵引机车,并设有自锁装置。
4 造桥机节段拼架箱梁施工
4.1 工艺原理和流程
ZQJ32/56型移动支架造桥机拼架混凝土箱梁是以墩上支撑系统的下托梁作为支架的依托, 通过运梁平车将梁段运输至移动支架尾部,
然后由喂梁系统将梁段喂至造桥机主支架内的预定位置, 在支架内进行对位串联湿接,原位拼架,整孔组拼,待湿接缝达到强度后,整孔张拉。向前拖拉造桥机滑移过墩, 就位于下一孔跨, 原位建造预应力混凝土梁。其拼架箱梁施工工艺流程见下页。
4.2 施工操作要点
4.2.1 梁段吊装就位
1.利用100t龙门吊机将梁段吊放安置于梁上120t 运梁平车上, 通过运梁平车, 将梁段移运至造桥机尾部并进入尾梁腹腔内。为防止运梁平车行走时梁段移动, 在梁段前后左右均安放限位装置。
2.梁段运至尾梁腹腔后,启动喂梁系统,通过卷扬机和滑车组将送至造桥机尾部的梁段提升5～10cm 后撤运梁平车。
3.喂梁系统带着梁段水平前移，至梁段下放至下托梁上不妨碍时,下放梁段约3m 至梁底, 离下托梁顶面距离25cm 左右, 然后喂梁系统继续前行将梁段喂送至梁段的纵向预定位置, 下放梁段支承于下托梁上的箱式支撑上。 4.2.2 梁段调位
梁段位置调整包括纵向位置调整、横向位置调整和拱度调整。 1.梁段的纵向位置按设计放样位置控制, 通过纵向移动一次就位,为了防止梁体张拉后,混凝土收缩变形,梁长缩短,要将梁段纵向定位长度比设计加长15mm；横向位置以线路中线控制梁段截面中心与其重合, 通过箱式支承架上的滑板和千斤顶调整。
2.梁段竖向高度调整是千斤顶配合丝杆共同进行的。为了部分抵消张拉后产生的上拱度, 各梁段在造桥机上组拼时应在梁底预设下挠度,下挠度的设置是根据造桥机的设计挠度曲线和设计每孔梁的预留拱度曲线来确定每个丝杆的初调高度, 最后通过千斤顶及箱式支承架高度来设置各个梁段的底标高。
拼架箱梁施工工艺流程图
绑扎接缝钢筋梁段空间位置调整梁段送到造桥机尾部测量就位梁段空间位置N梁段全部就位提升梁段至桥面运梁平车上安装造桥机设置梁段预制场施工准备梁段位置放样现场预制梁段喂梁系统喂送梁段龙门吊移梁段至存梁场预应力孔道连接穿波纹管
造桥完毕穿束、施加预应力并灌浆安装接缝模板灌注梁段接缝混凝土养生造桥机移行与就位进入下一梁孔位置3.计算梁段箱式支承顶预设高度。箱式支承高度H = Y - Y ′,其中,Y 为满载时造桥机支架综合挠度；Y ′为梁段就位时预留的下挠度。下挠度Y ′= F - F ′,其中,F 为张拉后箱梁产生的上拱度；F ′为钢
束,湿接缝混凝土等对造桥机支架产生的下挠度。
4.在全部梁段就位后,利用全站仪按设计要求精确调整各段位置。 4.2.3 湿接缝灌注
梁段位置经仔细调整满足要求后,即可进行湿接缝模板安装、钢筋绑扎、预应力孔道的连接和钢绞线穿束等工作, 检查合格后由两端的接缝开始, 向跨中接缝同时灌注混凝土, 先灌完所有湿接缝底板混凝土后,再从两端相向同时灌注腹、顶板混凝土。 4.2.4 预施应力及调落支承
在造桥上进行梁节串联张拉, 为解决钢桁梁支架的反弹对混凝土梁的影响, 采用了分次对称张拉、分次调落支承的方法, 确保在张拉过程中梁体不开裂, 满足设计规范要求。
1.箱梁预应力钢束分批张拉,二次落架,湿接缝混凝土强度达到100% 设计强度后, 采用对称张拉方法进行施工。
2.箱式支承调落
箱式支承调落量采用二次抛物线形计算,并与造桥机支架在箱梁作用下所产生的挠度变化进行对比, 确保各支承丝杆调整值。箱式支承分二步调落, 要求每一步骤丝杆调落过程中需分数次进行, 否则会因部分丝杆回落落后,未回落的丝杆承载力过大而退不下来。
施工时可根据上述计算确定每个丝杆每遍调整值,调整时分两组从两头平行作业至跨中,丝杆如果拧不动,用油压千斤顶预顶以减少丝杆的压力,但不得使丝杆和箱梁梁底脱离,为保证调整精度,以丝杆旋转的周数进行控制。 4.2.5 孔道压浆
孔道压浆工作在移动支架拖拉到下一孔跨后, 使压浆工作不占用移动支架时间。压浆采用一次压浆工艺,压浆顺序自下而上逐孔进行,一孔梁应连续压完。
4.2.6 造桥机滑移过墩及恢复就位
1.下托梁开启,下托梁由承托混凝土梁的工作状态到过墩滑移,采用旋转开启式下托梁用单销连于造桥机支架外侧,借助导链滑车吊链控制收放,打开后下托梁自然下垂。
2.造桥机支架由拖拉滚轮箱承托。滑道支座有滑板支撑滑道下弦, 梁尾滑道用移行车架为依托,在已成混凝土梁上铺设的钢轨滑道上滑移,上下配合使用,有助于保持支架向后的倾复稳定性。
3.支架滑移的上滑道移行车架,又做为造桥机滑移时的后端导向。要求轨道铺设标准,轨道中心以线路轴线为准,误差≤±5mm ,轨距误差≤±2mm ,箱顶标高:纵向误差≤±5mm ,横向误差≤±2mm。
4.滑道支座作为造桥机支架滑移的下滑道及前端导向。滑道支座中心距离为5800mm/2, 要求滑道支座轴线与桥轴线平行,位置偏离误差≤±5mm ,箱顶标高累计误差≤±3mm。
5.造桥机支架滑移过墩方法。在造桥机支架导梁下平联安装两台5t卷扬机, 作为支架滑移动力。动滑轮安装在支架主桁下弦尾端的牛腿上,在其上缠绕钢丝绳并引到前端滑道支座内侧牛腿上作为定滑轮的锚固, 以构成工作平台, 来缠绕拖拉钢丝绳。
6.拖拉造桥机支架到下一孔跨准确位置后,起顶支架,安装造桥机支架支承垫板,闭合下托梁,安装纵梁两端的拆装部分。
7. 检查恢复后的造桥机支架,能否满足使用要求,严禁造桥机支架及其它机械设备带问题工作。
5 工艺特点
ZQJ32/56利用型移动支架造桥机进行节段拼架箱梁施工实际上是一种循环有序的施工方法,从梁段预制移存、梁段吊装条位、湿接缝浇注、预应力张拉到桥跨成型，形成一条完整的流水作业线。技术设备配套简单, 操作方法简便,不受桥址地形条件及墩高限制, 不影响桥下通
车。其主要特点如下: 利用移动支架墩顶原位建造箱梁, 梁体直接建在桥孔, 可一次到位, 不再顶推滑移或起落升降。梁段预制与拼组架设平行作业, 按流水作业安排流程, 便于施工管理和安排机具人力。移动支架造桥设备自动化程度高, 循环周期短(10～15d) ,梁段运输平稳组拼方便, 安全可靠。以节段拼装法为主, 梁段工厂化预制, 墩顶原位拼装湿接, 平行作业, 可以建造简支梁或连续梁。支架以八七梁为主拼组而成, 在支架腹内梁段拼装成混凝土箱梁, 作业空间大, 安全性能高。
6 结束语
ZQJ32/56型箱型梁移动支架造桥机是我单位初次使用，采用这种施工工艺不仅保证安全、高效的施工，而且为我单位以后在大吨位、大跨度箱梁拼装奠定了坚实的基础。
参考文献
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