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摘 要:曲线桥梁的架设,需要根据曲线半径大小以及架桥机的功能采取具体的施工措施。本文结合某互通超小半径曲线T梁架设的工程实践,重点介绍对架桥机的改进方法、架设施工方案以及施工注意事项。相关成果可为类似桥梁架设施工提供参考。
关键词:架桥机; 超小半径; 预制T梁; 施工方案
中国山区占全国国土总面积的 69.1%,随着高速公路工程项目的增加,高速公路向山区延伸。据统计目前高速公路的桥隧比越来越大,有的高达80%。山区高速公路,由于地形限制,互通区匝道桥的墩高较高,曲线半径较小。位于曲线上的预制桥梁架设,需要根据曲线半径大小以及架桥机的功能采取具体的施工措施。
现阶段公路桥梁预制梁架设施工一般适用于是路线纵坡3%,横坡5%,曲线半径≥350m的情况。对于在半径小于350m曲线上架梁,尤其是超小曲线半径的情况,则需要对施工方案的详细评价和论证,以判断施工方案的可行性。本文结合某互通匝道桥架设的实践,本文对位于平面曲线半径为104.5m,跨径28.6m的预制T梁的非常规架梁技术进行阐述。
1 工程概述
某互通匝道桥位于平面曲线半径R=104.5m和R=190m上,每跨设置5片跨度为28.6m预制T梁,共9跨45片梁,梁面成渐变式,范围为9.5m-10.75m,纵坡为1.658%-2.345%,横坡为4%-6%,最大墩高65.63m。如图1所示,受线路条件限制,架设时只能下坡向架设,导致T梁在运输和落梁时容易向前冲击,存在很大的安全隐患.施工难度大。
图1 某互通匝道桥
2 架梁方案
在架设直线梁时,可以通过机臂和整机横移将梁就位。在平面为曲线时,桥面的中心线响应的也为曲线,然而架桥机的整机中心是直线形,如果将架桥机前中支腿中心与桥面中心重合,则架桥机的尾部支腿中心必然会偏出桥面中心。架设104.5m 小半径曲线梁时,梁中心线外矢距达到98cm,相邻两跨桥梁中心线夹角为15.73°。所以如何在如此小的曲线半径上如何进行T梁过孔、喂梁、落梁等是架梁的难点。
根据本桥现场实际情况,同时结合设计文件、施工队伍、设备等因素,在确保安全、环保、质量、满足规范要求的前提下,特别是如何解决超小半径曲线下架桥机的稳定性以及大纵坡架梁时架桥机主梁的水平度调整和纵向移动时驱动、制动的可靠性问题。
2.1 轮轨步履式架桥机
由于轮轨步履式架桥机具有变跨便捷、作业效率高、曲线调头方便、整机造价低,经济效益好等优点,一般的梁式桥梁均采用轮轨步履式架桥机进行预制梁的架设施工。
然而,常规轮轨步履式架桥机在后支点会出现较大的负反力,而且对桥面平整度要求较高,施工荷载偏大。上述特点对于超小半径曲线梁的架设尤为不利。
2.2 轮胎导梁式架桥机
轮胎导梁式架桥机采用下导梁辅助纵向移动过孔,通过后支腿、前支腿及辅助支腿完成主机过孔,通过起重小车、辅助支腿及辅助小车完成下导梁过孔,其中后支腿采用轮胎液压驱动行走,前辅助支腿支撑在导梁上,为可独立回转式的从轮轮组。导梁采用低位布置方式,以最大程度降低架桥机过孔时的侧向倾翻力矩。
相比轮轨步履式架桥机,轮胎导梁式架桥机具有以下优点:
①轮胎驱动及制动性能高,曲线转向及过孔安全可靠,更适应曲线桥梁的施工;
②施工载荷分配较为均匀合理;
③轮胎对桥面平整度要求较低,路面适应性较强。
综合以上分析,本项目采用轮胎导梁式架桥机进行施工。
3 小半径曲线桥架梁难点及实施方式
3.1运梁通道的处理
路线平面位于曲线上时,车辆行驶会受水平方向离心力的作用,促使车辆向曲线外侧平移和倾覆,在平曲线上设置超高以抵消一部分离心力。本桥的超高最大达到6%,桥面两侧最大高差达到64.5cm。在架梁前必须先对超高进行处理。
根据架桥机和运梁炮车安全工作性能参数,当横坡≤3%时可确保架桥机的抗倾覆稳定性。通过在喂梁区对桥面采用C20砼将横坡处理至3%以内,以满足架桥机和运梁跑车的安全。
3.2 架桥机姿态调整
如图2所示,通过架桥机支腿与主桁间不断的相对运动,将架桥机整机调整至与待架梁平行,达到过跨条件,具体操作步骤如下。
①将架桥机前支腿调整至桥面、天车移至架桥机中部并调整架桥机的其他结构位置,确保达到架桥机转动条件。
②固定前支腿夹板,松开后支腿夹板,以前支腿为支点横移后支腿,将主梁尾部向曲线外侧横移,横移距离不超过50cm,主梁端部随之向曲线内侧横移,横移距离同样不超过50cm;固定后支腿夹板,松开前支腿夹板,以后支腿为支点横移前支腿,将主梁端部向曲线内侧横移,横移距离不超过50cm,主梁尾部随之向曲线外侧横移,横移距离同样不超过50cm。
③待第一次架桥机横移完成后,通过过孔托辊和后辅助支腿做临时支撑,将后支腿脱空后,再将后支腿前移至前支腿后方5m处,此时顶升后支腿,将前支腿脱空,然后再校正前支腿,使其与主梁垂直。
④校正好前支腿后,再将后支腿退回至原位,将后支腿校正至与主梁垂直;校正好前支腿和后支腿后,重复7-8次的①-④步骤,横移调整架桥机方向,使架桥机与待架梁平行。。
图2 架桥机结构图
3.3 T梁架设
架桥机过孔完毕后,调整架桥机各支腿状态及位置,开始进行喂梁,喂梁采用侧方位从架桥机主桁下方喂梁。
如图3所示,炮车沿曲线中心线运梁,通过不断地调整前后端炮车行进方向,使后端炮车向曲线外侧靠近(炮车车轮需在外边梁腹板区),前端炮车向架桥机中心线靠近,最终驶入架桥机主梁区间进行喂梁,喂梁及落梁操作要点与一般架梁时的喂梁及落梁一致。
图3 超小半径曲线T梁架设
4 安全技术措施
小曲线半径架梁除了常规的安全措施外,还必须注意一下几点。
(1)横移轨道必须用水平尺找平,轨道全长高差≤15mm,且轨道两端部高度不得低于中部高度。
(2)横移轨道的垫墩必须支垫在梁梗及桥台的胸墙处,严禁支垫在挡砟墙上。
(3)当第一片T梁落好在墩台定好位后,应立即在T梁两侧打好支撑,在梁底靠支座边垫上预制块,并用木楔塞紧,同时用2台3t手拉葫芦捆拉T梁,后续的梁体严禁碰撞前面已架设的梁体。
(4) 在架梁状态时,机臂应与曲梁销接,在过孔状态时,吊梁小车应曲梁销接,且应先插好下一工序的销轴才能拔掉上一工序作业的销轴。
(5)曲线梁桥架设过程中应保证桥梁整体性,以5个桥面湿接缝钢筋环为1组,一跨桥焊接5
组共25个钢筋环来保证桥梁整体性.
为保证曲线运梁架梁、过孔安全,在墩顶负弯矩区钢束张拉作业时,构件两端不得站人,并应放置安全防护罩。同时高压油泵应放在构件端部的两侧。
5 结论
通过某互通匝道桥的实践,本文所阐述的超小半径曲线架梁技术具有安全性强、架梁周期短、周转速度快等诸多优点,适用于复杂山区互通立交桥复杂山区高墩小半径互通立交桥施工的需要。为复杂山区环境超小半径互通立交桥的建设施工提供了成功范例,相信通过逐步推广和应用,此技术将得到普遍的认可,为更多人所接纳和采用。
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