简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用

成琼宇向佳简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用75简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用陈琼宇向佳摘要本文针对洪水河特大现浇箱梁的施工实践，介绍了简易造桥机的工作原理及运用其现浇连续箱梁的施工工艺关键词简易造桥机现浇连续箱梁施工1前言随着桥梁结构的不断发展，现浇连续箱梁结构越来越被广泛使用，由于受地形、墩高等因素的影响，常规的支架结构施工已不再适用，因此造桥机就应运而生了。洪水河特大桥位于青岛至红其拉甫线马站至莱芜段高速公路第五合同段，两幅分离，左幅全长1176m，最后两联桥面宽从16.5m渐变为24.5m进入张家坡互通区E匝道，右线全长1356m。本桥上部结构为现浇连续箱梁，混凝土等级为C50，左线为39×30m，计6联，第一联至第六联长度分别为8×30m、3×7×30m、2×5×30m，右线为45×30m，计7联，长度分别为5×7×30m、2×5×30m，其中右幅全幅及左幅1～4联箱梁横断面为等截面，宽度为16.5m，左幅第5联、第6联为变截面，梁顶宽度从16.5m渐变为图1洪水河特大桥（第一段箱梁施工）简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用成琼宇向佳7624.5m。全桥共计C50混凝土29648.8m3，钢筋6461.757吨，钢绞线1055.965吨。洪水河特大桥箱梁具有墩柱高度普遍较高，工程量较大、现浇次数多、工期较短、地面横坡、纵坡较陡、地基处理工程量较大（见图1）。由于购置造桥机价格高，公司与西南交通大学教授联合设计制造了简易造桥机。成功地对洪水河特大桥现浇连续箱梁进行了施工。2简易造桥机施工原理及工艺流程2.1工作原理简易造桥机是根据造桥机的工作原理，工作时，利用三片中纵梁，两片边纵梁共计五组钢桁纵梁（纵梁以贝雷梁拼装组成）分别支承箱梁底模板、箱梁侧模板；纵梁与模板连成一体，纵梁支承在托架横梁上（横梁由贝雷梁拼装组成）；底模板、侧模板在移动体系作用下，实现横向移动、纵向移动；箱梁模板通过液压千斤顶按二次抛物线设置施工预拱度并调节达到设计高程，箱梁支架及模板可以实现纵移、横移和竖移。托架、支承台车靠其它的设备向前方桥跨移位。纵梁横移用手动葫芦牵引移位，纵移通过低速电动卷扬机移动。简易造桥机全貌（见图2）。2.2工艺流程图2简易造桥机全貌成琼宇向佳简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用77地基处理→临时墩的搭设及抱箍的安装→中间横梁及墩旁横梁的安装→中间支承系统→纵梁的架设→工字钢的铺设→底模及侧模安装→钢筋、砼施工→千斤顶与移梁小车置换→移梁。3施工操作要点3.1地基处理a)计算临时支墩处纵梁与原地面的高差，根据高差、支腿组合高度计算原地面挖或填的高度，做地基承载力试验；地基承载力要求大于200KPa即可施工混凝土基础，地基承载力小于200Kpa时需对地基进行处理，地基承载力合格后进行混凝土基础施工。b)基础分两层，底层基础尺寸为4×4×0.4m，顶层基础尺寸为3.2×3.2×0.4m；模板采用组合钢模或木模，混凝土顶面高程需精确控制，误差在±2cm内。c)施工顶层混凝土基础时注意预埋支腿的底部预埋件。d)为了防止地表水浸泡地基降低地基承载力，施工完毕后需在基础周围做好排水沟，及时排走地表水并回填夯实。3.2临时墩的搭设及抱箍的安装a)根据混凝土顶面标高与纵梁的高差，在平地上拼装好与高度相对应的贝雷片组。每一跨共计两个临时支墩，每个临时支墩由两组贝雷片组组成，每组贝雷片组由四排单层贝雷片拼装而成。拼装好后利用吊车将贝雷片级吊装就位。然后通过自行加工的下连接件与混凝土基础连成一体后（见图3），采用6根钢丝绳将临时支墩固定保证不位移、晃动，这就是中间临时墩的施工。b)施工墩柱时，在每个墩柱沿线路纵向距墩顶3.4m处预留4个直径为60mm的孔。用吊车将抱箍安装在墩柱上，抱箍孔与墩柱预留孔准确的对图3临时墩结构图构图简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用成琼宇向佳78应在一起后，用高强螺栓上好后穿φj15.24钢绞线和专用锚具，采用专用的千斤顶进行张拉，每根钢绞线预拉力为50吨（见图4）。3.3中间横梁及墩旁横梁的安装临时墩及抱箍安装好后，在平地上将横梁拼装好，每一孔共计拼装中间横梁和墩旁横梁各两组，然后用吊车将横梁吊到临时墩和抱箍上通过上连接件将中间横梁和临时墩连接在一起，并在中间横梁和临时墩间焊斜撑起加固作用。墩旁横梁吊装完成后，将墩两旁的两片横梁用花窗连接在一起以加强墩旁横梁的稳定性(见图5、图6)。3.4中间支承系统a)墩旁横梁、中间临时支墩安装完毕后,在相对应的位置上安装支承梁。b)在上下支承梁中间设置千斤顶，千斤顶两侧加防滑支撑方木，两片中间横梁上共设16台100T及4台50T千斤顶，两片墩旁横梁上共设20台50T千斤顶。3.5纵梁的架设图5中间支墩及横梁图4抱箍结构图成琼宇向佳简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用79图6中间支墩横梁及墩旁横梁a)纵梁分中纵梁、边纵梁共计五组。其中：中纵梁3组，每组用4排贝雷片拼装而成；边纵梁2组每组用3排贝雷片拼装而成。b)在地面上拼装纵梁，纵梁拼装时注意控制贝雷梁的位置。c)纵梁拼装完毕后用两台25T的吊车共同吊装到横梁的上支承梁上，吊装的顺序为：吊装外边纵梁、左中纵梁、中纵中梁、右纵梁、内边纵梁（见图7）。3.6工字钢的铺设纵梁安装完成后沿纵梁方向间距0.75m布置一根型号为20a的工字钢，布置好后将每孔的工字钢用φ12的螺纹钢筋焊接在一起，以增强工字钢的整体稳定见图8图7中间支撑系统简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用成琼宇向佳803.7底模及侧模安装a)底模分3组，每组底模和相应的中间纵梁连为一个整体。b)侧模2组，每组和相应的边纵梁连为一个整体，侧模和边纵梁间用侧模支架支撑，并通过侧模支架调节侧模高度。c)相邻的两组模板用螺栓连接在一起，模板安装好后通过千斤顶调节模板的高程（见图9）。3.8钢筋、砼施工a)模板安装好并将标高调整完毕后，方可进行钢筋安装绑扎和砼浇注。图9底模及侧模安装图8工字钢铺设成琼宇向佳简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用81b)混凝土的浇注采用一次浇注施工法。c)先浇注底、腹板，后浇注顶板，浇注顺序由底端向高端浇注。3.9千斤顶与移梁小车置换a)砼浇注完毕并张拉压浆后，方可进行移梁。b)移梁前，先将支撑系统拆除，将移梁小车摆放到位，再将纵梁降落到移梁小车上，达到千斤顶与移梁小车置换的目的。c)落梁时应先解除模板及纵梁间的连接，使五片纵梁、模板分开。保持墩旁横梁支撑不变，拆除中间横梁上的支撑系统，将移梁小车摆放到位，通过墩旁横梁上的千斤顶将纵梁降落到中间横梁的移梁小车上。d)再拆除墩旁横梁上的千斤顶及其他支撑系统。3.10移梁a)支架移动是该工艺的一个关键工序。移梁小车和千斤顶置换后，先将外侧边纵梁横向移出到移梁通道外侧的临时存梁区并临时停放；然后将内侧边纵梁直接移至下一孔；再用手拉葫芦将外侧中间纵梁横移到移梁通道上，然后用低速卷扬机纵移至下一孔，并横移到相应的内侧中纵梁的位置，在墩旁横梁上用千斤顶将纵梁顶起来，用中间支承系统把移梁小车置换出来。b)用同样的方法再将中纵梁、内侧中纵梁移动至下一孔中纵梁及外侧中纵梁的位置。c)最后将两片外侧边纵梁移到相应的位置。d)移梁完成后，将三片中间纵梁连接起来并固定。e)上一孔的外侧中纵梁、内侧中纵梁到下一孔时已相互调换位置。造桥机移动完毕后进行模板调整，高程调整，进行下一孔现浇箱梁的施工（见图10）。4关键工序控制a)纵梁前移速度不大于2m/min，风速大于10m/s时不能纵移，确保造桥机及人员的安全。b)横移到位后需将移梁小车的下部滚轮制动后，方可进行纵移。纵移时应确保所有滚轮支点在同一平面内，若在简易移梁滚轮架处高度不够时，可用自制支撑梁或方木将移梁支架抬高到标准高度。严禁移梁过程中出现简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用成琼宇向佳82在支点处有中纵梁悬空的现象。移动过程中应尽量减少滚轮与中纵梁的摩擦碰撞。c)中梁横移时应采用手拉葫芦进行，在中间横梁和墩旁横梁上应设置挡块以防止纵梁滑出横梁。d)纵梁的纵向移动通过低速卷扬机实现，在纵梁的两端各设置一台，以保证在移动过程中尽量匀速。e.移梁后，要对支架进行检查，检查焊缝有无开裂，构件有无变形。并做出及时调整。5简易造桥机的优缺点使用简易造桥机对洪水河特大桥逐孔分段现浇30m跨连续箱梁的施工，无论从工艺、质量、还是进度均取得了不错的成绩，并积累了许多宝贵的施工经验，但是也存在诸多不足之处。5.1优点a)施工工艺先进。移动支架是一较为先进的施工方法，对于水上、高墩、地面线纵横起伏较大、城市立交等支架搭设困难的地方更具优越性。图10移梁作业成琼宇向佳简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用83b)施工质量好。该造桥机采用贝雷支架，刚性好，变形小，重复熟练的工序易于掌握，有利于稳定施工质量；c)机械化程度高。由于采用的是滑模式施工，纵梁直接通过手拉葫芦或卷扬机的带动前移，且模板的标高可通过千斤顶来调节，节约了大量的时间和人力。d)地基处理量少。该造桥机直接作用于砼基础和抱箍上，不需要进行大量的地基处理。e)施工速度快。该造桥机构件大多为贝雷构件，易于安装，且安装后不用再拆，直接整体吊装至下一孔。节约了支架搭设的时间。形成正常循环后，造桥机每个工作面每浇注一孔最快可达到10天一个循环。f)减少对环境的影响和污染，有利于文明施工。5.2缺点a)一次性投入较大。简易造桥机投入过大，周转次数越少单位成本越高；b)非标准件较多，如施工前期非标准件进场组织不及时，对施工进度有一定影响，且非标准件不易加工；c)中间支撑系统稳定性差。中间支撑系统有支承梁和千斤顶直接叠放而成，中间没有任何连接，且千斤顶与支承梁间接触为刚性对刚性，容易打滑、失稳，此支撑系统有待于以后的施工中改进或更换。d)不易调节线形。由于造桥机支架及模板设计均为直线型，对桥的平曲线线型不好调节。6结束语a)采用简易造桥机施工，机械化程度高，其模板、钢筋、混凝土和张拉工艺等整套工艺均可在模架内完成。不受外界因素干扰，不仅便于工程管理，又能提高工程质量，加快施工进度，缩短工期，单孔施工周期最快仅用10天完成。简易造桥机在现浇连续箱梁施工中的应用成琼宇向佳84b)简易造桥机一次投入较大，为了提高使用效率，必须解决装配化和科学管理的问题。图10