城市轨道交通高架桥整孔箱梁架设施工技术
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【摘要】随着科学技术的不断发展,轨道交通的使用范围越来越广，它直接影响着人们的生活。本文从国内轨道交通高架桥施工方法现状、预制架设整孔箱梁方法的可行性及广州市轨道交通的实例等几个方面进行了分析。
【关键词】城市；轨道交通；高架桥
中图分类号：K928文献标识码： A
一、前言
近年来，由于城市轨道交通的高速发展，高架桥整孔箱梁架设施工技术问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面上有所完善，但依然存在一些问题和不足地方。在科学技术突飞猛进的新时期，加强高架桥整孔箱梁架设施工技术的运用，对我国城市轨道交通工程有着重要意义。
二、国内轨道交通高架桥施工方法现状
目前,我国城市轨道交通通常采用轮轨式,按一次双线设计,线间距一般为3.6~3.8m,桥梁宽度在9m左右。现将国内各设计院通常提出的各种普通梁跨的设计施工方案汇总如表1所示。
在建的北京地铁八通线全长约19km,桥梁总长10.1km,85%的桥梁采用集中预制工字形梁,汽车吊架设后浇筑整体桥面板,形成简支叠合梁的结构形式,每孔梁由4片工字形梁与现浇桥面叠合层组成,常用跨度为25m。
国内已建和在建的其他项目中主要采用简支或连续箱梁,如上海明珠线一期主要采用30m跨简支箱梁;大连轻轨三号线、天津津滨轻轨、天津地铁一号线、武汉轻轨等主要采用25m跨简支箱梁。箱梁结构以单箱单室或单箱双室为主,梁部均采用满堂支架现浇法施工。
三、预制架设整孔箱梁方法的可行性
目前,在城市轨道交通高架桥建设中,由于箱梁结构具有较好的整体受力性和美观性等优势，所以被广泛采用。箱梁施工普遍采用的满堂支架现浇法,虽然比较成熟、可靠,但也存在许多弊端。在天津津滨轻轨工程设计中提出预制架设简支箱梁方案,经过研究,认为该设计方案是可行的。
城市轨道交通高架桥通常分为两类,一类为有碴桥,另一类为无碴桥。对于有碴桥,架梁时梁顶平整,桥上运梁比较方便,运梁设备既可采用轮胎式,亦可采用轮轨式。而对于无碴桥,由于梁上有许多承轨台的预埋钢筋,采用轮胎式运梁设备比较困难,可采用在箱梁两腹板处无预埋钢筋的地方铺设两临时钢轨;采用轮轨式运梁设备沿钢轨运行,可以避免与预埋钢筋干扰,避免损坏预埋钢筋,这是安全可靠、切实可行的。
通常25m跨单箱单室箱梁自身质量约300余t,1孔梁梁体设计承载能力一般不能承受1孔梁体和运梁车载荷。所以运梁时,运梁设备的载荷分布需分散至前后2孔梁上。在小半径、多线桥、变宽桥等特殊地段需结合实际情况具体研究,预制架设整孔箱梁可能受到限制。
四、实例分析
1、广州市轨道交通四号线高架桥部分区段采用整孔箱梁架设的方法。箱梁共计165孔,基本梁型为30m梁和25m梁,梁宽均为9.3m,梁高为1.7m;30m梁重410t,25m梁重340t。线路最小曲线半径R=800m,架梁最大上坡度为22.97‰,最大下坡度为10‰,跨珠江水系最大墩高为24m。
2、总体施工技术方案
（1）总体施工流程
根据施工现场情况,采用2台250t提梁机跨桥位及跨存梁台位安装布置,先用提梁机架设8孔30m箱梁作为运架一体式架桥机组装及取梁用平台,再用专用旋转横移平台作取梁喂梁,采用经改造后的意大利NICOLAYJ550型运架一体式架桥机取运梁进行桥梁架设。桥墩加设抱箍,架梁工地配备50t履带吊车1台、20t载重汽车1台用于安装、拆除、倒运桥墩抱箍,总体施工流程如图1所示。
（2）箱梁架设施工技术
1）运架一体式架桥机组装
运架一体式架桥机组装前需根据地基条件处理好龙门吊走行线轨下基础,并沿桥梁纵向跨桥位铺设提梁机左右走行线。利用大吨位汽车吊组装好两台250t提梁机,然后利用250t提梁机架设8孔箱梁,再利用250t提梁机在桥面上组装运架一体式架桥机。其作业程序框图如图2所示。
2）箱梁提升
为满足整孔箱梁的提升要求,采用2台250t提梁机将箱梁从存梁台位提升至旋转式横移平台上。
3）箱梁横移
采用特制的WX500型旋转式横移平台进行箱梁横移喂梁作业。WX500旋转式横移平台如图3所示。WX500旋转式横移平台主要技术参数如下:额定承载能力为500t;适应箱梁跨度为25~30m;移梁平均速度为0.2m/min;转臂平均转动速度为37.5b/min。WX500型旋转式横移平台移梁作业步骤如图4所示。
4）运架一体式架桥机箱梁架设工艺流程。工艺流程如图5所示。
5）整孔箱梁架设作业流程
埋设桥墩预埋件。桥墩因顶面的尺寸不够,采取安装抱箍加宽桥墩顶面来满足运架一体式架桥机架梁施工的要求；安装桥墩抱箍桥墩抱箍安装施工工艺：
①安装抱箍
安放安装支架；安装1号件；临时安装预紧拉杆；安装2号件、预紧拉杆安装就位；
②张拉预紧拉杆
每根预紧拉杆的预紧力为80t；根据试验室提供的拉力对照表控制螺杆拉伸器上压力表的读数,拉力的误差应控制在0~5%,不宜出现负误差,禁止超过5%以保证预紧拉杆少受损伤,确保安全；4根预紧拉杆应对称进行张拉,如有特殊情况用1台拉伸器张拉时,应分为4次张拉,每次增加20t的拉力。
③安装导梁
④运架一体式架桥机取运梁和喂梁
⑤落梁就位
落梁前检查；铺砂浆垫层；落梁。起动液压卷扬机以0.5mm/min低速、平稳、分3个步骤完成落梁。①距支承垫石顶面500mm左右时,液压卷扬机制动。上支座下座板套筒锚固螺栓,然后起动卷扬机徐徐落梁。②距墩台支承垫石顶面300mm左右时,采用线锤对中引导。③距墩台支承垫石上水泥砂浆面10mm时,液压卷扬机制动,利用运架一体式架桥机吊装横梁纵、横移装置微量调整箱梁落梁位置,预留出桥梁伸缩缝,箱梁精确对位,然后,起动液压卷扬机,徐徐落梁到位；落梁后检查。落梁后根据整孔箱梁架设工程施工质量验收标准检查箱梁与支座就位情况。
⑥安装支座
根据支座类型配置表选择与线路纵坡一致的支座；支座上摆顶面必须安装3mm厚的高压石棉板。
⑦运架一体式架桥机退回
取下吊具。放松钢丝绳,取出吊梁螺杆和连接板,螺母要妥善保管；导梁后退7.6m,拆除加固件。运梁小车驱动导梁后退7.6m,抄平后支腿连接后支腿与导梁连接拉杆,后支腿与已架好梁的吊装孔地锚杆,导梁尾部油缸伸出承受负载并安装护套立于后支腿上；前轮组落地。运架一体式架桥机前轮组落地,拆除导梁运梁小车与运架一体式架桥机连接油路及控制电缆,旋转司机室至运行位置,取掉后轮组轮胎楔形垫木；返回取梁。运架一体式架桥机以5km/h运行速度返回梁场取梁,进行下一次循环；在下坡或平坡架梁,运架一体式架桥机离开后,立即用钢丝绳把导梁与已架箱梁牢固连接,确保安全。
⑧转移支腿,拆除已架箱梁桥墩抱箍转移支腿同导梁安装移主前支腿就位工序,拆除已架箱梁桥墩抱箍。
⑨小曲线半径箱梁架设。城市轨道交通高架桥由于地面固有建筑物给选线带来的不便,故多有小半径曲线。运架梁机及导梁与直线桥轴线一致。运架梁机、导梁在架设前对位时,其轴线和已架直线桥梁轴线保持一致；计算横移调整量。根据曲线桥的曲线半径计算出半径在桥墩间的弦线量；调整前支腿；落梁。在运架一体式架桥机在导梁上前行喂梁时,应注意随时调整架桥机的位置,架桥机走行到位后,架桥机两侧里导梁两侧的距离应基本相等,其他落梁等步骤与直线架设的相同。
五、高架桥整孔箱梁架设施工技术的发展前景
随着我国大中城市轨道交通建设高潮的来临，高架桥施工在城市轨道交通建设中也将日益普遍。由于城市轨道交通建设地理环境的特殊性，高架桥施工与周边环境、现况交通、文明施工的矛盾十分突出，研究、选择合理的施工方法是建设单位、设计单位、施工单位迫切需要解决的现实问题。施工实践证明，架桥机架梁法与支架现浇法、吊车吊装法等桥梁施工、架设方法相比，在经济及社会效益方面具有其独特的优势，应用推广前景十分广阔。
六、结束语
通过对城市轨道交通高架桥整孔箱梁架设施工技术的问题分析，进一步明确了高架桥整孔箱梁架设施工技术在城市轨道交通工程应用中的方向。因此，在城市轨道交通工程领域的后续发展中，要不断提高高架桥整孔箱梁架设施工技术的研究，促进城市轨道交通工程技术领域的发展。
参考文献
[1]王怀海 客运专线900t双线箱梁运架设备研究 安徽建筑 2006年
[2]杨启兵 秦沈客运专线箱梁和工程施工新技术 中国铁道出版社 2003年
[3]雷俊卿 桥梁悬臂施工与设计 人民交通出版社 1999年