48m节段拼装梁施工技术
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摘要：水北村泾河特大桥起讫里程DK120+655.61～DK121+978.53，长1322.92m， 1～14孔为 48m简支箱梁，墩身为圆形桥墩，墩高26m～26.5m，其中1～6孔位于泾河岸滩，7～14孔位于河道中，地表为冲积黄土或砂卵石。其中预制节段拼装标准简支梁共计14孔，每孔梁由7-5.1m+2-4.9m的预制节段拼制而成，节段梁体顶宽为4.9m，梁高为3.7m，腹板为直腹板，标准段重量为546KN。14孔48m简支箱梁位于直线上。
关键字：施工技术 架梁 造桥机
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1.架梁设备的选择及结构介绍
ZQJ48型移动支架造桥机全长106m，其中主梁49.2m，前导梁47.2m，尾梁9.6m。,其主要由以下几部分组成：
⑴桁架
桁架包括主梁、前导梁和尾梁。
⑵下托梁
主梁下部设下托梁以承托混凝土梁段和湿接头。
⑶桁吊
在桁架尾部（俗称“阁楼”）立柱顶部内侧装有牛腿，牛腿上装有轨道梁和钢轨，桁车在钢轨上走行。本桁吊起重量150t，起吊、走行动力均为电动卷扬机和滑轮组。
⑷梁节移送及调位装置
移梁小车在下托梁纵梁上走行，以卷扬机牵引。梁节调位用双座标千斤顶进行。梁节位置调好后，用螺旋支承支于下托梁纵梁上。
⑸支架拖拉移位装置
支架移位采用拖拉法，动力为连续千斤顶。墩顶上装有滚轮箱做为下滑道，上滑道为支架下弦。
在尾梁上弦处临时装有两根横梁，横梁下面装两组小车，做为支架前移的后支点。滚轮箱上装有导向轮，后支点小车在已造好PC梁顶部钢轨上走行，两者都起导向作用。
造桥机结构形式示意图：
图1 造桥机结构形式示意
1.1组拼造桥机
(1)组拼原则:
a 采用中间临时支墩搭设，必须保证其倾覆稳定系数大于1.3；
b先拼杆件不妨碍后面杆件的拼装；
c 拼装时应尽快将主桁拼成闭合的三角形，形成稳定的体系，并尽快安装横联以保证支架钢梁结构的空间稳定；
d 主桁杆件的拼装，左右对称进行，以防偏载。
(2) 拼装前的准备工作
a 搭架临时支墩；
b 在临时支墩上安装滚轮箱;
(3)造桥机拼装
a. 拼装导梁: 采用“搭积木”式的方法，先拼下弦杆及下平联，然后依次拼装腹杆、上弦杆和上平联。
b. 拼装主梁: 按下弦杆腹杆上弦杆上平联下弦大节点外侧“牛腿”顺序拼装，主梁腹杆采取先在地上预拼成三角形，然后整体吊装的施工方法，节省拼装时间，提高了拼装速度。悬臂拼装一定长度后，桁架下挠增大，错孔严重，此时冲钉打不进孔眼，用千斤顶在支架下弦大节点处起顶，消除自重产生的下挠，待孔眼重合后，及时打入冲钉，上螺栓。拼至一定长度后，在支架尾部安装后支点小车，撤去下弦处的临时支撑，将支架往前拖拉，然后接拼。
c. 拼装尾梁及桁吊。为了使各部分在拼装时互不干扰，采用的拼装顺序为：下弦杆下层腹杆中弦杆上层腹杆上弦杆轨道梁及钢轨走行桁吊上平联
d.安装下托梁。下托梁两端分别与支架主梁下弦节点外侧的“牛腿”用钢销相连。铺设纵梁及联接系，纵梁是造桥机腹内输送混凝土梁段的通道，也是直接承受混凝土梁段重量的杆件。
e. 绑挂安全网，铺设人行道步板。
1.2移动支架拖拉
移动支架及其附属设备总重约400t，拖拉所用滑道为二组滚轮箱。根据造桥机的结构特点和滑行方式，采用两台6t慢速卷扬机和动滑轮组提供拖拉动力，拖拉移动支架前移。其最大拖拉力为400kN。
当建造完第五孔梁后，移动支架拖拉前移就位于下一孔跨。前移动力为卷扬机，以滚轮箱和后支点小车为滑道前移过墩。过墩时打开邻近的下托梁，采取拖拉过程中横移的方法，过墩后再将下托梁合上，拖拉时应统一指挥。
1.3梁段的运输、吊装和调位
① 准备工作
移动支架拖拉到位后，应马上开始各种测量及准备工作:
测量两桥墩间距离和高差，支承垫石位置及高度。
检查并复核桥墩的纵横向中心线。
检查支承垫石上锚栓孔位置及深度。
摆正支座位置。
检查桁吊、运梁平车的安全使用性能。
组装好移梁小车。
② 梁段移出存梁场地
梁段的移出采用大龙门吊直接将梁提升放到运梁平车上。
③ 梁段组拼顺序
梁段组拼顺序是根据支架本身的构造情况和施工的快捷方便而制定的，吊装顺序依次为: 9#、1#、8#、7#、6#、5#（中间段）、4#、3#、2#段。
④ 梁段的吊装
梁段运至移动支架尾部桁吊的下部，桁吊的下扁担梁与梁段上预埋孔洞用精轧螺纹钢连接即可起吊。
⑤ 梁段的初步就位
梁段初步就位是指将梁段按顺序编号布置在移动支架腹内纵梁上。放有梁段的移梁小车以支架前端的卷扬机为动力，以支架的纵梁为轨道，将梁段运至设计的指定位置。然后将小车退出，以接运下一梁段，将梁段放在高度可调的螺旋千斤顶上，螺旋千斤顶通过扣件与纵梁扣牢，以增加其稳定性。
⑥ 梁段的精确就位
精确就位是指梁段纵向、横向和竖向三个方向的调位。纵向和横向利用双坐标千斤顶来调节，以线路的中心线为基准，即要求线路中心线和梁体中心线重合；纵向两端的一号梁段预埋螺栓对正支座预留孔，考虑预应力张拉后及后期徐变引起梁跨收缩，梁段在摆放时，纵向收缩量以设计梁图为准。梁段间距按60cm间距布置；竖向按二次抛物线设置反拱度。
由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整横向调整竖向调整纵向调整横向调整竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。
1.4 预拱度设置
梁体拱度值设置：对测量资料进行整理、分析，非弹性变形在设计值范围内，扣除非弹性变形后的底模实际下挠值与厂方提供的理论挠度值进行对比，看是否符合。实际施工下挠指导值取左右钢箱梁上方的底模实际下挠值的平均值，并以该值绘制出平滑曲线图即为施工下挠指导值曲线。施工下挠指导值曲线相应值的相反数即为各点底模的预拱度值。
参考公式：
本跨下挠度修正值L2=（L1理-L1实）×(L1理-L2理)/L2理
本跨施工下挠指导值L2指=L2理-L2
预拱度设置是一个理论与实践相结合，不断收集数据、分析整理，再调整的循环过程。
1.5主梁配套桁吊卷扬机
桁吊卷扬机由主机和轨道组合而成，主要由立柱、横梁、走行装置、提升装置组成，立柱通过走行装置支撑在导梁顶面的轨道上，完成节段梁的起吊、运输和粗略的拼装。提梁绞车最大吊重600KN,在导梁上的运行距离为24m，落梁后放置下桁梁小车上，实现梁段就位。
2.梁场建设
在桥址2～6墩之间设置宽40m，长200m的一个预制梁场。预制梁场地进行平整碾压后，及时施做制梁台座、存梁台座、钢筋绑扎台座，梁场范围内的地面采用20cm厚C20混凝土进行硬化处理，同时场地四周设置排水系统，确保制梁场内排水畅通。
2.1 制梁台座
先将原地面的松软土层挖除掉，使用20t压路机进行碾压，保证其承载力不小于150KPa。在处理好的地基上铺设一层50cm厚的3：7灰土或泥结碎石，碾压密实后再浇筑一层厚度为20cm的C20碎石砼，然后在上面灌注条形基础3道共3.5m宽，人工抹面收光，保证其表面平整度不大于3mmm，翼板位置，采用万能杆件支撑。
2.2存梁台座
将原地面的松软土层挖除后整平碾压，使用20t压路机进行碾压，保证其承载力不小于180KPa。在处理好的地基上铺设一层50cm厚的3：7灰土或泥结碎石，碾压密实后再浇筑一层厚度为20cm的C20砼，人工抹面收光。
2.3龙门吊轨道
节段梁预制场配置一台150t龙门吊，龙门吊净跨为40，净高35m，采用贝雷梁拼装。对于基础不能满足施工需要的需做特殊处理，使处理后的地基压应力不小于200Kpa，场地成型后平整压实后施工钢筋混凝土轨道基础，基础高0.4m，宽1.0m，混凝土采用C25，单钢轨无枕木。
2.4节段梁体预制
2.4.1模板安装
节段箱梁模板由底模、外模、内模和端模组成，均采用特别设计的整体钢模。模板要求具有足够的强度和刚度，以满足梁体轮廓尺寸和平整度及多次周转的要求。
底模直接放置在台座肋板梁上。外模采用整体式钢模，顶部采用槽钢对拉固定，底部采用对拉螺栓定位，腹板中部由两根对拉螺栓与内模框架相连。内模由顶模及腹板模组成，连接处采用铰接、腹板模可通过丝杠实现支撑或回收，立模高度或脱开内模由设置于滑道支柱上的调节丝杠实现，并可通过沿纵梁滑道上移动实现安装或拆除。模板的安装均由人工配合龙门吊进行。
2.4.2钢筋绑扎
梁段钢筋在预制台座上直接绑扎成型。钢筋绑扎前先立底腹板端模，用螺栓与底模连接成整体，然后绑扎底板和腹板钢筋骨架，在将内模滑入定位，调好内模尺寸后，穿入成孔橡胶棒；检查合格后立外侧模和顶板端模，最后绑扎顶板钢筋和预埋件的施工。
2.4.3砼浇筑
箱梁混凝土按照底板腹板顶板的顺序浇筑，初凝时间控制在6小时左右，塌落度控制在9～12cm。底板采用敞口灌筑，腹板采用两侧对称分层灌筑，分层厚度不大于30cm，振捣采用插入式结合附着式振捣器进行。
2.4.4预应力孔道成形
预应力孔道通过抽拨橡胶棒形成，为增加其刚度在其中穿入Φ28钢筋芯棒，当混凝土强度达到4～8Mpa时进行抽拔橡胶棒作业，抽拔太早孔道不光滑，摩阻大，易塌孔，太晚则橡胶棒易损坏，抽拔棒采用卷扬机。
2.4.5模板拆除
由于节段梁翼板外悬仅有95cm左右，混凝土强度达到设计强度的80%后即可拆除内外模板，之前可先拆除端模和下倒角模，端模拆除后应及时进行梁端凿毛；混凝土强度达到设计强度的90%后方可移梁至存梁台。
2.5.6节段梁的起吊和存放
节段梁的移运存放采用150t的龙门吊移运方案，节段箱梁利用吊杆穿在箱梁端部的预留孔内进行吊装，存梁有专门的存梁区。节段箱梁砼强度达到设计强度的90%后，用预制场的150t龙门吊进行提升横移到存梁区。存梁时按照每跨箱梁节段拼装的顺序进行存放，存梁时从存梁区的端头依次进行排放，双层存放。双层存放时，两节段梁之间应用临时橡胶支座支垫。
2.6.7节段梁预制施工工艺
底腹板端模安装底腹板钢筋的绑扎和安装检查合格内模安装穿抽拔橡胶棒和钢筋垫块检查合格外侧模安装安装顶板端模绑扎顶板钢筋和预埋件检查合格砼灌注砼强度达到4MPa—8MPa抽拔橡胶棒养生等强70%强度拆内、外模砼强度达到90%移梁至存梁场。
3.造桥机施工
3.1梁段的运输、吊装和调位
梁段的移出采用150t龙门吊把梁段直接放到运梁平车上，由运梁小车运至造桥机尾部桁吊的下部，桁吊的下扁担梁与梁段上预埋孔洞用精扎螺纹钢连接即可起吊。
梁段就位是指梁段纵向、横向和竖向三个方向的调位。纵向和横向利用双坐标千斤顶来调节，以线路的中心线为基准，即要求线路中心线和梁体中心线重合；纵向两端的一号梁段预埋螺栓对正支座预留孔，考虑预应力张拉后及后期徐变引起梁跨收缩，梁段在摆放时，纵向收缩量以设计梁图为准。梁段间距按60cm间距布置；竖向按二次抛物线设置反拱度。每个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整横向调整竖向调整纵向调整横向调整竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。
3.2湿接缝施工
⑴钢筋的绑扎
湿接缝钢筋绑扎按常规方法进行。由于箱梁腹板薄、钢筋密和波纹管多、湿接缝混凝土又采用振动棒配合振捣，为保证波纹管在施工中不被破坏，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，留出振捣棒插入空间，以利振捣。在绑扎钢筋时同时做好有关预埋件的安装工作。
⑵立模
考虑模板的强度、刚度要求及周转次数多等为原则，外侧模、底模均采用整体钢模板。内膜采用木模，一次性模板，施工后不再拆除。模板与梁段接触处贴上薄海绵条，以防止漏浆。立模的顺序依次为底模、侧模和内模。底模由4台螺旋千斤顶支承，使其与梁底密帖；外侧模和内侧模用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。
⑶灌筑湿接缝混凝土
箱梁的湿接缝要对称灌筑，依次从中间向两端进行，每一个湿接缝的灌筑顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌筑也必须连续进行，中间不得停顿。
⑷养生
养生采用洒水养护。湿接缝砼初凝后及时在混凝土表面覆盖棉被，洒水养护。
⑸拆模
当混凝土强度达到80%设计强度后，拔出对拉螺杆拆除外模板，拆模顺序依次为外侧模、底模。
3.3纵向预应力钢束的张拉
采用两端对称同步张拉（有四台张拉千斤顶同时工作），以控制张拉力为主，伸长量为辅的双控法进行。钢束张拉共分两阶段进行，第一阶段完成后即可进行造桥机移位，第二阶段张拉在10天后进行。
3.4 预应力孔道的压浆封端
当预应力钢束张拉后，对预应力孔道应及时进行压浆处理。按设计要求，压浆用水泥标号为M50纯水泥浆，水灰比不大于0.45。压浆用UB3型压浆机将拌制好的水泥浆从梁的一端压向另一端。孔道两端均设有控制阀，当出浆端排出浓浆后，先把出浆端控制阀关死，压浆端继续压浆，当孔道内压力升到0.6MPa后，持压5分钟，将压浆端控制阀关死。在所有孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行清理，绑扎封端钢筋，立封端模板，灌筑混凝土。
3.5造桥机过孔
节段梁落位并固定完毕，启动固定在推进小车上的低压推进油缸，开始过孔，推进油缸销接于主梁底部的推进轨道上。主梁滑行在位于推进小车内、外侧支座架的滑板上。推进为单行程推进，每次推进1m，同时两主梁的推进距离差不能大于50cm，直至造桥机到位。移梁时推进小车处都需设置专人观察，随时注意夹板是否阻碍施工，特别要注意主梁和前梁连接部位，其接头错台不能大于5mm。过孔时，主梁上的提梁龙门吊要停放到主梁的后支撑点处，龙门吊一侧制动，一侧打开。推进时，操作人员还要特别注意推进泵站的油表读数是否有突变，以防止发生问题。等造桥机前导梁前端接近前孔墩上滚轮箱1m左右时，操作人员要注意随时调整前前导梁的角度，此时需将主梁和前导梁用精轧螺纹钢锁紧，然后滑移到位。
3.6、末孔梁的架设
架完第13孔梁后，造桥机前行前导梁会侵入连续梁位置。所以在第14孔箱梁中部搭建临时墩，临时墩上面放上滚轮箱，造桥机两主桁下弦杆分别作用在两个滚轮箱上。在拖拉前先拆造桥机前导梁，拆一个节间向前走一段，一直至造桥机第14孔拖拉到位为止。这样即可完成第14孔梁的架设任务。
4.结束语
在中铁一局五公司西平二分部施工中，采用移动造桥机架梁技术，通过最初三孔试验段的架设，现在已实现了10天安装一孔(9段)的施工速度。目前，该工程已经顺利完成了13孔节段梁的安装，达到了线形平顺美观的效果。该项技术的成功应用，进一步的提高了我单位在桥梁施工领域的竞争实力。