上行式移动支架造桥机变跨及首末孔架梁关键施工技术

何　伟

(中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西 西安 710021)



上行式移动支架造桥机变跨及首末孔架梁关键施工技术

何伟

(中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西 西安 710021)

摘要：移动支架造桥机节段预制拼装桥梁已在铁路建设当中占据重要地位。结合宝兰客运专线桥—隧—桥相连施工工况，采用SX24/48 m/1 500 t型上行式移动支架造桥机，介绍该设备在进隧道前变跨架设、穿行隧道以及出隧道后箱梁变跨架设的方法及工艺，即通过对该移动支架造桥机简单的改造，来实现箱梁隧道进出口零距离节段拼装梁架设。实践证明，该方法很好解决了进出隧道首末孔架设难题，适用于众多桥型，为高山峡谷地区桥—隧—桥相连这种复杂工况中移动支架造桥机施工提供借鉴。

关键词：上行式移动支架造桥机；零距离架设；过隧道；变跨

移动支架造桥机节段预制拼装桥梁已在铁路建设当中占据重要地位。预应力混凝土箱梁节段预制拼装的施工方法是沿桥梁的纵向将梁体分割成若干节段单元进行工厂化生产，再逐段运至桥位利用移动支架造桥机进行拼装。由于节段在预制场内统一生产，模板安装、拆除方便，机械化、自动化程度高，模板利用率高，节段制作精度好，施工速度和质量容易控制，节段预制后可获得足够的养生时间。采用节段预制拼装结构上、下部可同时施工，节省工期，施工不需搭设地面支架，不受地形限制，改善了工作条件，有利于环境保护。该施工方法因其在保证施工质量、加快施工进度及减少环境污染等方面具有很大的优越性，已得到了广泛推广[1]。

针对桥—隧—桥相连施工工况，移动支架造桥机穿越隧道进出口零距离架设预制节段箱梁在国内尚属首例，其主要技术难关有：

(1)进隧道前末孔预制节段箱梁架设时造桥机整体高度控制。

(2)进隧道后如何保证造桥机整机在隧道内的穿越。

(3)出隧道后首孔预制节段箱梁架设施工。

1 工程概况

南河川渭河特大桥、刘家庄隧道、王家滩渭河大桥位于新建宝鸡至兰州客运专线甘肃段天水市境内。南河川渭河特大桥全长2 263.835 m，44孔，孔跨结构布置为13×32 m简支梁+(76.7+3×120+76.7)m连续梁+4×48 m简支梁+(72.5+120+72.5)m连续梁+14×48 m简支梁+4×32 m简支梁+1×24 m简支梁。王家滩渭河大桥全长342.5 m，孔跨结构布置为：2×32 m简支梁+4×48 m简支梁+2×32 m简支梁。两座桥梁之间为215 m的刘家庄隧道。桥台进洞，桥隧相连。

箱梁架梁施工自王家滩渭河大桥向南河川渭河特大桥逐跨架设，途中造桥机需反复变跨架设2×32 m简支梁+4×48 m简支梁+2×32 m简支梁，穿越刘家庄隧道架设南河川渭河特大桥1×24 m简支梁+4×32 m简支梁+14×48 m简支梁，造桥机跨越(72.5+120+72.5)m转体连续梁架设4×32 m简支梁。两座桥梁中预制节段梁型多，其中48 m预应力混凝土简支箱梁全长49.5 m，计算跨度47.8 m，梁体为单箱、单室等高度(斜腹板)，顶宽12.2 m，底宽5.5 m，高4.6 m，预制节段长度分为2.7 m、4 m和4.3 m三种，每跨共11个节段，10个湿接缝；32 m预应力混凝土简支箱梁全长32.6 m，计算跨度31.1 m，梁体为单箱、单室等高度(斜腹板)，顶宽12.2 m，底宽5.3 m，高2.62 m，预制节段长度分为3.95 m和4.1 m两种，每跨共7个节段，6个湿接缝；24 m预应力混凝土简支箱梁全长24.6 m，计算跨度23.1 m，梁体为单箱、单室等高度(斜腹板)，顶宽12.2 m，底宽5.3 m，高2.62 m，预制节段长度分为3.95 m和4.63 m两种，每跨共5个节段，4个湿接缝；48 m箱梁1#段为最重梁段，重量为151 t。

2 SX24/48 m/1 500 t上行式移动支架造桥机简介

2.1 造桥机整体结构组成

SX24/48 m/1 500 t型上行式移动支架造桥机全长115.2 m，桁高4.5 m/3 m，截面为双桁结构，总宽度9.8 m，左右侧两桁中心距7.8 m。架设采用吊杆悬挂式，其主要组成有前支腿、中支腿、后支腿、后支点小车、运梁小车、回转天车、承重梁、前导梁、后尾梁(见图1)。

图1 SX24/48 m/1 500 t移动支架造桥机总体布置

移动支架造桥机的承重主梁位于混凝土梁的上方，预制节段通过悬吊系统悬挂在承重主梁上，承重主梁支撑在桥墩或已成混凝土梁上。造桥机自重约1 000 t，支撑平台设置在桥梁顶面上。造桥机承重主梁采用桁架结构，包括承重梁(承受混凝土梁质量的部分)、前导梁(造桥机辅助过孔部分)、后尾梁(节段安装到造桥机上的过渡结构)。

2.2 造桥机变跨架设

造桥机在两座桥梁架设施工过程中，要经过反复几次变跨，根据架梁施工方向和顺序分别为32 m变48 m架设、48 m变32 m架设、32 m变24 m架设、24 m变32 m架设，最后为32 m变跨48 m。变跨架设主要根据造桥机整体结构受力，变跨架设需要将各个支点位置进行变动，并且在保证造桥机架梁所需高度的同时，将中支腿高度进行适当调整，从而达到变跨架设的要求。

3 不同工况造桥机架设箱梁关键技术

3.1 32 m变48 m箱梁架设施工

王家滩渭河大桥32 m变48 m箱梁架设施工步骤见图2。

(1)在架设第2孔32 m箱梁时，中支腿立柱加高1.8 m，位于异形墩低墩处。

(2)第2孔32 m箱梁架设完成后造桥机准备变跨过孔。前支腿加高1.8 m，并移位至造桥机最前端，使其支撑于前方48 m箱梁桥墩。后支点小车安装至后尾梁处。

图2 32 m变48 m箱梁架设施工步骤

(3)后支腿置于已架设成孔32 m箱梁端头，中支腿过孔支撑于前方桥墩。拆除后尾梁处临时支撑。

(4)造桥机过孔就位，拆除后支点小车，进行48 m箱梁架设施工。

3.2 48 m变32 m箱梁架设技术

王家滩渭河大桥48 m变32 m箱梁架设步骤见图3。

图3 48 m变32 m箱梁架设步骤

(1)王家滩造桥机准备变跨过孔架设32 m节段箱梁，在已成孔48 m箱梁上按设计位置安装临时支撑。前支腿缩短1.8 m，并于桥墩处锚固安装前支腿下垫梁。

(2)后支腿移至已成孔48 m箱梁端头。顶升前支腿，使中支腿过孔支撑于前方桥墩。

(3)造桥机过孔前拆除前支腿，过孔到位后顶升临时支撑，拆除后支点小车，架设32 m预制节段箱梁。

3.3 穿越隧道及出隧道首孔架设

在两座桥梁架设施工过程中，考虑到各方面因素，造桥机需要穿越两座桥梁中间的刘家庄隧道，隧道全长215 m，为直线。

造桥机穿行隧道步骤如下：

(1)造桥机架设王家滩渭河大桥最后一孔32 m箱梁时，导梁部分已进入隧道，前支腿已拆除，此时前导梁采用过隧道前支点小车来支撑辅助造桥机过孔及穿越隧道(见图4)。

图4 前支点辅助支撑

(2)王家滩渭河大桥末孔箱梁架设完成后，安装后支点小车，拆除临时支撑，造桥机前行14 m，使造桥机中支点节点离开中支腿。在造桥机中支点位置安装过隧道中支点小车(见图5)。

图5 过隧中支点小车

(3)拆除中支腿，在造桥机主梁跨中位置组装过隧道跨中支点小车，最后拆除回转天车。

此时造桥机共有4个小车分别支撑，从前往后依次为前支点小车、中支点小车、跨中支点小车、后支点小车，小车受力分别为60 t、360 t、280 t、120 t，各个小车的轮压受力满足要求(见图6)。

图6 造桥机四点支撑

(4)为保证造桥机穿行隧道过程中不与隧道二衬混凝土面发生冲突，双桁进入隧道之前，将其外桁上弦杆件进行拆卸，拆卸后杆件悬挂安装于造桥机腹杆上。

各小车上分别安装千斤顶，并依照实测隧道地面高程降低造桥机整体高度，造桥机整机与地面坡度保持一致，高度控制在2.2 m(见图7)。

图7 桥机过隧(单位：mm)

(5)造桥机主梁双桁之间利用造桥机杆件(ZL1/ZQ1/GL4)进行临时连接，保证其穿行隧道时的整体稳定性(见图8)。

图8 主桁过隧临时加强

(6)造桥机穿行隧道，利用其桁架内两台8 t卷扬机为动力，通过一组动滑轮组和一组定滑轮组作其导向往前进行拖拉走行。定滑轮组提前锚固在隧道内，动滑轮组安装于造桥机后尾梁处。由于每次走行距离有限，造桥机穿行隧道共需拖拉4次，每次只倒运安装定滑轮组，操作方便简单。

为了使造桥机出隧道时，几个小车能够顺利退出隧道，以及出隧道后首孔箱梁的架设便利，在前方隧道口(设计中心里程DK782+301.527)需浇注混凝土墩作为造桥机的一个支点(见图9)。

图9 预浇砼支墩

(7)为克服造桥机前导梁挠度问题，在导梁最前端提前安装前翘，保证造桥机出隧道后前导梁顺利滑上中支腿(见图10)。

图10 导梁前翘

(8)造桥机出隧道并走行至首孔32 m箱梁架设位置后，安装回转天车，并利用回转天车安装造桥机进隧道前所拆除的外桁上弦杆件。未出隧道的尾梁外桁上弦杆件暂不安装，此时造桥机已达到32 m箱梁可架梁状态，且各部位杆件均在受力允许范围之内(见图11)。

图11 桥机过隧后待架梁

3.4 造桥机出隧道32 m变跨24 m箱梁架设

出隧道首孔32 m箱梁架设完成后，造桥机需

进行32 m变跨24 m架设过孔。此次过孔时不使用前支腿，后支腿就位后造桥机先后退2 m，使造桥机中支点位于后支腿正上方，在后支腿处顶升造桥机使中支腿脱空，然后中支腿直接过孔位于前方桥墩就位锚固(见图12)。

图12 桥机过隧变跨

造桥机前行过孔到位，架设南河川渭河特大桥24 m箱梁，此时造桥机已完全行出隧道。

4 架设施工注意事项

①隧道内走行钢轨的铺设要保证造桥机过隧道时整机高度在设计范围内。②进行隧道二衬混凝土及隧道拱顶标高实测，保证造桥机过隧道的顺利。③穿行隧道前加工制造与造桥机外轮廓相当的车架，在隧道内反复穿行。④在造桥机易与隧道发生冲突地方安装红外线激光灯，可提前预知造桥机与隧道某个断面发生冲突，并可提前处理。⑤在造桥机4个支点小车上分别安装顶升千斤顶，把控造桥机过隧道时的高度问题。

5 结束语

SX24/48 m/1 500 t型移动支架造桥机相对于其他架桥机而言适应能力强，拆装便利。不但很好的解决进出隧道首末孔架设的难题，而且适于架设众多梁型的桥梁，变跨架设自如，为我国移动支架造桥机自如穿行隧道施工填补了空白。

参考文献

[1]冯延明.上行式桁架型节段拼装移动支架造桥机技术特点及应用[J].铁道标准设计，2010(7)：37-40

Key Construction Techniques for Erecting Span-Varying Bridges and the 1st and the Last Spans into and out of a Tunnel with the Uplink-Type Mobile Bracket Bridge Erector

He Wei

( The 4th Engineering Co. Ltd. of the 12th Bureau Group of China Railway,Xi'an 710021,China )

Abstract:The application of the uplink-type mobile-bracket bridge erector to erecting assembled segment-precast bridges is now playing an important role in railway construction.With the construction situation of a bridge-tunnel-linked project of the Bao-Lan Passengers-oriented Railway as the engineering background,introduced in the paper are processes and methods in the application of Type-SX24/48 m/1500 t uplink-type bridge erector to the span-varying erecting construction prior to entering the tunnel,going through the tunnel, and the span-varying erection out of the tunnel.Of course,the erector isslightlyalteredinordertorealizethezero-distanceassemblinganderectionofthesegment-assembledboxgirderintoandoutofthetunnel.Constructionpracticeprovesthatthemethodwellsolvesthedifficultproblemoferectingthefirstandthelastspansintoandoutofthetunnel.Theconstructionmethodisapplicabletomanydifferenttypesofbridges.Itmayserveasausefulreferencefortheapplicationoftheuplink-typemobile-bracketbridgeerectortotheconstructionofotherbridge-tunnel-linkedprojectsineitherhighmountainregionsordeepvalleys.

Key words:uplink-type mobile-bracket bridge erector;zero-distance erection;through a tunnel;span-varying

收稿日期：2016-03-11

作者简介：何伟(1971—)，男，工程师，主要从事复杂桥隧结构施工的技术管理工作460758545@qq.com

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.03.015

中图分类号：U445.5

文献标识码：B

文章编号：1672-3953(2016)03-0055-05