防导梁机后滚轮支腿压裂桥墩的安全施工方法

张铁议

摘要： 900t箱梁运架一体机由吊运梁机和导梁机两个部分组成，导梁机下部由前中后三个滚轮支腿和后支腿支撑在桥墩上，在架梁施工时，由于导梁机的存在，安全风险自身就大于普通分离式架桥机，如何改进支撑状态，防止出现墩顶压裂问题，降低架梁安全风险，具有重要的研究意义，本文主要通过箱型垫墩的实际应用阐述解决墩顶压裂的方法。

Abstract： The 900t box girder transport frame integrated machine is composed of two parts： lifting beam machine and guide beam machine. The lower part of the beam guide machine is supported on the bridge pier by the front， middle and back three rollers. In the process of girder construction， due to the existence of the guide beam machine， the safety risk itself is greater than that of the ordinary detachable bridge erecting machine. How to improve the supporting state， prevent the pier top fracturing problem and reduce the safety risk of the girder is of great research significance. In this paper， the method to solve pier top fracturing is expounded mainly through the practical application of box pier.

关键词： 900t箱梁架设;导梁机;安全隐患;箱型垫墩

Key words： 900t girder erection;guide beam machine;hidden danger;box pad pier

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）07-0109-02

0 引言

随着高速铁路的快速建设，平原地区的建设基本完成，高速铁路逐步走进山区，山区的铁路建设多设置隧道，受隧道高度、宽度的影响，900t箱梁架设多采用运架一式架桥机，因其具有高度低、宽度窄的特点，我单位引进的WE-SC900H运架一体机由吊运梁机和导梁机两部分组成，虽具有过隧道、简支拱的架梁优势，但在架梁时，由于导梁机的存在，安全风险自身就大于普通分离式架桥机，而导梁机上的后滚轮支腿独立支撑在桥墩上（如图1位置），在受力大的同时，为保证落梁的安全距离，后滚轮支腿前端两个底座必须支撑在墩帽边缘，墩帽顶部前部经常压裂，进一步增大了安全风险。

1 后滚轮支腿压裂桥墩墩帽顶部的原因分析

设计的后滚轮支腿下部为4个边长为40cm的方形底座支撑在桥墩上，通过观察发现，受力面积小，墩帽边缘混凝土保护层受力具有局限性，且边缘顶面收面不平整。实际施工中发现，在导梁机就位过程中，由于三个滚轮支腿和一个后支腿受力只是导梁机的重量，能够达到支撑安全状态，但在架梁过程中（如图2），吊运梁机需要吊着箱梁从导梁机上通过才能到达落梁位置，增加的重量约为1280t，后滚轮支腿几乎承担一半的重量，支撑压力很大，造成运架一体机架梁时经常压裂墩帽的安全问题，综上所述，在架梁过程中，后滚轮支腿压裂桥墩墩帽顶部的主要原因一是后滚轮支腿底座面积小，二是墩帽边缘混凝土保护层受力不满足支撑，三是后滚轮支腿受力过大。由于墩身混凝土施工必须设置保护层，加宽也需要设计统计且成本巨大，箱梁架设时吊运梁机必须从导梁机上通过，所以后两个影响因素虽然影响较大但无法改善，只能通过增加后滚轮支腿底座的受力面积，减少墩帽前边缘受力这两个方面来解决这个安全隐患。

2 通过原因分析确定解决方法

要增大后滚轮支腿底座的受力面积并减少墩帽边缘受力，就要增大底座的结构尺寸，且前端设置一个小的仰角，在考虑增加圆形底座的直径时，我们发现无法实现，后滚轮支腿的支撑位置是固定的，一是前端两个底座在40cm边长时已经压在墩帽边缘了，二是后滚轮支腿在后支腿内侧移动，支撑点就在墩顶U型槽两侧，加大后同样会造成墩顶U型槽压裂，三是支撑位置太靠前，单一的增加底座，无法设置仰角来减少边缘受力，增加仰角会导致支腿支撑倾斜，所以要增加受力面积只能通过底座纵向增加，要设置仰角来减少边缘受力也不能单一底座设置，只能通过单侧两个底座底部增加一个箱型垫墩来实现既增大受力面积又减少墩帽边缘受力的功能。确定设计加工2个对称的钢垫墩，通过链条安装在后滚轮支腿的底座底部，代替原有的4个直径为40cm圆形底座受力，并利用2°仰角使受力重心后移，避免桥墩及边缘受力破损。

3 设计增大受力面积减少边缘受力的箱型垫墩

箱型垫墩由钢板焊接而成，内部焊接加强筋板，上面水平，前后左右钢板竖直，底部钢板在靠近墩帽边缘侧具有一个向上的2°仰角，加工的厚度为一个抱箍的高度，安装后，后滚轮支腿从原来的两个抱箍支撑改为一个抱箍支撑，箱型结构设计图见图3、4、5，表1。

4 实施效果对比

WE-SC900H运架一体机出厂设计的后滚轮支腿下部为4个边长为40cm的方形底座支撑在桥台上，为保证落梁的安全距离，后滚轮支腿前端两个底座必须支撑在墩帽边缘，架梁施工主机重载喂梁过程中平均每个支腿大约承受160t的力，由于支腿与墩帽接触面积小，应力比较集中导致墩帽经常被壓裂，在对2015年之前的项目进行统计时发现墩帽受损率达到惊人的53%，同时制约施工进度，每个架梁循环平均需要4.5h。

在对京沈项目及郑万项目运用箱型垫墩后的施工方法，由于在解决墩顶压裂问题的同时，减少了一层抱箍的支撑安装，统计平均每个架梁循环需要时间3.5h，平均节约时间1h，墩帽破损率为0，解决了设备出场的安全缺陷并提高了架梁速度。

5 效益分析

经过统计京沈项目共计架设箱梁602孔，墩帽受损0个，郑万项目卧龙制梁场预制箱梁614孔，由于郑万项目目前正处于架梁阶段，截至目前架设箱梁336孔，墩帽受损0个。共计架设箱梁938孔，平均每片梁省时1h，累计410h，节约工期约50天;墩帽受损率为0。截至目前使用此成果项目共计节约成本60余万元。

该施工方法安装方便（图6），施工时节约了一层抱箍安装的时间，一次安装，永久使用。相比于原始的支撑方法避免后滚轮支腿与桥墩直接接触使桥墩受力破损，此方法一次性杜绝了后滚轮支腿在架梁施工过程的安全风险，节约成本，效果显著。此方法原理可应用于临边支撑受力、受力面积小或局部承载力不足等，应用前景好。

参考文献：

[1]北京万桥兴业有限公司.运架一体机结构图纸.2011年10月.

[2]桥梁运架工程公司.运架一体机作业指导书.2016年11月.

[3]中华人民共和国建设部.GB50205，钢结构工程施工质量验收规范[S].2002.endprint