既有线平改立箱梁架设施工技术

蔡书洪

摘要：本文以滨绥线K169+334.01预应力混凝土箱梁桥架设施工为实例，详尽的论述了在既有线架设桥梁的特点与难点、桥梁架设的要求、桥梁架设施工工艺流程、桥梁架设操作要点及安全技术要求等内容。

Abstract： This paper takes the K169+334.01 prestressed concrete box girder bridge construction of Binsui Railway as an example to elaborate the characteristics and difficulties of erecting bridges on existing railways， the requirements for bridge erection， bridge bridge construction process， bridge erection operation points and security technical requirements， etc.

关键词：既有线；平改立；箱梁架设；施工技术

Key words： existing lines；level crossings replaced with grade separation；box girder erection；construction technology

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）21-0156-04

1 工程概况

本桥位于黑龙江省尚志市一面坡镇境内，位于滨绥铁路线K169+334.01处，本桥为哈尔滨至牡丹江铁路电气化改造工程而设。本工程全长1465m，含主桥及两侧引道及附属工程，本桥孔跨布置5×25m预应力混凝土小箱梁，桥全长130.6m，桥梁中心道路里程桩号K0+307.13，设计角度90°。本桥上部结构采用标准跨径25m的装配式预应力小箱梁。桥跨每孔由3片箱梁组成，其中中梁1片，边梁2片，全桥总计中梁5片，边梁10片。下部结构，桩基础采用钻孔灌注桩，每个桥墩2根柱，柱径1.2m，桩径1.5m，桥台采用肋板式桥台，本桥钻孔灌注桩共计16根，墩柱8根。结合现场实际适合汽车式起重机吊装箱梁，拟采用2台200t起重机架梁，最大吊装重量约74t。

2 工程特点及难点

该桥箱梁在引道路基上预制，运输距离约50m，箱梁运输途中由轴车板运至桥下。箱梁运输、吊装前要仔细检查沿线便道，对路面较窄及坑凹不平地段进行拓宽整平碾压处理。按要求提报施工封锁计划，利用垂直封锁时间进行箱梁安装作业。桥梁结构形式如图1。

3 桥梁架设要求

本桥上部结构采用5×25m装配式预力混凝土简支转连续小箱梁，梁高1.4m，顶宽2.4m，底宽1m，每孔3片梁，共计15片，梁重71t-74t，其中第3孔跨既有滨绥线施工，在吊装过程中为了保证箱梁及既有线的安全，第3孔需要在封锁时间（根据铁路局天窗时间为准）内完成架设任务。第3孔上跨既有线，需二级封锁施工。

本桥箱梁架设采用2台200t吊车进行装梁及架梁，运梁采用3台LPLG200TK运梁车，其中第3孔采用一台吊车在墩身外侧，一台吊车在孔跨外侧稳吊进行吊装。

4 桥梁架设工艺流程

桥梁架设工艺流程见图2。

5 桥梁架设施工操作要点

运梁通道、架梁便道形成，采用静力触探进行检测地基承载力，支腿处地基承载力大于120kPa。安装前必须保证梁体混凝土及孔道内水泥浆、桥墩、桥台、盖梁及支座垫石的强度符合规范及设计图纸要求。架设箱梁前必须报监理工程师检查、验收、签认后才可以进行吊装。组织施工技术人员进行技术交底，对全体作业人员进行岗前培训，建立健全各种责任制度和劳动纪律，分工细化责任到人。盖梁、台帽、支座垫石顶及梁体在安装前必须进行清洗。预先对垫石顶支座的中心线进行放样，在盖梁和台帽上用墨线弹出支座安装的位置和各箱梁安装的具体位置。运梁道路必须保证平整、坚固，纵坡不大于3%，转弯最小半径不小于20m。提前调试好架梁所需的设备，确保各设备在吊装过程中良好运行。核对支座类型、规格是否安装正确。

5.1 装梁及运输

在存梁現场采用2台200t吊车进行装梁，3台LPLG200TK运梁车进行运梁。运梁通道利用村道结合新修运梁通道运输。箱梁运输途中，对曲线半径不满足运梁车通过地段，需要拓宽处理，拓宽填料采用山皮土碾压密实，压实度不小于95%，地基承载力不小于100KPa，拓宽后最小半径为20m，横坡、纵坡控制在3%之内，满足运梁车的运梁要求。

吊车QAY200起重机2台，3台四桥运梁车，吊车提前在梁场吊装箱梁3片，3台运梁车依次分别运梁就位，吊车回调至架设墩旁站位吊装架设箱梁，3片箱梁架设完后，吊车及运梁车返回预制、存梁场装梁。

箱梁运输时，箱梁两侧采用斜撑及方木进行加固，并采用手拉葫芦捆绑加固。运梁车由专门的司机驾驶，并设专人沿途监护，严禁非作业人员靠近。运梁车行驶速度宜控制在10m/min以内，发现偏离应及时纠正。

5.2 临时支座安装

临时支座采用C40混凝土预制块，预制块几何尺寸：30cm*30cm*30cm（长*宽*高），预制块统一在梁场预制。临时支座下面用不等边角钢做盒子，钢盒子几何尺寸31cm*31cm（长*宽），不等边角钢采用75mm×50mm，钢盒子中填充5cm高左右中砂，钢盒中砂压力达25MPa即可满足要求。根据桥面竖曲线、横坡及箱梁高度进行临时支座的高度计算，保证永久支座与梁底的位置与设计一致。

临时支座位于永久支座垫石以外的区域中心处，其高程通过水准仪观测和装砂量控制，保证箱梁就位后位置准确，避免二次调整。桥梁临时支座见图3。

5.3 吊车选型及吊装验算

已知梁自重G=73.76t，因双车抬吊考虑2车动作不均衡性，取不均衡系数K1=1.1，则计算荷载Q计=73.76×K1=81.2t。则每车的荷载Q=40.6t。

为满足吊重需求，吊车站位时需靠近桥墩，保证最大作业半径不大于14m，经现场勘查场地情况可满足最大作业半径要求，依据吊装工况并结合我单位设备情况，选择2台200t汽车吊，200t吊车施工时挂载55t配重，全支腿工况。

200t吊车吊钩自重1.5t，钢丝绳估重0.5t，则吊装总荷载W=40.6+1.8+0.5=42.6t，查吊车数据表可知，200t吊车全支腿55t配重工况下，作业半径14m，出杆31.09m时，额定吊重43吨，满足吊装要求。

5.4 吊点布置

箱梁吊装采用兜底吊，起重钢丝绳穿过箱梁底部，在端部以内150cm位置设置吊点，避开支座位置。钢丝绳与箱梁之间设置钢板衬垫，防止钢丝绳与梁体混凝土间集中应力压裂混凝土。吊装钢丝绳长度12m，钢丝绳与梁体间夹角不小于60°。吊点布置见图4和图5。

将钢丝绳挂在吊装位置并与吊车大钩挂牢，确认安全后由指挥员指挥吊车起升。当梁底起离支座20cm高度时，停止设备，检查其稳定性：吊机制动是否可靠、钢丝绳是否变形，如无异常，经指挥及监理等相关人员同意后，方能正式起吊。

确认无误后，由指挥员指挥吊车起升，提升机单绳起升的最大速度控制在20m/min，同时保持桥梁平衡上升。

5.5 兜底钢丝绳选用

选用6×37+1的麻芯钢丝绳，钢丝绳的公称直径选65mm，钢丝绳长度12m。

吊装时钢丝绳与预制小箱梁的夹角为60°。取钢丝绳公称抗拉强度1700（MPa），钢丝绳破最小断拉力为2665kN；钢丝绳与梁体水平夹角为60度，即单根钢丝绳拉力F=74×0.58/2=214.6kN钢丝绳破断拉力Fmax=2665kN×0.82=2185.3kN。安全系数K=2185.3kN/214.6kN=10.2>8，满足吊装使用要求（兜底吊装安全系数大于8倍，吊环吊装安全系数大于6倍）。

5.6 地基承载力检算

200t吊车此吊装工况下，自重72t，负载55t，梁重40.6t，对地总荷载为167.6t，在每个支腿下垫一块面积9m2的钢板以增大与地面的接触面积，则对地压强P=（167.6×10）/（2×9）=93.1kPa。设计地基承载力最小值为120kPa>93.1kPa，满足要求。

5.7 吊装作业

把吊机开到桥墩就位地点，吊机的位置工作半径应在25米以内，吊机前后支腿全部伸出，支腿下面应垫钢板、枕木，加大支撑面，确保吊机的平衡与稳定。

在箱梁吊装前，必须进行试吊。箱梁自重按25m箱梁自重74t考虑。试吊过程由总指挥指挥，两台吊机必须同步进行作业。试吊工况必须与现场实际起吊工况相符，200t吊车臂长31.06m，作业半径14m，完全模拟起吊作业。起升高度分为三个阶段，第一阶段起吊10cm，检查支腿基础、吊车机械性能、吊钩与钢丝绳连接情况，确认合格后进行下一阶段起吊。第二阶段起吊高度30cm，第三阶段起吊高度50cm。三阶段起吊完成后静止10分钟，然后先进行上、下提升，提升幅度为50cm，次数不少于10次；上、下提升结束后再进行左右移动，移动次数不少于10次，移动幅度1m。试吊结束后将箱梁吊至支点位置，起吊高度50cm后静止30分钟，检查确认支腿基础、吊车机械性能、吊钩与钢丝绳连接情况，确认合格后进行正式吊装作业。

试吊合格后，2台吊车联合吊装架设箱梁。司机按照指挥员的指示，控制吊车出臂转臂进入最佳工作状态，司索人员准确计算出吊绳的载荷能力、长度和工作线数，保证吊钩的垂线与钢丝绳夹角为30度。准备起吊前，钢丝绳应分别绑于距离桥梁两端1.5米处。

5.8 吊装步骤

当桥梁高度越过桥墩高度后，吊车转动回转，每次转动5公分，待桥梁底部与桥墩面平行后，由指挥员指挥吊车依次下降变幅5公分，使桥梁越过桥墩后平稳下降。当梁体下降到距离桥墩（台）1米左右时，司索工稳定住梁体，减少其晃动，指挥员指挥吊车缓慢转动，依次回转5cm即停止动作，观察吊车吊臂、梁体及桥墩（台）的距离。梁体到达待就位点上部后，吊车以10m/min速度下钩。梁体距离桥墩（台）待就位点5cm高度时，停止校正位置，放吊钩，使箱梁一端先着桥墩，然后按照预先设置好的就位点将梁体稳定。

第一步：边梁安装

箱梁下落就位后检查梁体支承线是否与支座中心重合，梁轴线等是否符合规范要求，当监理工程师检查验收合格后，采用木支撑及楔块临时固定，准备下一片箱梁的架设。

第二步：中梁安装

首先将准备架设的中梁用运梁车喂梁，吊车吊装中梁。下落梁体时，为防止箱梁下落时会撞击已安装好的边梁，用2cm薄木板作缓冲垫，当下落梁体距底座5cm左右时，保持梁的稳定，当稳定后下落就位，为了加强稳定性，经测量位置无误后，中梁與边梁湿接缝钢筋应焊接牢固。

第三步：中梁架设完毕后，再进行左边梁架设（详见箱梁吊装过程图6、7、8、9）。

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6 安全技术要求

①必须严格按照经专家评审的专项施工方案进行箱梁吊装。作业前应向全体作业人员进行安全技术交底及安全教育，交底及教育要覆盖全体参与人员。

②箱梁梁体的混凝土强度必须达到100%，龄期达到14天，孔道压浆强度达到设计强度的80%后，方可进行移运及吊装。

③桥墩、桥台及支座垫石等部位的混凝土达到设计强度后方可进行箱梁安装。

④吊车操作应遵守设备操作规程的规定，正式吊装前必须进行试吊，经当地有关部门验收确认合格并形成书面文件。

⑤架梁设备的电气接线与拆卸必须由持证的专职电工操作，并符合施工用电的相关规定。保证设备和线路良好的绝缘效果，电气部分应设防雨罩，外露传动部件必须设防护装置。

⑥箱梁吊装时，被吊箱梁上严禁站人及放置工具、材料。

7 结束语

在铁路既有线进行桥梁架设施工，最突出的难点是安全风险大，施工封锁时间短，施工配合单位多。因此，在施工过程中，在有限的时间内，所有参建单位及施工设备要统一听从挥指，步调要协调一致，才能在“天窗”时间内完成桥梁架设任务。

参考文献：

[1]张菲菲.架桥机架设箱梁的施工技术[J].价值工程，2014（19）.

[2]朱兴.浅析箱梁提运架设施工安全保证措施[J].价值工程， 2014（03）.

[3]刘耀强，蔡剑涛.浅谈七箱单室梁架设施工技术[J].价值工程，2011（08）.