TJ165架桥机在250m小半径跨海桥的应用

中交第三航务工程局有限公司厦门分公司，福建 厦门 361006

蒙巴萨—内罗毕铁路是肯尼亚百年来建设规模最大的基础设施，项目的建成和运营对促进肯尼亚乃至整个东非地区的社会经济发展都具有重大意义。

肯尼亚蒙巴萨港是东非最大港口之一，为早期建设项目，受规划的局限性和狭小场地的影响，港口内各类建筑物拥挤，既有米轨营运线、地下管线及油气管道等结构错综复杂、星罗棋布。为了与2017年5月31日通车运营的蒙内铁路连接上，真正发挥港铁联运的优势，蒙内铁路港支线二期工程于2017年12月初开工建设。新建铁路本应尽量摒弃和规避小半径曲线设计，但受到蒙巴萨港区场地和地形的限制，港支线二期工程在跨越港务局大楼处的海湾时最大只能设计250m半径曲线的跨海桥，为后期的T梁架设施工带来了很大的施工难题和技术挑战。

1 工程概况

为实现港铁联运优势，减小蒙巴萨港区散货堆场和码头的货运压力，港支线二期工程是蒙内铁路的延伸线和配套工程。该项目线路等级为国铁Ⅲ级、单线设计，正线长2.726km（其中有砟轨道长0.762km、无砟轨道长4.181km），项目建成后将蒙巴萨港口与蒙内铁路连成一体。线路以250m小半径曲线桥跨越港务局大楼前的海湾后，依次经过11-1号泊位，终点位于1号泊位。跨海桥长317m，设计为单线桥，每跨设计为2片T梁，全桥共28片16m预制T梁（单片梁质量约为64t），墩身顶面尺寸为6m×2.3m（无托盘），孔跨布置为（1～16）m现浇槽型梁+（14～16）m简支T梁+（1～48）m现浇槽型梁，均为曲线梁，曲线半径R=250m，全桥下坡坡度为i下=23‰、上坡坡度为i上=15‰。

由于250m曲线半径大坡度跨海桥架梁施工安全风险等级较高，施工作业难度较大，为了解决该项目架梁作业的施工难题和降低施工安全风险，必须对TJ165架桥机架设250m小半径曲线大坡度跨海桥进行研究和论证，以得到一个良好的解决方案。

2 TJ165型架桥机

施工采用的TJ165架桥机为分体式架桥机，其主机、机动平车装有牵引走行系统[1]，为主动定位架梁作业和机动平车进行T梁输送，采用龙门吊进行现场倒装T梁的作业方法，其主要技术参数如表1所示。

表1 TJ165型架桥机主要技术参数

3 架梁施工存在的问题

根据TJ165架桥机技术参数和工作范围，在250m曲线半径的工况条件下进行作业，主要存在以下方面的问题导致不具备作业条件：（1）曲线半径过小，在架桥机过孔时0#柱中心无法放置在墩台中心，或无法上墩台；（2）机动平车（2号车）在喂梁过程中与架桥机2#柱、3#柱折角太小可能发生干涉，无法顺利进行安全喂梁；（3）由于曲线半径太小，T梁无法依靠吊梁小车直接落梁到位。

4 架梁解决方案

针对正常工况TJ165架桥机无法架设250m小半径曲线T梁的施工难题，为了确保T梁架设施工过程安全且处于受控状态，规避施工风险，采取以下解决方案。

4.1 架桥机0#柱无法上墩台的解决方案

使用TJ165型架桥机在32m架梁的工况位架设16m梁，0#柱中心到1#柱中心间距为38.5m，0#柱底截面为3.42m×0.62m的矩形。根据验算和施工前现场试验结果，当架桥机机臂前端向曲线内侧摆臂1m（最大摆臂值），且架桥机前轮处轨道向曲线内侧拨道15cm，后轮处轨道向曲线外侧拨道15cm时，0#柱曲线外侧最远端墩台垂直距离为30cm；当架桥机前轮处轨道向曲线内侧拨道20cm，后轮处轨道向曲线外侧拨道20cm时，0#柱可完全立在桥墩上。经验算，在此拨道工况下的最大过孔轴重为330kN，梁片的主梁强度和混凝土应力、抗裂安全系数均可满足规范要求[2]。因此，经过试验和方案改进，架桥机0#柱无法上墩台的问题得到解决。

4.2 机动平车（2号车）喂梁的解决方案

机动平车（2号车）在喂梁过程中与架桥机2#柱、3#柱因折角太小发生干涉，为确保梁片顺利通过架桥机3#柱和2#柱，可使梁中心线与机动平车纵向中心线略成斜交。当机动平车将梁片运到架桥机尾部，与主机对位时，需要靠2号车上的枕梁扁担完成横向移动，并时刻注意3#柱和2#柱与T梁的净距，避免刮碰。T梁尾部也需要靠枕梁扁担来完成横向移动，经过计算枕梁扁担从中心到两边的最大横移量为19cm，与实际施工时的横移量18.9cm接近，满足喂梁施工安全要求。

4.3 小曲线架设T梁无法落梁到位的解决方案

250m小半径曲线无法实现梁片一次性落梁到位，为避免先架设曲线外侧T梁而导致内侧T梁无法安装到设计位置的问题，T梁架设顺序应为先曲线内侧，再曲线外侧[3]。

（1）T梁纵移施工。落梁时通过吊梁小车左右平移使梁端与前后墩台垫石中心线平行，通过吊梁小车前后平移保证梁片纵向位置在设计范围内，若因为特殊情况无法通过吊梁小车将梁片纵移到位时，可通过纵移施工将梁片纵移到位。

在梁片前后端部分别采用2个100t千斤顶，在千斤顶下方放置2块钢板，纵移方向的后端放置2cm厚钢板，纵移方向的前端放置1cm厚钢板，此时千斤顶下方与纵移方向同向一侧有一半处于悬空1cm状态；在千斤顶上方同样放置2块钢板，将其中一块钢板向纵移方向抽出一半，此时千斤顶上方在纵移方向后方有1cm悬空。将4个千斤顶按相同方法布置完成后，对千斤顶加压，加压顺序为纵移方向后端2个千斤顶先加压，待梁体受力后，纵移方向前端2个千斤顶再加压。因千斤顶上下部位均有1cm的悬空状态，故加压后会由于T梁自身质量重心纵向偏移而带动T梁小幅度纵向移动。

根据梁片在预制基地进行的纵移试验，此方法能在保证安全的情况下将梁片稳定前移，墩台除竖向受力外，无其他受力或不利影响。

（2）T梁横移施工。因为曲线半径过小，仅靠吊梁小车无法将梁片一次性落梁到位，所以在架梁前后2个墩台的支座垫石上各设置1根5m长的50#钢轨作为横移轨道，将0.9m长的横移滑动托盘放置在横移轨面上，托盘、横移轨道中间设置1块2cm厚的聚四氟乙烯垫板，减小摩擦力并加强润滑，两垫石之间的轨道下方以铁箱子和钢板垫平，确保横移轨道稳固平顺。

横移托盘在横移钢轨顶面安装完成，检查无误后将曲线内侧的T梁放置到横移托盘上，用4个3t手拉葫芦作为稳固保护措施，防止倾覆风险。用液压千斤顶将T梁沿着横移装置横移至远离设计位置30cm处停下，液压千斤顶速度应小于0.3m/min，第一次横移结束后以方木支撑梁片翼缘和腹板倒角处，并做好防溜、防倾覆措施。

对于架设曲线外侧T梁，采用同样的方法将T梁横移至设计位置，横移到位后以液压千斤顶顶起T梁，将横移钢轨及托盘取出，最后使用千斤顶将T梁就位到垫石上，同时采用手拉葫芦对T梁实施防倾覆保护措施。对于架设曲线内侧T梁，将其重新顶推拉至设计位置，并采用同样的方法进行落梁操作，用千斤顶和手拉葫芦对T梁进行防倾覆保护措施。两片梁均落梁就位后全面检查支座安装位置，支座安装允许偏差应符合规范要求，经检查无误后尽快在两片T梁横隔板处用连接钢板焊接成整体，并在T梁两端部预应力孔用精轧螺纹钢进行横向临时锚固，以提高整体稳定性，防止梁片失衡或倾覆。梁片在横移时前后梁端的横移量应尽量保持同步，单端调整时应小幅度多次进行，确保施工安全。

5 结束语

通过该技术方案的研究和实践论证，蒙内铁路港支线二期工程250m小半径曲线跨海桥共用8个白天成功完成了28片16m T梁的架设施工，期间未发生任何安全险情和事故，充分说明在缺乏大型水上起重设备以及TJ165架桥机在非常规的特殊线路作业条件下，所制订的施工技术方案科学合理、安全管理措施周密得当，为中国铁路技术在海外的桥梁架设施工实践积累了宝贵经验。