特大桥122 m提篮拱贝雷梁搭设施工技术★

兰文斌

(银川科技学院,宁夏 银川 750001)

0 引言

随着桥梁工程的快速发展,特大桥的应用也是非常普遍,其中在特大桥的施工过程中贝雷梁的施工技术应用得到了广泛的应用,本文主要从贝雷梁施工的工艺过程出发,详细利用工程实例分析了整个贝雷梁安装过程,并对安装过程的关键性环节进行了必要的说明。

1 工程概况

跨莆永高速公路岐厝高架桥在线路跨越方式选择了1-112 m提篮拱桥跨越,跨越处新建铁路里程为DK089+957.5—DK090+072.3(24号—25号墩),既有莆永高速公路中心里程为K21+270,线路与高速公路斜交角度经测定为39°[1]。既有莆永高速公路岐厝高架桥路采用双向四车道,桥梁整体面宽26 m,普通简支梁,断面形式:0.5 m(防撞墙)+11.75 m(停车带+机动车道)+0.5 m(防撞墙)+0.5 m(桥间间距)+0.5 m(防撞墙)+11.75 m(停车带+机动车道)+0.5 m(防撞墙),沥青路面。莆永高速公路路面与提篮拱的梁底高差最低处为7.67 m[2]。

2 工程重难点

本桥提篮拱上跨莆永高速公路岐厝高架桥,线路与高速公路斜交角度为39°,既有莆永高速公路路面宽26 m,公路两幅桥面中间间距仅宽50 cm,提篮拱梁底与原地面高度平均值为24 m,距莆永高速公路路面最低处为7.67 m。提篮拱系梁采用支架现浇施工,莆永高速公路为运输主干道,交通管制和安全防护要求高、公路桥面中间设置支架立柱困难,支架搭设高度高、跨度大,施工作业过程中施工难度大且风险极高。

3 总体方案

针对上述问题,从净高和受力的角度考虑,采用单层贝雷梁钢立柱支架。在线路下方浇筑条形扩大基础,并在其基础上搭设钢管立柱,焊接主分配梁并在其上安装贝雷梁。由于作业空间的限制,将贝雷梁分为19组,贝雷梁间距在225 mm～450 mm之间,采用分组顶推的方式进行搭设[3-4]。

贝雷梁在桥梁外侧附近分段拼装成组,用吊车吊装到临时支墩以及23号—24号墩范围内的支架立柱平台上,进行节段连接成整体,然后安装反力座、锚固梁和纵移限位装置,再利用连续顶推千斤顶纵向顶推到设计位置,用限位装置将贝雷梁与分配梁锁定,限制贝雷梁的纵横移。

具体施工工序如下:材料进场→吊车就位→贝雷梁拼装→吊装就位→安装反力座和锚固梁→定位锚固梁和钢绞线→焊接纵移导向轮→安装顶推设备→开始顶推中间组→中支墩顶升到设计标高→临时锁定→顶推相邻组→顶推到位后安装限位装置→重复顶推步骤完成顶推。

4 贝雷梁顶推施工工艺

4.1 贝雷梁顶推装置准备

贝雷梁采用自动连续顶推穿心千斤顶进行纵向顶推,顶推装置布置。

1)24号桥墩浇筑施工时预埋支架支撑杆附着连接钢板,钢板背后设置预埋钢筋埋入墩身混凝土内,预埋件具体尺寸详见设计图纸[5-7]。预埋钢筋必须准确到位,误差不超过10 mm。

2)靠近24号墩的系梁支架安装完毕后,安装φ194×5 mm顶推支撑杆,一道支撑杆连接墩身与支架立柱,另一道支撑杆连接墩身两侧支架连接系与支架顶主横梁,支撑杆两端均满焊固定牢固,将贝雷梁顶推反力传递到墩身上,防止支架倾倒变形。

3)在靠近24号墩的支架主横梁上焊接顶推反力座,见图1—图3。反力座沿主横梁方向布置位置根据贝雷梁布置间距和位置确定。反力座测量定位准确,反力座座面垂直,表面与主横梁方向保持一致。反力座在每组贝雷梁横移到位后、纵移之前安装焊接[8-10]。

4)加工制作贝雷梁顶推锚固梁,锚固梁利用贝雷梁加强弦杆螺栓孔用螺栓固定在贝雷梁下弦杆上。不同组合贝雷梁顶推锚固梁尺寸不同,共4种,顶推锚固梁加工尺寸详见设计图纸。

4.2 贝雷梁顶推方案

1)24号和25号墩墩身浇筑到标高+36.9 m时停止浇筑,并做好施工缝处理措施,预留出贝雷梁拼装和纵移空间,安装24号—23号墩范围24 m支架立柱平台。

2)采用50 t汽车吊在支架一侧地面顺桥向拼装中间一组贝雷梁,分两段拼装,拼装总长度为69 m,拼装成组后采用2台50 t汽车吊分段吊装在支架主横梁中间位置上拼接成整体,采用3组2 t手拉倒链辅助贝雷梁就位,精确测量调整定位。提前将支架贝雷梁以18 m/段拼装好,采用50 t吊车吊至24号墩后支架平台上,以便于贝雷梁接长,详见图4[11-12]。

3)在中间组贝雷梁两侧的主横梁上焊接纵移导向轮,导向轮轴心采用120 mm长的φ16 mm圆钢,牢固焊接固定在主横梁上,滚轮采用φ100 mm尼龙滚轮,活动套在轴心上,见图5。

4)焊接靠近24号墩的支架主横梁上顶推反力座,安装贝雷梁后端锚固梁。为了方便顶推施工人员作业,在靠近24号、25号墩的支架上安装爬梯和作业平台,采用组合式建筑安全爬梯拼装并与墩身连接固定。

5)提前准备好顶推张拉设备,主要有:OVM15-1型单孔锚具(带配套工具夹片)、φs15.2 mm(7Φ5)型钢绞线、自动连续顶推穿心千斤顶、油压泵站及控制台,见图6。计划进场OVM15-1型单孔锚具6个、配套工具夹片24组、10 t连续顶推千斤顶3台、配套油压泵站及控制台1套、φs15.2 mm钢绞线100 m。

6)分布安装贝雷梁组两侧钢绞线,单根长20 m,两侧各一根。然后安装锚固梁处锚具和夹片,人工采用2 t手动倒链安装自动连续顶推千斤顶2台(一端固定到贝雷梁上),安装千斤顶处锚具和夹片,预张拉力按计算张拉力10%σ控制,张紧钢绞线,然后分级加压至贝雷梁移动为止,两台千斤顶通过连通油压泵站及控制台保持同步张拉。

7)中间贝雷梁组向前纵移18 m,松开钢绞线锚具,同时24号桥墩后侧支架平台上吊装接长6节贝雷片,重新锁定桥墩侧贝雷梁锚固梁和钢绞线,重复以上步骤继续向前纵移,直到贝雷梁纵移至公路中间支墩上方为止,顶升中间支墩至设计标高,同时采用限位装置将每片贝雷梁均与中间支墩主横梁锁定。

连续顶推推力预计算:F=N×μ=50.4×0.15=7.56 t。

其中,最重的一组贝雷梁为单层四排布置,按通长108 m计算,单组贝雷梁(含连接花架)质量N=144片×0.35 t/片=50.4 t。钢与钢滑动摩擦系数取μ=0.15。

8)吊装靠近中间贝雷梁组的两侧贝雷梁组,重复步骤2)—步骤6),将两侧贝雷梁组纵推至中间支墩处。考虑到中间支墩已经锁定无法下降,且贝雷梁组悬臂端存在扰度会下垂,在贝雷梁段设置导向架,中间支墩主横梁上用10 t千斤顶顶升至贝雷梁底部高于主横梁顶部,然后纵移贝雷梁组至中间支墩上方[13-15]。

9)继续将靠近中间贝雷梁组的两侧贝雷梁组纵推至另一侧公路桥边支墩顶,并与支墩顶主横梁锁定。同时解开中间贝雷梁组与中支墩顶的锁定,继续纵推中间贝雷梁组至另一侧公路桥边支墩顶,并与支墩顶主横梁锁定。

10)重复步骤8)—步骤9),将所有贝雷梁组吊装并纵移到位。在支墩主横梁上采用L63×63@6 mm角钢焊接安装贝雷梁限位结构,限制贝雷梁组纵向及横向移动。贝雷梁限位结构尺寸及安装位置详见图7。

5 结语

贝雷梁钢桥施工安装简单,施工进度快,拆卸便利。且构建可以多次循环使用,施工成本较低,目前已被广泛应用在桥梁工程、临时道路等工程中,但在具体施工中还需注意以下几点:

1)顶推作业环节,必须保证千斤顶行程同步,否则贝雷梁顶推方向可能发生偏移[16]。

2)在贝雷梁设置顶平联花架和内平联花架,支撑花架与900支撑架类似,具体平联花架布置形式见施工图。非高速公路上方贝雷梁顶平联(布置在上弦杆上方),跨高速公路上方贝雷梁内平联(布置在上弦杆下下方),保证贝雷梁顶推过程中的整体性,待贝雷梁顶推到位后拆除顶平联,内平联不拆除[17-18]。

3)立面支撑架安装时为保证螺栓连接空隙的密贴,必须插入立面支撑架螺栓垫环。

4)在贝雷梁顶推的前进方向的分配梁两侧设置纵移导向轮,保证贝雷梁纵移顶推过程中位置不发生偏移;待贝雷梁纵移到位后采用角钢对贝雷梁进行限位,保证施工过程中贝雷梁整体稳定性[19]。