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吊机配合驳船浮运架设预制混凝土梁施工 赵磊 上海公路桥梁 ( 集团 )有限公 司 上海 2 0 0 4 3 3 摘要：在城市轨道交通桥梁项目中，采用了广泛用于铁路钢桁架桥施工的驳船浮运架设法，解决了跨越河道架设预制 梁的难题。改进了常规的浮运架设或组合浮运的手段，充分利用现有的多台吊机将梁从岸上转运至驳船并最后完成架 设，显著降低了工程造价且减小了施工对航道的影响。 关键词：预制混凝土梁 驳船浮运 架设施工 双机架梁 中图分类号：T U 9 9 7 文献标志码 ：B D OI ：1 O 1 4 1 4 4 j c n k i j z s g 2 0 1 5 0 6 0 3 1 Cr a ne Co mbi ne d wi t h Ba r g e f o r Fl o a t i n g Tr a n s p o r t a t i o n a n d Er e c t i o n o f Pr e c a s t Co nc r e t e Gi l r d e r ZHAo L ei S h a n g h a i R o a d a n d B r i d g e( Gr o u p ) C o ， L t d S h a n g h a i 2 0 0 4 3 3 1 工程概况 1 1 预制混凝土U 形梁 上海轨道交通8 号线南延伸段中的敞开段一江月路站区 段采用2 根预制单线预应力混凝土u 形梁作为高架区间的上 部结构。 该u 形梁 由法国赛思达公司与上海城建设计研究总院 联合设计 ，是一种薄壁槽型预制混凝土梁结构 。 。该结构 的跨 中断面处底板厚度仅为2 3 0 mm，腹板厚度最薄处为 2 4 0 m m，单榀3 0 m 跨的预制u 形梁质量约为1 5 0 t ，其标准 布置断面及尺寸如图1 所示。 图1 预制U 形梁断面尺寸示意 1 2 跨越 周浦塘 2 2 9 - K 8 孔 本工程5 标的2 2 9 区间7 8 墩 ( 1 0 2 2 9 一 K 8 ： L ) 跨越河 道周浦塘 。桥位所处的河段为7 级通航河道 ，河宽2 8 m。 桥轴线法线与河水流向夹角为l 9 2 3 。河道近岸处水深为 0 4 5 m，航道水深约为1 5 I n 。紧邻桥位5 5 n l 为浦星公路 ， 其墩位如图2 所示 。 作者简介：赵磊 ( 1 9 8 0 _ )，男，本科，工程师。 通信地址：上海市杨浦菇鲺科路4 2 号 (2 0 3 3)。 收稿日 期： 2 o 1 5 - 蜘 _ _ 垂 一 困建 筑 袍 工 lg 3 7 Jg 第 6 期 图2 桥位 跨越周浦塘示意 2 总体方案比选 根据上述场地条件及工程需求 ，为了跨河架设盖梁上 的单跨2 榀预制U 形梁 ，初步考虑 以下3 种方案供 比选 ：支 架顶推法 、单机一次 吊装就位法 、吊机配合驳船浮运架设 法。 2 1 支架顶推 法 需要在2 个承台间用贝雷片搭设满足通航净高要求的桁 架 。根据计算 ，用做承载的主纵梁应采用双排加强型贝雷 桁架 。为了保证通航净空要求 。贝雷片桁架应支撑在搭设 于承台之上 的钢管支墩上 。支架 的搭设还需延伸到紧邻河 岸的相邻跨 内，才能将预制梁用千斤顶沿水平方向顶推至 桥位。在完成预制梁顶推并落架到位后 ，需要拆除梁底的 支架系统_3 】 。 2 _ 2 单机一 次吊装就位 法 根据对 现场条件 的计算及分 析 ，如采用单 台履带式 吊机 一次性将单榀预制梁 安装就位 ，则起 重半径达到 了 2 5 r n 。依据吊重及起重参数的计算 ，需要采用4 0 0 0 k N 履带 式 吊车并配合超起配重工况或单台7 0 0 0 k N 履带 吊普通工 ： 整 曼 里 全 塑 垩 堡 鳖 士 梁 施 工 况 ，才能完成吊装。 2 3 多台吊机配合驳船浮运架设 利用I 艘3 0 0 t 驳船，配合两岸的吊车进行浮运架设。将 预制梁 的一端 吊放到驳船上 ，驳船与另一端的吊机同步行 。当驳船到河岸另一侧时，由停在河两岸的 2 台1 5 0 0 k N 履带吊共同抬吊作业 ，将预制梁架设到盖梁上。 2 4 方案 的比较分析 上述3 个比选方案在技术 、经济上各有优劣 ，因此对 3 个方案进行细化分析后 ，形成的比选分析见表1 。 表1 比选分析 序 方案 费用 施工 施工周 口 名称 万元 风险 期 d 备注 支架 需大量贝雷桁架支架拆除占用航道时间 1 5 0 小 5 0 顶推 长 。 单机 4 0 0 0 k N 履带吊单机抬吊的地基承载力、 2 6 5 很小 O 5 工作场地空间等要求较高，费用较高。工 吊装 期很难得到保证。 浮运 能利用现有的吊装机械设备，旋工需短时 3 2 0 大 O 5 架设 封航 。 结合现场条件 ，通过对上述方案 的比较分析 ，可以得 出以下比较结论 ： I )采用支架顶推施工需要耗费大量的时间进行支架的 搭设及拆除。为了满足顶推的水平反力要求 ，岸上的支架 需要有较大的水平 刚度。在梁体顶推就位后 ，梁下支架的 拆除需要 占用数天的航道。 2 ) 采用单机吊梁的方法施工可以完成U 形梁架设 ，且 对航道影响较小。但大吨位吊机的使用费用较高 ，且需要 进行大量的地基加固方能满足其作业要求。 3 ) 采用驳运架设法施工的封航时间与单机吊梁基本相 同，但能充分利用资源较为充裕的1 5 0 0 k N 级别现有吊装设 备 。总的施工费用更加经济。因此，综合技术风险 、对环 境的影响以及经济性的考虑 ，选择采用吊机配合驳船浮运 的方法架设跨河的2 榀预制u 形梁。 3 总体施工方案 预制u 形梁由平板拖车运输至周浦塘南岸 ，倒车靠近 河岸。北岸仅l 台I 5 0 0 k N 履带吊及2 台卷扬机用于作业 ，南 岸有I 台l 5 0 0 k N 汽车吊与 I 台I 5 0 0 k N 履带吊停于岸边 。用 于浮运的3 2 0 0 k N 驳船带着托梁支架靠舷于南岸等待作业。 I ) 工况一 ：梁北端 “ 上船”。南岸 的1 5 0 0 k N 汽车 吊 与1 5 0 0 k N 履带 吊共同作业 ，将梁的北端从平板车上 吊运到 驳船上 的托梁平台上。与此同时 ，承托着梁南端的平板车 同步倒车 ( 图3)。 2 ) 工况二 ：梁南端抬起。1 5 0 0 k N 履带 吊从岸边退回 到梁的南端头 ，并将梁的南端从运输车上 吊起 。运输车驶 图3 梁北端 “ 上船”工况示意 离现场 。此时，梁的北端支承于驳船上 ，南端由吊机吊起 ( 图4)。 图4 梁南端抬起工况示意 3) 工况三 ：梁 “ 过河”。由北岸卷扬 机牵引 的驳船 驮运预制梁浮运至北岸 ，与此同时，吊运着梁南端的南岸 1 5 0 0 k N 履带 吊同步向河岸行走 ( 图5 )。 图5梁 “ 过河”工况 示意 5 0 0k N 艘带吊 4 ) 工况四 ：双机架梁。当驳船到达北岸后 ，停在北岸 岸边 的1 5 0 0 k N 履带吊与南岸的1 5 0 0 k N 履带 吊共 同作业 ， 将预制梁架设到盖梁上 ，并安装支座 ，从而完成一榀跨河 梁的架设 ( 图6) 。 依照同样的工序 ，完成另一榀u 形梁的架设施工。 4施工关键技术 4 1 场地条件建立 4 1 1地基 处理 在架设施工期间 ，北岸 的1 5 0 0 k N 履带 吊停放在固定 2 0 1 5 6 B u i ld i n g C o n s t r u c t i 。 n 团 一 。 ， 。 L 墼 墨：曼 里鱼 墅塑 垩 堡 塑主 塑 图6 双机架梁工况示意 I 5 0 0 k N 履带 吊 地点仅承担 “ 接梁”的任务。而南岸 的岸边需要停放 1 台 1 5 0 0 k N 汽车 吊将梁端转运上船 ，且驳船浮运时 ，梁尾的履 带吊要跟随行走 ，因此南北岸的地基处理方式略有差异。 南 、北两岸都应对耕植土地基进行2 0 o m 清表处理 。整 平后用 1 2 0 k N以上压路机压至无 明显轮迹 。周浦塘南岸在 此基础上铺设厚5 0 o m 的建筑 旧料 ，分2 层碾压成形 ，顶面 高程与施工便道一致。并在靠近岸边的1 5 0 0 k N 汽车吊停放 位置处 ，再浇筑长5 t T I 、宽 1 0 m、厚度为2 0 o m 的钢筋混凝 土道面。吊机作业时 ，还应在其撑脚位置放置路基箱板。 而周浦塘北岸在土基处理时将便道抬高8 0 c r f l ，再在抬高的 便道上铺设厚5 0 c m的建筑旧料 ，分2 层碾压成形。 4 1 2 河道 清淤 考虑到驳船需要在施工时尽量靠近岸边 ，以减小岸上 起重机的起 吊作业半径。根据测量 ，施工桥位处的河道断 面水深最浅处为0 4 5 m、最深处为 1 5 0 m 。根据驳船在承载 时的吃水深度要求 ，近岸侧采用长臂挖机进行河道清淤 ， 使水深不小于1 2 m 。但同时应注意不能过度开挖 ，以防对 驳岸安全造成不利影响。 4 2 驳船及支架设置 4 2 1驳船 的选择 浮运期间 ，置于船上的梁端标高应与履带式吊机行走 吊运的梁端保持平齐。因此 ，选用了3 2 0 0 k N 的货运驳船。 该船长度为3 2 IT I 、高度为2 6 IT I 、宽度为6 4 7 m，其 中用于 承载的中舱长度为1 6 7 m。空船行驶的吃水深度为0 4 m，U 形梁放置在船上后 ，船的吃水深度为0 8 r f l 。 4 2 2 船上搁 梁支架的设 置 本 次施 工 充分 利 用 了现 有装 备 ，采 用 了 闲置 的某 架桥 机 的2 根横 联桁架 作为搁 梁支架 。该支架 放置在 舱 底 厚 3 0 o m的黄 砂上 ，顶 部与底 部 用2 8 a H 型 钢加 固 。 支架 顶部 顺船 向铺设4 根3 2 a 热 轧 工字 钢 ，并铺 设2 块 2 5 0 0m mx 1 5 0 0m m x 2 0 0 m m的路基箱板 ，作为预制梁的 承载平台。 4 3 驳船牵 引系统 为了保证驳船从周浦塘南岸移动到北岸的线路方向可 圃建 筑 孢 工 第 3 7 卷 第 6 明 控 ，在周浦塘北岸设置2 台卷扬机牵拉驳船 。采用J J M 一 5 型 卷扬机 ，并配合牵引的滑轮组 “ 走 四” ，从而使每个卷扬 机的牵引力达到2 0 0 k N。 4_4 起重施工 4 4 1起重设备 选用2 台 日 立K H 8 5 0 - 3 型履带 吊作为主架设设备。所选 用的工作臂长为2 4 3 8 1 T I ，工作半径8 1T I 。在此工况下，其最 小额定起重质量 为9 9 t 。此外 ，另选用1 台G R O VE T M1 5 0 0 型汽车吊 ，用于在南岸将梁的一端转运上驳船 。所选用 的 工作主臂长为2 1 3 1 T I ，工作半径为7 1 0 IT I 。在此工况下 ， 该汽车吊的最小额定起重质量为4 1 9 t 。 4 4 2 同步作业 采用本施工方法作业时，需要多次进行多设备的同步 作业 。首先 ，在预制梁北端 “ 上船”时 ， 1 5 0 0 k N 汽车吊 和履带 吊同时抬起梁的北端 。再向驳船转运的过程 中，支 撑梁体另一端的运输平板车也需要 同步倒车 。其次 ，当浮 运开始时，由2 台卷扬机牵引的驳船 ，需要与 吊运着预制梁 的南岸履带 吊同步移动。最后 ，南北两岸的2 台履带 吊需 要同步架设预制梁到盖梁上。因此 ，现场设置了观察 、量 测 、指挥多组人员协调这些 同步作业 ，并应建立 良好的沟 通渠道与管理机制 ，保证这些同步作业能够顺利开展。 5 结语 本工程施工实施期 间，2 榀预制u 形梁分别在连续2 d 的 8 ： 0 01 2 ： 0 0 的封航时间段 内完成了架设施工 ，且整个施 工过程安全可靠。顺利完成架设作业一方面依赖于事前对 吊机站位 、臂杆动作的精确模拟与策划，另一方面也归功 于现场多点施工时的高效指挥与管理。该架设方法的策划 与实施依托于合理利用施工方现有的设备 ，从而大大降低 了施工造价。 目前有越来越多的城市快速路桥梁或轨道交通桥梁采 用了预制梁的上部结构。希望通过本 程 的成功实践 ，可 以为这些桥梁在跨越城市水系的施工策划提供一个新的解 决思路与方向。 参 考 文 献 【 1 武秀军 德大铁路小清河特大桥钢桁梁浮运架设施 工关键技术 J l中 小企业管理与科技 2 0 1 2 ( 6 ) ： 1 9 2 1 9 4 【 2 陈海利 用浮运平台拼装及架设钢桁梁 J 桥梁建设2 0 0 3 ( 6 ) ： 6 2 6 4 3 赵业亭，王振军， 王永刚 自锁爬行顶推架设大跨度钢梁技术 J l 铁道 建筑， 2 0 0 6 ( 3 ) ： 2 2 2 4 【 4 】宋霖 深 水墩 施工及T 梁浮运架设【 J 】 石家庄铁道学院学报， 1 9 9 9 ( 1 ) ：8 9 9 1 5 林丽娟 深海区浮运架大吨位箱梁精确就位技术 J 】山西建筑， 2 0 1 4 ( 2 6 ) ： 1 9 0 1 9 2