箱梁架设施工工艺.docx

浅谈箱梁架设施工工艺
张晓龙
摘要：本文结合京秦高速箱梁施工控制技术的经验，对简支箱梁的安装设备和工艺流程进行论述，为提高高速公路预应力混凝土简支箱梁安装质量提供保证。
关键词：高速公路 箱梁架设 支座安装 架桥机
引言：随着国民经济的发展，高速公路建设不断加快，而桥梁作为高速公路中重要的交通枢纽，高速公路对桥梁的要求不断提高，所以桥梁上部结构多采用预应力混凝土结构，并大量采用箱形截面梁，箱梁的先预制再拼装已成为现代桥梁的主流趋势。
1 施工工艺
边梁安装、固定
架桥机过跨、安装第二跨
墩顶负弯矩预应力张拉
横梁、现浇接头、湿接缝施工
中梁安装、固定
架桥机喂梁运输
箱梁从预制厂起吊、运输
架桥机安装、调试
支座垫石找平
支座及临时支座安装
临时支座拆除
桥面系施工

2 施工方法
2.1施工准备
用全站仪对本桥跨距进行认真复核，提供架梁前的第一手资料。根据实际放出的线路中心线里程，在桥墩顶面放出每孔箱梁的纵向中心线及其端线，以及支座中心点等，根据实际放出的线路中心线和墩中心里程,在盖梁支座垫石混凝土在到强度后测量放出板端位置横线及支座中心位置和底部轮廓线，在梁端位置横线上定出各梁底部边缘的点，为梁的安装做好准备。
对支座垫石进行抄平，严格控制垫石的平整度和标高，永久支座和临时支座都已准备到位。
对施工区域进行封闭，保证安全。
架桥桥对架梁施工人员认真的进行技术交底，合理组织施工人员、施工机械。
2.2架桥机
2.2.1架桥机组成
双导梁架桥机结构组成，由起重行车，主横梁，主横梁纵移台车，主导梁，辅导梁，辅支腿，前支腿，后支腿，前横梁，整机横移台车，前、后摇滚总成，滚压泵站，前、后横联，电气控制等组成。
又可分为整机横移行走系统，主辅纵梁及支撑系统，吊梁起落、横移、纵移系统，导梁纵移系统，摇滚台车纵移系统，边梁起吊系统，电器控制系统。
①整机横移行走系统：
由4个行走台车组成，每个台车由行走箱体，齿轮、行走钢轮等组成，通过减速机带动齿轮、齿圈及行走钢轮在铺好的轨道上行走，实现整机横移目的。
②主辅纵梁及支撑系统：
整个纵梁由主导梁、辅导梁、销轴等组成，各节导梁之间用销轴连接，两纵梁之间通过前，后横联及斜拉连成一体。支撑系统由前，后摇滚台车作为主要支撑，前支腿，后支腿，辅支腿作为辅助支撑。
③吊梁起落、横移、纵移系统：
由4个主横梁、4台横梁纵移台车，2个起重行车等组成，卷扬机安装在卷扬行走小车上，卷扬小车通过减速电机带动链轮，小车架及钢轮在主横梁轨道上行走，实现卷扬机起吊的横向移动，两个主横梁与两个横梁纵移台车用螺栓连接成一体，由减速电机带动齿轮、齿圈、行走钢轮等组成的台车在导梁桁架的轨道上纵向移动，卷扬机起吊重物，作上，下运动，从而实现整个架梁过程的横向、纵向、升降运动过程。
④导梁纵移系统：
4台摇滚总成装于导梁下弦处，导梁靠下弦与主动摇滚之间产生的摩擦力作纵向移动。
⑤摇滚台车纵移系统：
由电动葫芦与摇滚台车组成，前支腿、后支腿、辅支腿作为辅助支撑摇滚台车离开地面，电动葫芦与摇滚台车用弯板和销铀连成一体，在重力作用下，电动葫芦接触导梁下弦，电动葫芦就在下弦铺好的轨道上行走，带动摇滚台车纵向移动，到达预定的位置。
⑥液压第统
由液压泵站、液压缸及一系列液压元件等组成，每侧纵梁上装有油缸，泵站，泵站作为油缸的动力源，其中在2个油缸用于边梁起吊，另外3个油缸分别位于纵梁的前、中、后位置用于整机的辅助支撑、整机抬起。
⑦边梁起吊系统
由泵站、4个边梁油缸组成，经泵站输出动力，通过油缸，起吊钢丝绳及吊具，在主桁架下侧吊起边梁，整机横移后，边梁就位，左端泵站及油缸就位左边梁，右端泵站及油缸就位右边梁。
⑧电气控制系统
由主控箱、操作箱、控制回路等组成，能同时及分别控制24台电机按工作程序进行工作。
2.2.2架桥机性能指标
双导梁架桥机主要技术性能指标：架桥跨径≤40m：额定起吊重量130T：适宜纵坡土3％：抗风力≤6级：有效起吊高度：4.lm：架设桥型：R≥350m＝450：整机功率80.EKU：外型尺寸：90135×13546×8140㎜.
2.2.3架桥机拼装
架桥机在西台桥台处拼装，全过程由工长跟踪负责，拼装按照先支腿、后主导梁、最后台车及机电系统的顺序进行，在安装完成后，必须进行调试。
箱梁安装施工示意图

3 支座安装
3.1永久支座
桥台先安装永久支座，箱梁直接支撑在永久支座上。安装永久支座时垫石要先凿毛，再用环氧树脂砂浆找平到垫石设计标高。箱梁张拉后存在2～3cm的上拱，为保证桥面铺装厚度及标高，垫石标高比设计下调3cm。永久支座的连接螺栓要深入盖梁不小于10cm，再用环氧树脂砂浆填充空隙，环氧树脂砂浆达到强度后方可安装梁。
3.2临时支座
箱梁先安装在临时支座上，临时支座顶面标高与永久支座顶面标高相齐平。永久支座钢板直接与接头砼底部浇在一起。待负弯矩钢绞线张拉后，再将临时支座拆除，将梁体重量由永久支座承受。
临时支座采用双砂筒结构，外钢管内径φ300mm，壁厚10mm,内钢管外径φ295mm，壁厚10mm，每个砂筒低口位置开一个活动的门。由于盖梁存在0.83%的横坡，为保证每个砂筒的压缩量一致，高度一致，在临时支座位置浇筑5cm厚C40临时支座垫石。砂筒压缩量应提前在压力机上试验，确定其值。临时支座砂筒示意图如下：

砂筒内采用优质石英砂，用1.25mm筛子筛出大颗粒，烘干后放入砂筒中，砂筒中的数量根据砂筒高度，需卸荷高度等综合考虑。内塞与外筒之间浇热沥青封水，使砂稳定，同时保证使用过程中砂不受潮出现徐变和引起卸荷困难。
浇筑墩顶连续接头混凝土，张拉连续钢束后，撤除砂箱，使箱梁支撑在永久支座上。
4 箱梁运输
箱梁达到设计强度，张拉压浆完毕，且管道压浆强度达到设计要求后，利用龙门架将箱梁自预制厂吊至运梁车上，运梁车通过施工便道及高速公路运至架梁施工现场。用架桥机起吊箱梁两端，安装就位。在运输的过程中，要注意运行平稳、均匀，时刻注意箱梁的变化（尤其是倾斜度），及时发现问题，及时处理。
5 箱梁安装施工工艺
5.1喂梁：运梁车将箱梁运至架桥机下。
5.2捆绑梁：在预留吊装位置孔内安装钢丝绳吊带，起吊时先应慢速，当箱梁脱离运梁车后，架桥机两侧要同步升降，使箱梁在起吊过程中保持水平；架桥机运梁时应严密监视电机是否同步，否则应及时采取措施。
5.3落梁：架梁前先放出每个垫石的横向、纵向中心线及梁端横向、纵向中心线，安好临时支座，当梁运至横向、纵向中心线与支承垫石横向、纵向中心线重合后洛梁，架梁好后要用垂球检查梁的竖直度，经技术人员检查梁架设合格后方可拆除吊带，并且需及时加固已架设好的梁，边梁不容许单独过夜放置。
6 安装要求及稳定安全措施
本桥横向共设4片箱梁，按由左到右依次为1#-4#，安装时全幅进行。由于考虑到架桥机横移的稳定性及盖梁悬臂的受力，进行边梁安装时必须先将边梁临时安装在次梁位置上，再利用架桥面外单桁架重新吊起边梁，外移至边梁位置。又由于边梁要进行两次吊装，孤立在盖梁边缘，而梁本身重心不在支座中心上，稳定性较差，所以次边梁和边梁同时加固安装定位。架梁顺序定为1#、2#、4#、3#。
7边梁和次边梁的安装
内侧横隔板下垫枕木，由于边梁重心在外侧，故在边梁外侧设原木支撑，并应使梁体向内微倾，绝对禁止因内隔板下垫得过高而使梁体外倾。
边梁端头钢筋应和桥台钢筋或已架设好的梁的钢筋焊接连成整体。
架桥机桁架运行至边梁顶，套索设置吊点，经检查无误，将油缸上行至索具受力后，再除去梁体临时支座固定。架桥机单桁架顶撑油缸受力起吊。吊起边梁向外行至已安好的临时支座上，经检查梁体中心线与支座中心重合后，梁体下落就位，用垂球吊线检测箱梁两端头竖向是否垂直（垂直度≤1.2%）。如果不垂直，箱梁须再次起吊，直到垂直为止，加固边梁。
8 中梁安装
中梁安装需在边梁安装好后进行，待边梁安装、固定后，进行中梁的安装，安装时主要注意事项为：
② 运行平稳、到位后，位置必须准确无误后方可下落。
②下落时，要特别注意防止撞到边梁，翼缘预留接缝钢筋过长且与边梁互相交叉，安装时应充分注意相互的干扰，将箱梁下放到翼缘板将接触时，暂停下落，有冲突的地方注意观察，及时调整位置，经确定无冲突时才下放。
③就位后立即焊接隔板钢筋，使半幅形成整体，同时隔板下垫平。
9 箱梁顶标高的控制
在箱梁安装但未加固时，用水准仪测试梁顶标高，如果因砂筒沉降而偏低可以在砂筒顶垫钢板，钢板厚度由顶标高控制。
10 架桥机过跨
架桥机安装箱梁过孔机构工作情况及箱梁吊装系统见图4：
待一跨安装好后，架桥机向前推进，以便安装下一跨。
①后支架前移:先垫好后支腿下垫木，用水平尺超平，使后支腿压在垫木上，后横轨离开桥面（其高度能保证后台车及其横轨一次前移18m）。开动后电葫芦前行，当后摇滚台车行至距主导梁前端19m时停止。将后摇滚台车落于桥面且落实。
②主导梁前移：确认摇滚架上与导梁无挂联，同时启动前后摇滚和导梁上两纵移台车，使导梁前移（当辅支腿到达前桥台时停止），纵移台车后移（两纵移台车移至尾部停止）。
③桥机转角：架桥面转角原理是靠调整导梁下弦与前摇滚上两平滚的间隙来实现的。因此，架桥面转角时，开动后横移台车向右幅横移，直至前摇滚上导梁下弦与两平滚无间隙时停止。将中支腿顶出，使前部横轨离开枕木。调整前摇滚架与导梁纵向垂直，再顶出前支架至前部横轨落实于枕木上。这时桥面恢复转角前的状态。如果转角满足不了架桥要求，可再重复以上动作。直至桥机摆正为止。桥面转角时曲线桥安装的重点。
④前后支架前移就位：顶出中支腿，使前台车及横轨离开桥台。然后前支架整体前移，直至前台车行至前桥台落梁一边上方时止。辅支腿缩回至前台车枕木能够落实于桥台上。注意，前支架固定时要与前桥台平行。然后顶出中后支腿，至后支架便于前移为止。开动后电葫芦前行至距前支架37m时止。将中后支腿缩回，后台车落实于桥面上。此时后支架固定应与前支架平行。
⑤主导梁前移就位：同时启动前后摇滚，使导梁前移。当主导梁前端距其后的前支架中心1m左右时停止。然后将前后摇滚架与导梁锁紧。
⑥架桥机过跨后先检查各部件运转情况。如一切正常后，即可试吊梁，准备安装下一跨。
11 安全和质量的技术措施
11.1保证安全的技术措施
工程自始至终要将安全工作捻成一根绷紧的弦，需要从技术上、制度上、思想上、机构上加强安全管理、防患于未然，安全责任重于泰山。
11.2安全思想教育
安全生产，人命关天，首先要思想重视，观念更新，变更我安全为我要安全。工程开工前对参战人员进行正规的上岗安全培训，学习国务院及相关部门、地方颁布实施的有关生产和劳动保护方面的法律、法规、规章、和技术标准，讲解“安全工作责任重于泰山，防患于未然”的道理。同时让“参战”人员了解安全危险点和控制点，使大家心中有数，处事不惊。宜讲有关安全方面的经验教训，通过学习，提高员工的安全意识和主观能动性，自觉遵守安全规定，在工程施工中塑造“工程要安全，人人管安全”的新风，树立安全工作警钟长鸣，常备不懈的思想意识。对于特殊工种要进行专业培训，持证上岗。
11.3安全制度法规保证
工程开工时，依据工程的特殊性，制定对本项目管理行之有效的安全制度法规，其中包括：高空装作业规章制度、机械安全操作规程、安全用电制度、特殊工种安全制度、事故报告制度、生活和生产消防制度等制度。进行宜张贴，和经济奖罚挂钩，使之成为法规性、强制性的制度。树立安全、消防否决权制度，把安全消防工作提到一个更高的层次上来。
11.4安全组织机构
建立健全完善的安全组织管理机构，确保安全生产的正常进行。企业法人是安全生产第一法定责任人，项目经理是本工程安全生产的第一责任人，成立以项目部为组长，分管安全的副经理为副组长的安全工作领导小组，从组织上措施上完善安全生产工作，使之程序化、规范化，领导小组中以经验丰富的专职安全工程师为日常事务的主持者，具体专职主管安全生产工作，同时设定各作业面专、兼职安全员，并赋予他们进行安全管理、指导、检查、监督、制止违章，在危险时采取紧急措施，组织考核安全工作等责任与权力。从而形成整个工程的安全网络体系，该体系研究与决策有关安全方面的重大问题。专职安全工程师持证上岗，在现场均佩戴工作标志。
结束语
总之，预制小箱梁的架设方法比较多，施工前要根据现场实际情况选择合适的位置设预制场，并依此及地形确定经济合理的架设方法。
参考文献
[1] 周水兴，何兆益，邹毅松等.路桥施工计算手册.人民交通出版社.2004.8.
[2] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.（JIJ023-85）.
[3] 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.
[4] 金效仪. 路基路面工程.[M].北京.人民交通出版社.1996.