胡宇峰

(路桥集团第一公路工程局五公司　北京市　065201)

摘　要:介绍了考虑施工进度等因素,预制箱梁预制场在横桥向设置的情况下,如何解决横桥向移梁、上梁临时墩的设计及横移变纵移的转换。

关键词:箱梁;临时墩;吊装

　　东仓路分离式立交桥,跨径布置为3×30115m +3×(4×30115m)+3×30115m,为装配式部分预应力混凝土连续箱梁结构。其上部结构形式为: 30m预应力混凝土组合箱梁,全桥共预制180片梁,采用多箱单独预制,简支安装,现浇接头的先简支后连续的结构体系。考虑桥头路基土方施工的进度及半幅通车阶段目标等因素,无合适场地作线内预制场,预制施工场没有设置在桥梁的纵向桥头,必须在线外横桥向设置预制场。横桥向布置预制场后,需解决的关键问题有2个:一是横桥向上梁临时墩的设计;二是上梁后在移梁过程中如何解决纵移到横移的转换。

1　吊装方案的确定

根据实际情况,该桥桥面距预制场地面高度较高,而且龙门轨道和桥梁中轴线成75°的夹角(见图1),且龙门没有导向轮,因此在拐弯的过程中很容易失稳,必须进行改进。通过研究,采取增加临时墩的方法可以取消龙门在弯道上行走,这就大大减少了不安全的环节。因此先用出坑龙门直接安装12孔,然后按一定顺序用架桥机逐孔安装就位。本标段预制厂设置在桥梁第12孔右侧,箱梁预制、出坑及安装过程为:箱梁预制完成出坑、存梁,安装时先用龙门吊将大梁喂至第12孔右侧临时墩上的横移梁车上,横桥向移梁车沿导轨横移至纵向移梁导轨处,进行横移变纵移的转换后再纵移至架桥机下进行架梁安装。先给架桥机提供操作平台,然后用架桥机逐孔安装。该方案龙门和架桥机分工明确,工人容易操作。

收稿日期:2005-09-

14

图1　龙门吊和轨道关系示意

2　吊装方案的设计

211　龙门结构

30m预应力混凝土箱梁最大出坑起吊重量约为100t,高度为116m,底宽110m,顶宽最大为217m,但引桥桥面距地面高9m,龙门架必须能把箱梁从底座上吊起略大于箱梁的高度后,横向位移到存梁场地,在到达13孔位置时必须能把30m箱梁提升至桥面平车。因此,出坑龙门架立柱的高度必须达到12m,采用4节贝雷架桁片,再加上龙门架底

　公路　2005年10月　第10期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H IGHW A Y　O ct12005　N o110　

座的高度,净空超过13m ,可以满足起吊高度的要求。龙门架的主横梁,采用装配式公路钢桥加强的双排单层,主横梁的跨径根据需要定为36m 。起吊系统每一个吊点安装一台5t 单筒慢速卷扬机配6轮滑车组一对;行车系统每边由4对火车车轮组成。其中每边后一对车轮为驱动装置,整体为自行式行走系统。212　架桥机的设计

21211　JQ 160-50架桥机结构特点

(1)三角桁架主梁之间采用锥销膨胀套连接,克服了结构件销连接变形量大的难题。

(2)架桥机整体纵横向移动采用液压缸顶推,具有驱动力大、平稳、安全的特点。

(3)架桥机纵横向移动采用导轨结构,承载力大、外形尺寸小、重量轻。

(4)起重天车电机采用变频器调速,调速范围

大,由高速～低速变换平稳。

(5)液压系统的控制用可编程序控制器控制,用移动操作箱控制架桥机的顶升及纵横移动。

(6)架桥机横移顶推油缸上装有行程开关,控制电磁阀的开通与断开。前、中支腿装有测量位移量的装置,用于向PL C 提供前、中支腿的横移量,PL C 对两横移量比较、分析和计算,确定是否需要采取纠偏措施,以及采用等待纠偏或调速自动纠偏。

(7)架桥机前、中支腿采用U 形梁结构,吊装边梁时,架桥机的支撑点横移到边梁腹板的上部,用起重天车上的丝杠将待装边梁横移到位。21212　架桥机性能参数

架桥机的性能参数见表1。

表1　架桥机性能参数

项　目

整　机

支　腿

天　车横移

前

中

纵移

前后

中

起升

行走

横移

卷扬机

型号

JM 8容绳量 m

200绳拉力 kN 80电动机

型号

Y132M -4B5

Y180L -6

Y132M -4B5Y180L -6

YZR 180L -6

Y132S-4Y112M -4

功率 kw

7151571515155154转速

(r 1p 1m )1440

970

1440

970

960

14401440减速机

型号ZSC 750-166158-1BL Y 33-71-4

速比

166158

71

制动器

型号

TJ 2-300

Y W Z -300

45转矩

(kg ・m )50

63

油泵

型号

1015CY 14

-1B

25SCY 14-1B

1015CY 14

-1B

25SCY 14-1B

压力 M Pa 32

32

32

32

油缸H SGF ※<125 <70×1500H SGF ※<250 <140×1000工作能力 kg

27022

54044

5404415707915707980000速度 (m m in )

015

0150115

0125

01615

0～13

01325

213　临时墩的设计

临时墩由3排贝雷片(设4道槽钢支撑)、加强

杆、轨道、钢管柱、工字钢等组成,见图2所示。5m 高的主柱主要承受压力。21311　荷载计算

箱梁自重1000kN ,简化为作用在贝雷片上的集中力P =500kN ,计算图式见图3。

查《装配式公路钢桥使用手册》得贝雷片参数。下缘加强型16锰钢贝雷片容许应力及截面特性为:

图2　临时墩

—26—　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　公　　路　　　　　　　　　　　　　　　　2005年　第10期　

图3　计算图式

[Ρw]=113×210=273M Pa

[Σ]=113×160=208M Pa

截面抵抗矩W=614024×10-3m3

惯性矩I=411397×10-3m4

弹性模量E=211×105M Pa

每片贝雷片自重276kg,销子双剪状态容许剪力为550kN。

跨中弯矩:M中=1

4P l

=625kN・m跨中剪力:V中=500kN<69819kN

跨中挠度:f c=P l 3

48E I =010014m<

1

250

=

01004m

临时墩由3排贝雷片组成宽度为112m,高宽比

h b接近1∶1,3排单层“321”钢桥桁架的最大弯矩为224614kN・m,最大剪力值为69819kN。规范规定简支梁截面尺寸满足h b≤4时,整体稳定性可以得到保证,不必再验算。

21312　贝雷梁下支腿验算

贝雷梁下支腿结构可按0形刚架的形式进行验

算,见图4所示。

(1)∆=1

2

k=I2

I1

×h

L

=21599

(2)M A=1

8PL ×5k-1+2

∆(2+k) (2+k)(1+6k)

=141438kN・m

(3)M m ax=M A-3PL

8h(2+k)h +P

2

×

1+∆-2∆2+6k

1+6k

=981668kN・m

(4)H A=3PL

8h(2+k)

=39135kN

(5)立柱稳定性验算

临界应力P k=Π2E I

(ΛL)2=1135

14kN>125kN

21313

　柱脚焊缝

图4　贝雷梁下支腿验算图式

柱脚采用的焊脚尺寸为h f=8mm,见图5所示,

钢材为Q235,手工焊,焊条为E43型

。

图5　柱脚焊缝形式

(1)I w=1

8

Πh e d3=75149×106mm4

(2)Ρf H=H

h e l w

=6188kN mm2

—

3

6

—

　2005年　第10期　　　　　　　　　胡宇峰:东仓路预制箱梁吊装的方案设计和安装

(3)Ρf z =Ρf H +Ρf M =

N h e l w +M I w ×d

2

=52194N mm

2

(4)合力Ρ2f H +(Ρf N +Ρf M )2=

61882+521942

　　　　=5314N mm 22

3　箱梁安装

首先用出坑龙门安装12孔,12孔安装完毕后再搭设临时墩,然后进入架桥机安装程序。架桥机按如下步骤安装组合箱梁。

(1)首先在已安装好的30m 跨的箱梁上面铺设

轨道,安装架桥机,安装纵移系统、横移系统、起吊

系统以及行车等设备,纵移架桥机到安装桥孔就位,

架桥机在纵移就位时一定要注意验算抗倾覆稳定,其稳定系数应不小于113。本桥为确保安全,做到万无一失,抗倾覆稳定系数要求达到115

。桥面上的轨道中心线应与架桥机中心线一致,这样箱梁方可进入架桥机内。

(2)由预制场出坑龙门吊梁横移至临时墩位置,并吊上临时墩上的横向轨道平车,见图6所示。

图6　预制梁出坑

(3)用2台卷扬机将要安装的梁沿着横移轨道移出临时墩,移动的过程中应防止两边牵引力不同而产生扭力挤压轨道变形。移动到纵桥向轨道时先安装好横向变纵向搭接轨道,见图7所示。

图7　箱梁移出临时墩

　　(4)每台横向轨道平车中放有2台50t 千斤顶,当横向小平车移动到纵向轨道时,用千斤顶将箱梁托起,见图8所示。

(5)托起箱梁后,将纵向小平车放至箱梁底部,同时放松千斤顶,撤出横向小平车,见图9所示。

(6)撤出搭接轨道,考虑到全桥向有15°交角,前后两台小平车应该分别移动抵消梁端的力偶,见图10所示。

(7)卷扬机牵引平车,将箱梁纵向运输至架桥机

尾部,待吊箱梁前吊点到达前行车吊点时,卷扬机暂停,由前行车起吊系统吊起箱梁前吊点后,再继续箱梁纵移。待箱梁后吊点到达后行车吊点时,同样由后行车起吊系统吊起箱梁继续往前移动箱梁;箱梁到达桥孔位置时,首先落梁,使梁底略高于支座垫石,接着横移箱梁就位落梁;箱梁准确就位后,安装好临时支座和永久性支座,见图11所示。

—

46—　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　公　　路　　　　　　　　　　　　　　　　2005年　第10期　

图8

　横向轨道千斤顶

图9

　纵向小平车放入箱底并撤出横向小平车

图10

　撤出塔接钢轨

图11　箱梁就位

—

56—　2005年　第10期　　　　　　　　　胡宇峰:东仓路预制箱梁吊装的方案设计和安装

阳华国,黄天贵,代春风

(路桥集团第一公路工程局三公司　北京市　100024)

摘　要:以灌河大桥主桥索塔桩基为工程背景,介绍了注浆加固机理、压浆参数的确定和施工工艺,并以桩基自平衡测试结果为依据,对压浆效果进行了分析,试验结果证明桩端压浆可有效提高桩基承载力。

关键词:钻孔灌注桩;桩端压浆;承载力

　　灌河大桥是连盐高速公路上的一座特大型桥梁,主桥采用双塔双索面斜拉桥结构,单个索塔基础由32根桩径为215m,桩长为95m的钻孔灌注桩组成。为确定桩基的承载力和沉降量,验证设计上的安全储备,经业主及监理要求,东南大学在索塔桩基上进行了双荷载箱自平衡试桩法试验,承载力试验结果表明,桩端压浆后,桩基承载力大幅度提高,沉降量明显减少。为提高基础的安全储备,防止塔身产生过大的不均匀沉降,同时根据索塔处桩端地质有利于实施桩端压浆的实际情况,灌河大桥采用了桩端压浆技术。

1　地质情况

灌河大桥索塔基础位于灌河的漫滩上,桥址地貌类型属海积平原,地质条件复杂。从上到下依次为淤泥质粘土、粉砂、粘土亚粘土夹砂礓、粉砂等地层,桩底-9910m标高处为粘土及粉砂层,该范围地层土质比较疏松,含水量较大,压缩性好,比较有利于进行桩端压浆。详细的地质情况见表1。

表1　桩底地质情况

地层名称层底深度 m层底标高 m岩性特征

粘土160-84110灰黄色,硬塑,中偏低压缩性亚粘土92130-86180灰黄色,坚硬,中偏低压缩性中粗砂93180-88130黄色,密实状

粘土100185-95135灰黄色,坚硬,中偏低压缩性

2　加固机理和影响因素

211　加固机理

水泥净浆在压力作用下,通过预设的压浆管压入桩基端部的松散层,使之胶结成整体,改善其力学

收稿日期:2005-09-01

　　(8)箱梁准确就位时,即松去起吊装置,横移架桥机,使架桥机中心对准轨道中心,等待安装下一片箱梁。

(9)一孔箱梁安装结束,将2只行车移至架桥机尾端,作为平衡重,增加稳定性;接着将架桥机用千斤顶顶起,拆去横移系统,装上架桥机纵移系统;将架桥机向前推进至下一桥孔就位,并将架桥机纵移设备拆除改成架桥机横移设备,与此同时将桥面上的运梁轨道接长至架桥机尾部(即架桥机平衡部位)。

这里特别需注意的有两点:一是架桥机向前推进过程中,一定要统一指挥,指挥人员必须由安装经验丰富、熟悉架桥技术的人员担任;指挥人员必须站在适当位置,既能看到对岸桥墩上的滚轴,又能观察架桥机推进的一切情况,所有工作人员必须服从指挥人员的命令,动作一致,精力集中,发现问题立即报告指挥人员,停止推进,待查明原因并解决问题后再继续推进;二是必须特别注意外边梁的安装,横移必须经应力及挠度验算,要具有足够的安全系数,横移箱梁速度必须缓慢,梁底距墩帽顶面的高度越小越好。

参考文献:

[1]　罗邦富1钢结构设计手册[M]1北京:中建工出版社,

191

[2]　毛瑞祥,程翔云1公路桥涵设计手册——基本资料

[M]1北京:人民交通出版社,19931

　公路　2005年10月　第10期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　H IGHW A Y　O ct12005　N o110　下载本文