淺析一種水上運梁、履帶吊提梁架橋機架梁施工技術

王穎

摘要：本文圍繞橋梁運架施工技術展開，以淮南孔李淮河大橋為實施背景，通過過程控制要點、重點加固措施等分析、實施和總結(jié)，重點闡述了采用水上運梁、履帶吊提梁架橋機架梁的施工方法，為后續(xù)同類施工提供一些借鑒。

關鍵詞：水上運梁;履帶吊配合架梁;施工工藝

1工程概況

中鐵六局承建了淮南孔李淮河大橋工程，由北岸接線（路基）、跨淮阜鐵路橋、孔李淮河大橋及南岸接線（路基）四部分組成。全長10.28km，其中橋長5.317km，主要由跨淮阜鐵路橋淮河北岸引橋、跨淮河北岸大堤橋、跨淮河北汊副航道橋橋、上六坊北大堤、上六坊南大堤、南汊淮河主航道及淮河南岸大堤。共有20米空心板梁76片，30米T梁1316片，40米T梁392片，30米小箱梁60片，40米小箱梁60片，45+80+45箱梁2聯(lián)，80+140+80箱梁1聯(lián)，110+180+110鋼箱系桿拱橋1聯(lián)，梁場共設置兩個，分別位于南、北大堤外側(cè)。其中淮河北汊航道與南汊航道之間共252片40mT梁，全部由南梁場預制，需要通過淮河南汊航道進行運輸架設。

本技術適用于運梁通道受施工場地限制的島嶼公路、市政橋梁工程，橋位與預制梁場之間受水域隔離，且水深大于2.0m的可通航水域;提梁高度不超過≤20m，跨度≤40m、預制梁體自重≤160t的預制橋梁工程。

2 施工工藝及流程

2.1施工工藝

首先選用的駁船載能力必須大于梁的2倍以上，駁船甲板長度大于梁長加運梁車的長度，保證運梁車全部在可載重的甲板上，駁船寬度大于運梁車的3倍以上，保證橫向穩(wěn)定性。并對駁船進行安全限位改造，確保運梁車走行路線、運梁車站位準確，必須保證船只平衡。首先在船只甲板上沿運梁車走行路線用油漆劃線并焊接10mm圓鋼作為警示線路，運梁頭車停車位兩側(cè)焊I36型工鋼作為限位卡槽。

對兩側(cè)碼頭進行改造，保證碼頭有足夠的承載力，并在碼頭兩側(cè)預設錨樁，碼頭兩側(cè)直線段長度滿足梁車可垂直河道通行，碼頭兩端坡道不大于8%的最大運梁車爬坡能力。

利用運梁車運輸至裝船碼頭，保證運梁車與駁船位于同于直線上，采用纜風繩將駁船固定在碼頭兩側(cè)的錨樁上，且駁船發(fā)動機必須正常運轉(zhuǎn)，并向碼頭及水流方向推進，避免船只隨水流擺動。

在駁船甲板兩側(cè)設兩道人字支撐，并在船前后設置可移動擋板，運梁車沿碼頭及船甲板上的運梁通道從船頭搭板緩慢上船，至前運梁車達到前擋板位置后，檢查后運梁車也通過船頭搭板，并停放至后擋板位置，固定擋板，同時在運梁車前后輪采用墊木固定，并升起船甲板兩側(cè)的撐桿，將梁固定在船甲板上，檢查運梁車及梁前后左右均固定穩(wěn)定后，解開碼頭兩側(cè)測纜風繩。同時向河道上下游監(jiān)護人員通告過往船只情況，確保在運梁為前后1.0km內(nèi)無過往船只后，啟動駁船發(fā)動機，使駁船平穩(wěn)過河，至上岸碼頭。

運梁船到達上岸碼頭后，發(fā)動機繼續(xù)向前推動，同時兩邊纜風繩固定船只，打開兩側(cè)兩側(cè)的斜撐，取消運梁車前后的墊木及前擋板，運梁車啟動，沿運梁線緩慢上岸，并沿岸上運梁通道運至履帶吊提梁位置。

兩臺履帶吊根據(jù)設計起吊位置提前到位，運梁車運達提梁位后采用兩臺履帶吊抬吊法提梁上橋。提梁上橋前架橋機平移至遠離提梁位置，履帶吊提梁上橋后放置在2#、3#梁之間位置，并在兩側(cè)打支撐，拆除履帶吊吊鉤，履帶吊轉(zhuǎn)臂移開，完成提梁上橋。履帶吊提梁后，運梁車回梁場運輸下一片待架梁。

2.2工藝流程

操作要點

（1）運梁車裝梁時嚴格控制裝車位置，保證前后車間距不大于駁船最大裝載長度;

（2）駁船必須與碼頭基本垂直且發(fā)動機啟動，并向碼頭方向推進，同時兩側(cè)采用纜風繩錨定;同時測定風速，及波浪，確保風速小于5級。

（3）運梁車必須與駁船運梁線路對其，并沿運梁線緩慢上船，前運梁車到達前擋板位置，必須保證后梁車通過后限位擋板;

（4）運梁車完全上駁船甲板后兩側(cè)支撐要均勻打緊，并在橋后運梁車輪前后安裝限位墊木，防止運梁車打滑，運梁車駕駛員全部下車;

（5）與上下有河道航運監(jiān)護人員確認，在碼頭上下游1km范圍內(nèi)是否有過往船只;在確認無過往船只后運梁船迅速過河至對岸碼頭;

（6）駁船前搭板完全搭在碼頭上，同時兩側(cè)纜風繩與岸邊錨固樁錨接，運梁船繼續(xù)向前推進，拆除運梁車兩側(cè)支撐及前后輪限位及墊木。運梁車啟動緩慢沿運梁線路上岸;

（7）履帶吊試吊試驗

空載運行試驗做完，并且各項檢查指標均正常，接下來需要進行試吊。試吊時起吊額定重量即可，采用加載鋼材作配重加載試驗。卷揚機在額定速度下起升和下降，觀察各部件的運轉(zhuǎn)情況。前天車吊重行至跨中，用水準儀測量主梁的變形是否超過跨度的1/500，并且要檢查卷揚機的剎車運轉(zhuǎn)是否正常，然后天車吊重在規(guī)定速度下橫移和縱移，檢查各機構運轉(zhuǎn)是否正常，剎車是否靈敏，限位器是否安全可靠，架橋機及軌道的穩(wěn)定性等觀察情況并做好記錄。如果一切正常，方可做型式試驗。

（8） 運梁車至履帶吊提梁位置，兩臺履帶吊平穩(wěn)提梁上橋至蓋梁頂存梁位置或梁位;

（9）架橋機安裝完檢查驗收

架橋機在現(xiàn)場拼裝好后，需首先認真檢查拼裝接頭是否牢固和各構件螺絲是否松動，包括軌道、連接部件、電器安裝、電纜線路布置、鋼絲繩狀況、結(jié)構件螺栓緊固情況，特別檢查卷揚機的剎車運轉(zhuǎn)是否正常，安全防護狀況等，確保滿足使用要求后方可進行整機檢查驗收。整機檢查項目有：空載運行試驗、試吊試驗。

（10）空載運行試驗

空載運行主要檢測系統(tǒng)安裝中是否有不合理的環(huán)節(jié)，系統(tǒng)是否配套，輪箱是否同步，天車處起重繩是否發(fā)生不合理磨損，繩長是否滿足要求，各部分的繩夾是否足夠等等。另外需要對天車行走、橫移情況、吊具升降、液壓系統(tǒng)等各種操作情況進行試驗，觀察各電機在運轉(zhuǎn)過程中軌道與輪箱間距、軌道的受力情況，檢查變頻器的工作情況是否能達到設計的性能指標，并同時試驗限位器是否工作正常。試驗時需做好相關數(shù)據(jù)的記錄工作，由于上述項目事關吊重運行的安全，因此空載運行時檢測尤為重要，不可忽視?？蛰d試驗次數(shù)不少于20次。

（11）型式試驗

型式試驗分為靜載和動載兩部分。

（a）靜載試驗

靜載試驗前需要先測量主梁跨中的撓度，然后起吊額定重量的1.25倍，采用加載碎石或鋼材作配重加載試驗。慢速提升重物至離開地面100mm處停止，保持靜止20min，卸載，再次測量主梁跨中的撓度，和吊重前進行比較，看是否產(chǎn)生了永久變形，并且檢查是否有焊縫開裂、連接松動等情況出現(xiàn)，仔細觀察并做好試驗記錄。如果一切正常，方可進行動載試驗。

（b）動載試驗

動載試驗需要吊起重量為額定重量1.1倍的重物進行試驗，采用加載碎石或鋼材作配重加載試驗。卷揚機以設計的速度起升和下落額定高度數(shù)次，中間需要根據(jù)電機的負載持續(xù)率流出適當?shù)拈g隔時間。并且兩個天車需進行橫移和縱移試驗，然后檢查吊鉤、電機運轉(zhuǎn)、剎車裝置及限位器的情況，認真觀察并做好試驗記錄，確保所有指標正常。

（12）測設梁位控制線及支座安裝檢查驗收

架梁施工前需對支座中心線和鋼箱梁梁位控制線進行測量放樣，安裝盆式橡膠支座并檢查支座安裝質(zhì)量。

（13）架橋機橫移在蓋梁頂接梁，提梁、橫移、落梁就位。

（14）架橋機過孔

第一孔梁架設完成后，架橋機正常過孔。

3 施工特點及關鍵技術

3.1施工工藝特點

1.采用該方法運梁解決了由于運輸通道受河道及兩端引橋影響，無法直接進行采用運梁車沿運梁通道進行運梁，采用水上運梁措施簡單，速度快，減少了采用反復提梁裝卸，為施工提供了方便。

2.采用自行式吊機進行提梁，減少了反復進行提梁機建設，較少重復裝車運梁的過程，提高施工速度，有效降低了施工成本。

3.該采用架橋機配合移梁、架梁避免了由于自行式體重設備起吊半徑不足，而擴大停機位處理范圍，尤其是橋梁下部軟弱地基，處理工作量大，成本高，而且會造成環(huán)境破壞、資源浪費等。

4.利用架橋機進行橫向移梁，完全利用架橋機自身性能，過程簡單、工藝成熟、安全可控。

5.利用自行式體重設備，不需要架橋機與運梁平車配合喂梁過程，因而施工安全可靠;架橋機直接提梁上橋，橫移落梁到位，施工速度快，每天平均可以完成8片梁的安裝，能有效縮短工期。

3.2關鍵技術

1.運梁車直接上船運輸技術

運梁車在梁場存梁區(qū)裝車，運輸至上船碼頭，直接開上平板駁船運輸過河，再上岸沿橋下運梁通道直接到提梁位置，保證了水上運輸平穩(wěn)、安全。

2.水上運梁穩(wěn)定控制技術

在駁船甲板兩側(cè)設兩道人字支撐，并在船前后設置可移動擋板，運梁車上船至前運梁車達到前擋板位置后，檢查后運梁車均已上甲板，并停放至后擋板位置，固定擋板，同時在運梁車前后輪采用墊木固定，并升起船甲板兩側(cè)的撐桿，將梁固定在船甲板上，是梁車與甲板支撐共同受力，將梁車在駁船甲板上的受力面積擴散，并降低運梁中心，保證梁車的穩(wěn)定。

3.履帶吊提梁喂梁技術

兩臺履帶吊根據(jù)設計起吊位置提前到位，運梁車運達提梁位后采用兩臺履帶吊抬吊法提梁上橋。提梁上橋前架橋機平移至滿足存梁位置，履帶吊提梁上橋后放置在2#、3#梁之間位置，并在兩側(cè)打支撐，拆除履帶吊吊鉤，履帶吊轉(zhuǎn)臂移開，完成提梁上橋。架橋機回位到存梁位置，提梁完成架橋機喂梁工序。

4 技術的創(chuàng)造性和先進性

1.使用多種有效措施和新型設備，有效解決了運梁車上船、水上運輸、下船過程中安全平穩(wěn)，為水上運梁可行性提供了有力的保障，為梁場選址擴大了范圍，大大節(jié)約了工期，為項目提前投入使用提供了有力的保障，取得了較好的社會效益。

2.采用履帶吊進行提梁，有效的利用了現(xiàn)有機械設備施工，減少了大型機械設備的進出場次數(shù)，同時履帶吊提梁安全平穩(wěn)，對場地的要求沒有汽車吊高，減少了場地的處理費用，大大節(jié)約了施工成本。

3.采用履帶吊直接喂梁，減少了運梁車向架橋機喂梁，架橋機提梁過孔的施工過程，施工快捷，安全可靠，節(jié)約時間，并降低了施工成本。

5社會效益和經(jīng)濟效益

5.1社會效益

通過技術攻關，引進消化吸收等方式，解決了水上運梁的安全問題，大大節(jié)約了工期，為工程早日投入使用提供了可靠保障。

1.降低了梁場的選址要求

由于按照常規(guī)的施工組織安排一般采用以下幾種措施，①在該段附近建梁場，直接提梁上橋進行架設，但是由于梁片數(shù)量較少，制梁臺座、存梁場地、提梁設備、模板等需要重復投入，施工成本大。

2.為水中運梁提供了新的方式

在水中運梁過程中改變以往利用碼頭或大型提梁浮吊直接將預制梁提至運梁船甲板上，運梁至對岸碼頭，再提梁上岸裝運梁車運輸至提梁上橋位置。而本工法采用運梁車直接開上船，采用有效措施固定后，運輸至對岸碼頭，再直接開上岸完成水上運梁過河作業(yè)。減少了碼頭提梁設備及反復提梁作業(yè)，節(jié)約了時間，降低了成本，降低了安全風險。

3.提高了施工效率

由于運梁車直接上船，運梁過程同陸上運梁，避免了反復提梁，存梁、運輸?shù)倪^程;在提梁上橋及架梁過程中，減少了提梁上橋、裝車、運輸、喂梁、縱移的過程，只采用架橋機提梁橫移，減少了作業(yè)程序，提高了施工效率。

5.2經(jīng)濟效益

該工程項目施工條件復雜、運梁技術難度大。通過技術攻關，合理優(yōu)化施工方案，解決了工程施工中所遇到的諸多技術難題，確保了施工質(zhì)量和安全，節(jié)約了工程成本，加快了施工進度;運梁過程中采用駁船可以將運梁車直接開上甲板，并采用簡單的措施，保證了運梁的穩(wěn)定;采用履帶吊對孔提梁上橋，降低了提梁高度，減少了反復提梁，運輸、喂梁設備的投入，節(jié)約了時間。本項目采取水上運梁及履帶吊提梁、架橋機架梁后，縮短了工期22天，節(jié)省人工費和機械費用共計345萬元，取得良好的經(jīng)濟效益。

6結(jié)束語

隨著我國公路、市政工程建設的迅猛發(fā)展，公路、市政橋梁工程越來越多，建設周期越來越短，施工環(huán)境也越來越復雜。梁場選址受到施工環(huán)境及位置受限的影響，局限性較大。采用傳統(tǒng)的陸地運梁、提梁機提梁、喂梁、架橋機架設的施工方法也隨著橋梁的不斷變長、梁場選址的限制及運輸?shù)缆返木窒薜纫蛩囟贿m用，尤其是在較大河道、島嶼中間，受場地、運梁通道、工期的限制，而難以實現(xiàn)。為解決上述問題，我們總結(jié)利用平板駁船進行運梁，自行式吊機提梁，架橋機移梁、架梁從大型橋梁工程中部開始架梁提供解決方案，并有效降低工程建設成本;通過水上運梁、提梁、移梁、架設，必將為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。

在整個建筑行業(yè)越來越重視效率和成本的今天，本施工方法無疑具有極高的實用價值，將會成為同類工程的首選施工方法，未來有望得到越來越多的應用。

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《淮南孔李淮河大橋施工圖》.

（作者單位：中鐵六局集團路橋建設有限公司）