山區(qū)高速公路橋接隧有限空間梁板架設(shè)施工技術(shù)

邢 超，張 雄

(中交四公局第三工程有限公司，北京 100121)

1 工程概況

某高速公路項目特大橋全長1.2km，左幅30×40m，右幅30m+29×40m。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用群樁承臺基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)為空心薄壁墩和柱式墩，上部結(jié)構(gòu)為先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的40m預(yù)制T梁。橋梁起、終點均與隧道相接，起點為470m短隧道，終點為2 000m 長隧道，隧道單洞行車道寬為2×3.75m，隧道建筑限界凈寬11.0m，凈高5.0m。

通常情況下，梁板架設(shè)包括拼裝架橋機(jī)、架橋機(jī)過孔、架設(shè)梁片，然后依次逐跨向前直至完成。但本工程中，左幅0號橋臺與隧道左洞出口相接，右幅0號橋臺位于隧道右洞內(nèi)，橋進(jìn)隧長度達(dá)5m，無法在橋臺處拼裝架橋機(jī)；首跨梁板架設(shè)時，隧道暗洞建筑空間也使架橋機(jī)不能按正常高度工作，特別是右幅在橋進(jìn)隧情況下架設(shè)邊梁，橫向行動受限。

針對該施工難題，可采用以下方法解決：①通過設(shè)計變更，在橋隧間增加一段路基，長度足以拼裝架橋機(jī)即可；②通過改造，降低架橋機(jī)拼裝高度、作業(yè)高度，使其能整機(jī)通過隧道，到達(dá)橋臺處。

但前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隧道出口處地形陡峭，變更增加路基，填挖方數(shù)量巨大，實際可操作性較低。因此，只能通過合理的施工組織，橋梁與隧道協(xié)同施工，最大限度減小洞口構(gòu)造物的干擾；適當(dāng)改裝機(jī)械，完成這種限制條件下的梁板架設(shè)。具體施工步驟為：①建設(shè)隧道施工場地，從進(jìn)口開始單向掘進(jìn)；②預(yù)制場選址，梁板按計劃預(yù)制；③隧道貫通后，及時施工仰拱、二次襯砌等洞內(nèi)主體結(jié)構(gòu)；④根據(jù)隧道建筑限界，制定架橋機(jī)改裝方案；⑤按改裝方案在隧道進(jìn)口組裝架橋機(jī)；⑥架橋機(jī)整機(jī)行走通過隧道，到達(dá)橋臺位置；⑦架橋機(jī)過孔，恢復(fù)正常作業(yè)高度與長度；⑧首跨梁板架設(shè)；⑨逐孔架設(shè)。各步驟與常規(guī)工程梁板架設(shè)相同的內(nèi)容本文不再贅述。

2 隧道單向掘進(jìn)貫通

隧道出口峭壁下為當(dāng)?shù)睾恿?，洞口巖體整體性及穩(wěn)定性較好，根據(jù)設(shè)計圖紙、超前地質(zhì)報告和現(xiàn)場實際查看，判定為Ⅲ級圍巖，因此采取以下措施。

1)開挖前按規(guī)定做好超前地質(zhì)預(yù)報工作，開挖過程中做好監(jiān)控量測。

2)開挖至距出口樁約30m時，改用三臺階七步法、微臺階法開挖。

3)加強(qiáng)超前支護(hù)，圍巖破碎處打設(shè)雙排注漿小導(dǎo)管。

4)著重加強(qiáng)隧道出口的地表觀測，提前做好洞頂截水溝的施作，及時調(diào)整出洞方案。

5)仰拱和二次襯砌緊跟，盡量做到早閉合。

6)做好隧道出口邊仰坡防護(hù)，清除浮石，防止雨水沖刷。

7)隧道混凝土路面及調(diào)平層暫不澆筑，以盡最大可能為架橋機(jī)通過留出空間。

8)為減小對梁板架設(shè)的干擾，出口明洞待架梁完成后再修筑。

3 架橋機(jī)改裝方案

本工程采用WJQ180t-40mA3型架橋機(jī)，該機(jī)型由主梁、提升小車、前支腿、中支腿、后托、后支腿、行走軌道、運梁平車、液壓和電氣系統(tǒng)等組成，架橋機(jī)在隧道內(nèi)行走及通過隧道后過孔、架設(shè)梁板時均需進(jìn)行相應(yīng)改裝，以適應(yīng)有限空間。

3.1 架橋機(jī)在隧道內(nèi)通行

由于隧道為直線型隧道，架橋機(jī)在隧道內(nèi)行走無須橫向移動，因此架橋機(jī)組裝時先不安裝橫移部件，可降低高度，滿足高度限制要求，從而整機(jī)通過隧道。

1)前支腿改裝 前支腿安裝在主梁前端下部，是架橋機(jī)前部支撐及架橋機(jī)橫移運行機(jī)構(gòu)，由前支輪箱、轉(zhuǎn)向法蘭、立柱、上下橫梁和液壓升降裝置等組成。通過隧道時，不安裝前支腿的橫移構(gòu)件，可降低高度1.5m。

2)中支腿改裝 中支腿為雙層輪箱結(jié)構(gòu)，由上層輪箱、轉(zhuǎn)盤及下層輪箱3部分組成，通過馬鞍、銷軸和螺栓連成整體。中托上層輪箱倒置，行走輪向上支撐在主梁下弦桿上，通過電動機(jī)驅(qū)動架橋機(jī)縱移。下層輪箱走行在中托橫移軌道上，同前支輪箱一起驅(qū)動架橋機(jī)橫移。通過隧道時，可暫不安裝下層輪箱和橫移軌道，使機(jī)身高度下降1.27m。

3)后支腿改裝 后支腿由托輪箱、伸縮套筒和液壓油缸等組成，是架橋機(jī)過孔時的后部支撐，架橋機(jī)過孔后，啟動液壓油缸，使托輪和主梁下弦桿脫離，架橋機(jī)即可橫移架梁。后支腿自身高度可調(diào)整，以保證架橋機(jī)處于水平狀態(tài)。但原有后支腿即使降至最低，也無法滿足隧道高度限制要求，因此，只能通過暫不安裝原機(jī)后支腿，選配較小尺寸的液壓裝置來適應(yīng)整機(jī)高度。

中支腿可降低的高度最小，以其減少的1.27m計算，也可滿足隧道高度限制要求；改裝的前、后支腿可利用液壓裝置調(diào)整高度來匹配中支腿，改裝后整機(jī)高度降低1.27m，可在隧道內(nèi)縱向移動。架橋機(jī)改裝后橫斷面如圖1所示。

圖1 架橋機(jī)改裝后橫斷面(單位：cm)

4)安裝主梁 主梁是架橋機(jī)的主要承力構(gòu)件，為鋼桁架結(jié)構(gòu)，分為2列，每列長66m。未組裝時，縱向分為12m×5節(jié)+6m×1節(jié)，兩節(jié)間采用銷軸連接。過隧道時需組裝好整列主梁。

5)安裝提升小車 主梁上弦桿頂部鋪設(shè)有方鋼軌道，提升小車在上部運行，并進(jìn)行起吊作業(yè)。

以上部件安裝完成后，架橋機(jī)可整機(jī)通過隧道。

3.2 架橋機(jī)過孔改裝

為使架橋機(jī)在隧道內(nèi)的縱向移動不受高度限制，此時的架橋機(jī)未安裝橫移裝置，不能完成架梁操作。因此，在改裝架橋機(jī)通過隧道后，需直接過孔，然后拆卸一部分主梁構(gòu)件，頂升、安裝橫移裝置方可進(jìn)行后續(xù)操作。以本橋梁左幅為例，具體操作步驟如下。

1)架橋機(jī)整機(jī)通過隧道后，選用1片T梁作為配重，進(jìn)行架橋機(jī)過孔；過孔完畢(見圖2)，加固架橋機(jī)，采用千斤頂將架橋機(jī)尾部頂升至正常高度，仍用T梁作為配重使架橋機(jī)前端懸空，采用天車將前支腿和橫移軌道調(diào)至蓋梁頂，進(jìn)行前支腿安裝。

圖2 改裝架橋機(jī)過孔完畢

2)拆卸架橋機(jī)1節(jié)6m和1節(jié)12m主梁，剩余48m，保證架橋機(jī)前端外延1.5m，跨中40m，橋臺后延6.5m。

4 橋接隧梁板架設(shè)

完成架橋機(jī)改造及檢測后，采用后天車吊住梁片前端，和運輸車同步向前走，即“一次喂梁”，如圖3所示；運梁車移動3.2m至第1道橫隔板后，對梁片進(jìn)行臨時加固，改用前天車吊住梁片前端；繼續(xù)和運輸車同步向前走，完成梁片的架設(shè)，即“二次喂梁”。

圖3 架橋機(jī)一次喂梁

5 橋進(jìn)隧梁板架設(shè)

5.1 技術(shù)難點

本工程中，按上述方法架設(shè)右幅首跨30m T梁，需拆卸2節(jié)12m和1節(jié)6m主梁部件，加裝1節(jié)2m部件，剩余主梁長38m，架橋機(jī)工作時前端外延1.5m，橋臺后延6.5m，跨中30m。但右幅橋臺位于隧道暗洞內(nèi)5m，且兩側(cè)受隧道建筑限界影響，即使通過改裝架橋機(jī)也無法直接安裝邊梁。

5.2 技術(shù)措施

橋進(jìn)隧架橋機(jī)俯視及側(cè)視如圖4所示。為使邊梁就位，采取錯位吊裝、組合平移的方法，將右幅5-1號梁安裝至右幅2號墊石處，右幅5-2號梁安裝至3號墊石處，設(shè)置斜撐和枕木將T梁橫隔板底部墊實，保證梁片穩(wěn)定；然后按規(guī)范要求焊接2片梁的橫隔板主筋，完成移梁準(zhǔn)備工作。同樣，5-5，5-4號梁先分別安放在4，3號墊石，橫隔板鋼筋滿焊確保連接穩(wěn)固后，也采用橫移裝置運送至設(shè)計位置。最后安裝右幅5-3號梁，橋進(jìn)隧首跨T梁架設(shè)完成，架橋機(jī)按一般操作步驟繼續(xù)過跨，將原先拆除的主梁恢復(fù)為正常架橋機(jī)尺寸。

圖4 橋進(jìn)隧架橋機(jī)

5.3 梁板橫移技術(shù)要點

1)為防止移梁時發(fā)生傾覆，須將邊梁與相鄰梁橫隔板鋼筋滿焊，2片T梁連為一體進(jìn)行橫移。

2)預(yù)設(shè)滑移軌道、牽引鋼絞線預(yù)留孔道須保證精確度，橫橋向每間隔1m的兩點高程差≤2mm，且無突變點。

3)牽引滑移小車，2臺千斤頂牽引力一致，施力緩慢、勻速。

4)梁板滑移到位后，梁底設(shè)置的4臺千斤頂須同時頂升、同時卸落。

6 結(jié)語

通過對橋接隧、橋進(jìn)隧特殊工況進(jìn)行研究，介紹了架橋機(jī)整機(jī)過隧道、隧道口有限空間梁板架設(shè)、梁板橫移技術(shù)，成功解決了架橋機(jī)在狹小空間內(nèi)的作業(yè)難題。此技術(shù)安全性高，適用廣泛，可為類似施工提供一定借鑒。