探討橋梁項目高大鋼管支架整體平移施工技術(shù)

葉倫偉

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

現(xiàn)澆梁段施工，采用鋼管支架平移技術(shù)方案存在支架偏移、易傾覆，牽引力不能均勻施加等缺陷[1-3]。該文以某高速公路大橋梁體施工的成功經(jīng)驗(yàn)為例，總結(jié)高大鋼管支架整體平移施工技術(shù)要點(diǎn)，以提升橋梁工程現(xiàn)澆段的施工工藝水平，為同行提供借鑒。

1 工程概況

某高速公路大橋全長2 390.18 m。主橋設(shè)計為（1 480+453.6）m雙跨鋼桁梁懸索橋，主橋副孔為3×60 m等截面懸臂現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，現(xiàn)澆段支架高度約50 m，重量320 t?，F(xiàn)澆副孔段在主墩上構(gòu)施工中，由于其施工安全隱患較大，建議采取“大型鋼管支架整體平移”施工技術(shù)。

2 工藝原理

該施工技術(shù)方案的工藝原理：前期進(jìn)行支架及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用桁架式下滑梁及PLC平移系統(tǒng)，解決高大鋼管支架在平移中因扭矩和剪力致使結(jié)構(gòu)破壞及支架傾覆的風(fēng)險[4]。液壓泵站和結(jié)構(gòu)中的液壓元件，由PLC平移系統(tǒng)進(jìn)行管控，由電腦指令對液壓千斤頂進(jìn)行控制，再由位移和力傳感器將千斤頂?shù)淖兓晚斖频木嚯x反饋到電腦顯示屏上，為操作人員的實(shí)時監(jiān)測、支架的平移提供了便捷，保證了整個移動過程的安全性。

3 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

4 施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

4.1.1 施工材料及設(shè)備

該施工技術(shù)方案，使用的主要材料見表1，主要機(jī)具設(shè)備見表2。

表1 主要材料表

表2 主要機(jī)具表

4.1.2 支架設(shè)計

（1）基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足地基承載力要求，對地基軟弱區(qū)域必須進(jìn)行加強(qiáng)處理，確保基礎(chǔ)在澆筑及移運(yùn)期間不發(fā)生沉降，保證基礎(chǔ)在澆注和施工過程中不會出現(xiàn)塌陷。

（2）根據(jù)雙幅箱梁板的投影面積寬度來控制基礎(chǔ)的長度，在支架的設(shè)計階段，應(yīng)使支架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足支架平移牢固標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

（3）在頂推方向上設(shè)有斜拉桿、剪刀撐，使支架和滑桿桁架形成一體，以保證頂推力能整體平均分配給支架。

4.2 支架改造加固處理

（1）拆除支架連接：除基礎(chǔ)底座處連接之外，其他所有接頭全部拆除[6]。

（2）鋼管樁開槽：在檢查、加固支架連接處后，根據(jù)上滑梁尺寸及導(dǎo)軌梁的位置，在鋼管樁支承的基礎(chǔ)上，將鋼管樁切割成溝槽，以備下滑梁的安裝。鋼管樁開槽見圖2。

圖2 鋼管樁開槽

（3）上滑梁安裝：上部滑梁由工字鋼構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)與鋼軌梁相同，并在其下部設(shè)有連接板。其結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。

圖3 上滑梁平面布置圖

（4）支架改造加固完成，檢查完后，要對其進(jìn)行復(fù)查，主要內(nèi)容有：基礎(chǔ)、支架的初始狀態(tài)是否還需加強(qiáng)；是否存在妨礙移動的障礙；滑梁鋼板的鋪設(shè)是否均勻可靠[7]。

4.3 平移系統(tǒng)安裝與調(diào)試

4.3.1 平移系統(tǒng)的組成

（1）該平移系統(tǒng)主要由操作臺、液壓系統(tǒng)、反力架三個部分組成，平移系統(tǒng)示意圖見圖4。

圖4 平移系統(tǒng)示意圖

（2）液壓系統(tǒng)采用PCL液壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)、檢測傳感器等組成（參見圖5）。

圖5 PLC平移系統(tǒng)組成

4.3.2 PCL平移系統(tǒng)的安裝調(diào)試

（1）2個平移式泵站，流量為24 L/Min，按頂推系統(tǒng)設(shè)計的頂推式千斤頂。

（2）為保證位移的同步性，需在平移時使用牽引式傳感器，測量范圍為1 m。

（3）開啟控制計算機(jī)，將主控制臺與泵站之間的光纖連接，并將其調(diào)至初始工作狀態(tài)[8]。

（4）頂推系統(tǒng)的調(diào)試：為確保平移的平穩(wěn)性和安全性，必須進(jìn)行細(xì)致的調(diào)試，包括：1）PLC系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，是否正常；2）液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)是否正常；3）是否正確地安裝了傳感器。

4.4 支架平移試運(yùn)行

正式平移前，需觀測和測試整個平移工程系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、可靠性，按照以下步驟進(jìn)行試驗(yàn)：

（1）檢查所有準(zhǔn)備工作是否已經(jīng)完成，并滿足試驗(yàn)的要求。

（2）檢驗(yàn)頂鐵及其連接部位的狀況。

（3）為了減小起動加速度，并對液壓泵流速進(jìn)行控制，按防傾覆計算，確定理論起動速度。

（4）試平移距離控制在3 mm以內(nèi)，進(jìn)行水平推力的收集，通過計算分析出托架的總重，將實(shí)際重量與設(shè)計值進(jìn)行對比。在安全的條件下，進(jìn)行平移施作。

4.5 正式平移和全過程實(shí)時監(jiān)控

在試平移無誤后，就開始正常的平移工序施作。

（1）壓力：以所計算的推力、試驗(yàn)的平移數(shù)據(jù)作為支撐來進(jìn)行加壓。

（2）平動起動速率：≤1/5V。

（3）觀測結(jié)果：1）焊口和上滑梁，是否存在焊口裂紋、變形情況；2）軌道梁是否有開裂、變形情況；3）行走的總方向是否有障礙[9]。

（4）各測點(diǎn)要認(rèn)真做好各項工作，及時地將實(shí)測資料反映出來，其內(nèi)容有：地基沉降、行走方向、支架姿態(tài)。如果出現(xiàn)了數(shù)據(jù)的偏差，要對其進(jìn)行分析和修正。

（5）平移時，對整個支架的平移和傾角進(jìn)行監(jiān)控，在支架結(jié)構(gòu)四角設(shè)置了監(jiān)測點(diǎn)，共計8個點(diǎn)。在對支架進(jìn)行姿態(tài)監(jiān)控時，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的預(yù)警、限位值，將姿態(tài)信息反饋到結(jié)構(gòu)荷載過程，變形監(jiān)測布置見表3。

表3 變形監(jiān)測布置表

（6）利用PLC控制，確保各滑軌的位移相等，并實(shí)時測量平移的距離，通過PLC系統(tǒng)控制和手工方式進(jìn)行全過程監(jiān)測。

5 平移工作質(zhì)量控制措施

（1）平移之前應(yīng)安排工作人員對軌道梁上鋼板進(jìn)行清理除銹，并涂抹潤滑脂。同時應(yīng)檢查下滑梁下四氟板是否與軌道梁鋼板緊密貼合，有無空隙。

（2）PCL平移系統(tǒng)安裝完成后應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容如下：1）液壓系統(tǒng)運(yùn)行是否正常；2）油路有無堵塞泄露；3）PCL平移系統(tǒng)操作是正常，指令反應(yīng)是否靈敏；4）傳感器安裝是否正確[10]。

（3）支架偏移觀察：1）在支架平移前，在中間軌道測量放樣出中線，并且把中線延長出軌道，平移時利用兩點(diǎn)一線的原則進(jìn)行觀察；2）通過平移前在支架上焊接的限位擋塊觀察。

（4）支架偏移超過3 cm時，應(yīng)停止平移并現(xiàn)場調(diào)整糾偏，支架偏移可通過三種方式調(diào)整：1）通過調(diào)節(jié)軌道旁安放的位移傳感器調(diào)整；2）通過調(diào)節(jié)千斤頂力的大小調(diào)整；3）通過在支架前后對角位置設(shè)置20 t手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整。

（5）在支架平移快要到位的時候，找出鋼管樁與預(yù)埋板相對應(yīng)的位置，并做好記號，直至鋼管樁移至相對應(yīng)的位置停止，再通過測量定位復(fù)核支架8個角點(diǎn)是否達(dá)到設(shè)計位置。

6 結(jié)論

該大橋A1標(biāo)段副孔現(xiàn)澆段施工中，因施工工期緊，針對貓道、主纜施工交叉作業(yè)中出現(xiàn)的危險，采用“大型鋼管支架整體平移”施工工藝，安全高效地完成了副孔現(xiàn)澆段的施工。其支架平移后鋼管樁距設(shè)計位置誤差小于1 cm，支架平移后檢查無任何結(jié)構(gòu)性損傷。該施工技術(shù)方案有如下優(yōu)勢：

（1）通過支架及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少摩擦力與變形量，提高了平移的穩(wěn)定性及安全性。

（2）采用PLC平移系統(tǒng)，監(jiān)控液壓千斤頂頂推行程及頂推力，確保支架各受力點(diǎn)同步推進(jìn)，且頂推精度高，不需要反復(fù)測量、調(diào)整，提高了施工效率。

（3）支架在完成澆筑后平移，且無須對支架再次預(yù)壓，節(jié)約了工期與成本。

（4）采用該技術(shù)組織施工，無須設(shè)置較大的材料存放區(qū)，節(jié)約了場地，對環(huán)境需求小；提高了材料的使用率，減少了材料損耗；降低了對起重設(shè)備的要求。

綜上，該施工技術(shù)方案適用于陸地或基礎(chǔ)經(jīng)處理后能滿足承載力要求的現(xiàn)澆法橋梁施工。