40 m預(yù)制T梁運輸及安裝專項施工方案分析

何 芳

(福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建 福州 350108)

1 工程概況

1.1 工程簡介

本項目位于莆田市涵江區(qū)，項目起點樁號為K5+100，終點樁號為K8+430，全長3 330 m，是福建省“八縱十一橫十五聯(lián)”的重要組成部分。全線橋梁共5座，其中大橋2座(項目主線橋A，項目高架橋B)，中橋3座(中橋、A匝道橋、B匝道橋)，僅項目主線橋A及項目高架橋B有40 m預(yù)應(yīng)力T梁吊裝。其中：項目主線橋A中心樁號K5+691.67，橋長590 m，交角90°，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用5×30+4×30+40+4×30+5×30預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)T梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，U型橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。項目高架橋B左幅中心樁號K7+229.4/右幅K7+225.4，橋長607 m，交角90°，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用8×30+3×40+8×30預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)T梁橋，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱墩，U型橋臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

1.2 工程數(shù)量

主要工程數(shù)量統(tǒng)計表見表1。

表1 主要工程數(shù)量統(tǒng)計表

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)及主要參數(shù)

主要技術(shù)指標(biāo)及主要參數(shù)見表2。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)及主要參數(shù)

2 施工順序

項目主線橋A 40 m T梁總共14片，在11跨～19跨30 m T梁安裝完成后再進行第10跨40 m T梁安裝[1]，安裝順序為先①左幅Z10-4,②左幅Z10-3,③左幅Z10-1,④左幅Z10-2,⑤左幅Z10-5,⑥左幅Z10-7,⑦左幅Z10-6，接著開始是⑧右幅Y10-4,⑨右幅Y10-3,⑩右幅Y10-1,右幅Y10-2、右幅Y10-5、右幅Y10-7、右幅Y10-6，如圖1所示。

項目高架橋B 40 m T梁總共42片(左幅、右幅各21片)，本橋先進行右幅梁片安裝，在右幅橋梁所有梁片安裝完成后進行左幅梁片安裝。在12跨～19跨30 m T梁安裝完成后進行第9跨～第11跨40 m T梁安裝。右幅T梁計劃從2017年11月10日開始安裝，到2017年11月25日結(jié)束；左幅T梁計劃從2017年12月8日開始安裝，到2017年12月20日結(jié)束。安裝順序為第11跨①右幅Y11-4,②右幅Y11-1,③右幅Y11-2,④右幅Y11-3,⑤右幅Y11-7,⑥右幅Y11-6,⑦右幅Y11-5，然后按照相同順序進行右幅第10跨、第9跨以及左幅梁片安裝，如圖2所示。

3 施工方法

3.1 移梁方法及步驟

在T梁張拉壓降達到設(shè)計規(guī)范強度后，將所需T梁用龍門吊運往存梁區(qū)，在存梁期間，預(yù)壓梁片，降低收縮、徐變作用下的上拱影響[2]。待施工現(xiàn)場具備架設(shè)條件時，再將T梁用運梁炮車運至橋面上進行假設(shè)。

為了確保梁受力均勻，移梁的過程中應(yīng)檢查防護梁鐵瓦有無松動脫落以及鋼繩的狀態(tài)情況，同時應(yīng)確保龍門吊卷揚機升降速度一致。在起吊過程中，要對橋梁的關(guān)鍵節(jié)點以及受力位置進行觀察，特別吊高距離支撐面20 mm～30 mm時，需暫停待確認(rèn)一切正常后繼續(xù)。梁片起落過程中要聽從指揮，同時龍門吊吊梁行走時要保持勻速低速前進，梁片在起落時橫向傾斜應(yīng)該不大于2%，過程應(yīng)時刻保持水平。落梁時，要注意梁的前后端落差應(yīng)不大于500 mm。

3.2 T梁架設(shè)方法

3.2.1 架設(shè)施工工藝流程

架設(shè)施工工藝的流程如圖3所示。

3.2.2 吊裝T梁用的鋼絲繩驗算

40 m T梁最重的為1 376 kN，吊點距梁端約1.5 m的位置進行吊裝，采用鋼絲繩捆綁形式。吊具采用羊角鉤，鋼絲繩(吊索)選用φ77.5 mm，規(guī)格為6×61，鋼絲繩公稱抗拉強度為1 700 MPa。每片T梁吊裝共采用2根鋼絲繩捆綁。T梁用護腳器包底，不設(shè)置吊環(huán)采用鋼絲繩兜底吊裝。吊裝鋼絲繩使用中防止劃、磨、腐蝕和過度彎曲。

鋼絲繩直徑計算：S=Q/(n×sinα)≤F=m×Sb/K。

其中，S為一根吊索所承受的內(nèi)力；Q為所吊構(gòu)件的重力；n為吊索的支(根)數(shù)；α為吊索與水平面的夾角，一般為45°～60°，最小不小于30°；F為鋼絲繩允許拉力；m為鋼絲繩允許拉力換算系數(shù)，規(guī)格為6×61時，m=0.80。Sb為鋼絲繩的破斷拉力總和,kN;由鋼絲繩規(guī)及荷重性能查表可知：Sb=3 825 kN;K為安全系數(shù)，一般取6～7。

將Q=1 376 kN,n=4根，α=45°，K=6,m=0.8代入式中得：

S=1 376/(4×sin45°)≤F=0.8×3 825/6。

S=486.5≤F=510。

故對于40 m T梁選用規(guī)格為6×61、公稱抗拉強度為1 700 MPa,d=77.5 mm的鋼絲繩符合要求。

3.2.3 T梁架設(shè)施工

1)梁運至架橋機附近后，待檢查完確保架橋機尾部凈空范圍安全再低速前進，具體步驟如下：

首先通過運梁車把梁運輸?shù)郊軜驒C的尾端，運梁車的兩支撐油缸通過枕梁支承于橋面的走行軌道上；其次解除馱梁車和運梁車之間的束縛，在縱移到吊梁位置過程中兩臺馱梁車的步調(diào)要保持一致；起重天車起吊T梁時，前后端不能同時進行，在前端起吊約0.2 m,后端仍需作用在馱梁小車[3]，后馱梁小車與前吊梁天車需步調(diào)一致向前縱移到吊梁天車所在位置，然后連接后吊具起吊T梁到水平狀態(tài)；最后將馱梁的小車退行鎖定到裝梁的地方，同時運梁的車子返回到存梁區(qū)準(zhǔn)備運輸下一片梁。

2)架梁。

首先，解除吊具與T梁的束縛，起重天車退回至架橋機尾部位置。鋪設(shè)架橋機走行軌道。前支腿穩(wěn)定支承靴與T梁底部抄緊，前支腿托輥處的支承油缸回收與主梁脫空使托輥輪與軌道接觸，后支腿支承油缸回收使走行輪與走行軌接觸，架橋機準(zhǔn)備過孔[4]；其次，驅(qū)動架橋機后支腿行走機構(gòu)，使架橋機過孔走行一段距離，輔助支腿內(nèi)套管完全縮回，油缸也完全縮回，驅(qū)動架橋機后支腿行走機構(gòu)使輔助支腿在前墩就位；后支腿油缸完全伸出支承、輔助支腿油缸頂升，使前支腿與墩頂脫空約5 cm～10 cm[5]；最后前支腿穩(wěn)定支承靴外移，前支腿吊掛前移，前支腿立柱內(nèi)套回縮，后支腿油缸回縮，前支腿吊掛走行到前墩位置，橋臺頂與輔助支腿油缸脫開，驅(qū)架橋機的后支腿行走機構(gòu)，各支腿變?yōu)榧芰汗ぷ鳡顟B(tài)。

4 施工期間的注意事項

1)移梁注意事項。

考慮到安全性及性能性良好，在起吊T梁之前，應(yīng)對龍門吊具認(rèn)真檢查。如果發(fā)現(xiàn)起吊鋼絲繩有斷絲現(xiàn)象，必須進行更換。為了保護T梁棱角處混凝土，鋼絲繩與T梁拐角作用處，需要放置膠皮墊或鋼板。在用龍門吊起吊梁時，應(yīng)進行試吊待檢查確認(rèn)無異常之后繼續(xù)起吊。梁被運往平車上時要確保梁體的橫向穩(wěn)定性才可以接觸吊具連接，并且必須要求在平車上對T梁設(shè)置臨時支撐牢固。兩滑道間的高差在移梁的過程中應(yīng)不大于0.5 m,并保持平穩(wěn)進行，為了能夠確保移梁過程的順利進行，需派專人進行指揮。梁片的重心應(yīng)落在運梁車中心線上，運梁炮車在運輸過程中，必須有專人監(jiān)護并緩慢平穩(wěn)勻速前行。

2)架設(shè)施工注意事項。

梁體在轉(zhuǎn)運過程中必須設(shè)置支點，保持梁受力均勻，同時需在梁的兩端以及兩側(cè)設(shè)置斜撐；梁在起吊移動的過程中應(yīng)保持平衡，梁的兩端高差要不大于30 mm，同時注意勻速前進。在梁下落的過程不能兩端同時進行，應(yīng)兩端相繼下落，吊具的拆除應(yīng)在確保梁的兩側(cè)斜撐牢固后進行。梁片在裝車時，必須按設(shè)計支點放置，并且梁的重心線要與車輛的縱向中心線偏差要不大于0.1 m,運梁炮車前后均需有專人負(fù)責(zé)指揮，行駛速度控制在3 m/min上下?？紤]到吊裝時安裝吊具的便利性，同時提高梁片的穩(wěn)定性，梁片在轉(zhuǎn)向架上的支墊高速宜降低。

3)首梁、梁間隔板及絞縫處理注意事項。

首片梁在就位并支撐牢固之后，才可進行后續(xù)下片梁的工作。當(dāng)緊鄰的兩片梁板的安裝就位后需盡快連接，T梁橫隔板的主筋應(yīng)及時進行焊接，并且全體受荷載梁體橫隔板主筋應(yīng)在整機吊梁橫移之前焊接牢固。梁板在剛裝時前一聯(lián)安裝完成后，需安裝永久性支座并設(shè)置接頭板，澆筑橋面板下的橫梁及連續(xù)接頭混凝土?xí)r應(yīng)在1 d內(nèi)溫度最低時進行澆筑，待混凝土強度達到設(shè)計強度時，再進行管道壓漿并進行預(yù)應(yīng)力張拉。澆筑梁板間的接頭混凝土?xí)r，應(yīng)從兩端向中間對稱進行，間隔施工，并且同一聯(lián)混凝土在澆筑時特別要注意溫差不能太大，應(yīng)該控制在5 ℃以內(nèi)。待接頭施工完成之后，拆除一聯(lián)內(nèi)的臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換。

5 結(jié)語

以項目主線橋A及項目高架橋B項目為例，對40 m預(yù)應(yīng)力T梁的施工順序、施工方法以及施工期間的注意事項等技術(shù)環(huán)節(jié)進行了分析。本文的研究成果為之后的預(yù)應(yīng)力T梁運輸及安裝施工積累經(jīng)驗提供參考。