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架橋機架設薄壁U型梁施工技術
摘要： 薄壁U型梁是一種引進國外先進理念設計的新型鋼筋混凝土梁型，在南京至高淳城際軌道南京南站至祿口機場段工程成功運用，其具有抗壓力強、減震、隔音、節約建筑材料、結構新穎、外形美觀等特點，但其結構壁薄，底板最薄處厚度僅為260 mm，且為開口斷面，抗扭剛度低，因此，U型梁的架設技術要求高，施工難度大。文章主要介紹了采用架橋機工藝架設薄壁U型梁的施工技術，為類似工程的施工提供參考。
關鍵詞： 架橋機;架設工藝;薄壁U型梁
1、工程概況
南京至高淳城際軌道南京南站至祿口機場段工程，即南京地鐵S1線，線路總體呈南北走向，土建TA02標主線高架起自祿口機場路基過渡段，止于祿口新城南站，高架線路全長約5.4km，由上海隧道工程有限公司承建。
上部結構標準梁主要采用預制30m長的U型簡支梁(圖1)。
該段橋梁直線段線間距為4.7m;曲線段半徑為650m，線間距為5.1m。下部結構為單柱T型整體橋墩，預應力結構混凝土蓋梁。該工程涉及的梁型較多，其標準U型梁的總高1.9m;寬度有3種：5.06m、5.205m、5.5m;跨度有4種：30m、28m、26m、25m。最重的U型梁的混凝土體積為73.1m3，理論梁重190t。
由于工程部分線路穿越橫溪河和保稅大道，如采用常規的履帶吊或門式起重機吊裝的施工方法，施工時需要對河道和道路進行封閉。為了減少對周邊環境及居民的影響，最終決定采用架橋機的方式，架設其中的72片單墩雙線U型梁，架橋機施工的線路總長為1km。
2、DF50/200Ⅲ型架橋機
2.1 DF50/200Ⅲ型架橋機主要構成
DF50/200Ⅲ型架橋機主要包含主梁、1號支腿、2號支腿、3號支腿、起重天車、專用吊具等構造，此外還有液壓系統、電控及動力系統等部件。
�、� DF50/200Ⅲ型架橋機主梁為雙三角桁架梁結構，主梁長70.2m、2.8m、寬1.47m、重約117t;2根主梁橫向中心距為9m;主梁頂面鋪設供起重天車行走的軌道，前端設有桁架連接梁，尾端設有門式連接架;每節之間用銷軸連接，單節最大長度為10m，重約6.5t。
�、诩軜驒C架梁時的前支腿(1號支腿)為剛架結構，上部采用橫梁與主梁連接，支腿立柱可伸縮調節，下節伸縮柱下端設箱型梁結構，以適應末跨架設及坡道施工。
�、�2號支腿為架橋機中支腿，自上至下依次為吊掛組件、托輥輪箱、轉盤、伸縮調節機構、橫梁、支承剛架及其橫移機構等。利用伸縮調節機構可調節支承高度;利用支承剛架結構支承在U型梁底板部位，同時支承剛架可沿橫梁橫移，以滿足曲線梁施工需要。
④3號支腿為DF50/200Ⅲ型架橋機后支腿，由吊掛機構、伸縮機構及支承機構等構成。架梁時3號支腿支承在橋墩隱形蓋梁上，作為后支點。
⑤起重天車由2套額定起重量120t的機組組成，各自獨立，2臺天車可同步進行起吊或走行，也可單臺工作，以滿足各種工況使用的要求。起重天車大梁兩端連接縱移小車，小車由減速機驅動，減速機電機變頻啟動，實現無沖擊平穩啟動;起重天車大梁頂面設橫移小車，橫移范圍為±3m;起重天車在架橋機主梁頂方鋼軌道上自行。
�、轉F50/200Ⅲ型架橋機共有2套專用吊具，前后起重天車各1套，通過吊具均衡機構實現對預制梁的“4點起吊、3點平衡”起升系統，以確保4個吊點間均衡受力，使預制梁不受任何不平衡荷載所產生的扭矩。
�、�3套液壓系統分別提供1號、3號支腿的升降，以及2號支腿的升降和橫移。
�、嗖捎貌裼桶l電機組給架橋機和運梁車供電，主控電源由主接觸器、主過流繼電器、天車及各行走機構過流繼電器組成;整機縱移由中支腿上2組(4臺)電機和運梁車8臺電機來執行;天車由2臺縱移電機和2臺橫移電機驅動，并設有天車超程及過流保護裝置;每臺運梁車由8臺電機驅動，變頻調速。
圖2為架橋機主要部件構造圖。
2.2 架橋機技術參數
DF50/200Ⅲ型架橋機主要技術參數見表1。
3、架橋機架設工藝
3.1 提梁
由于該工程U型梁重達190t，提梁采用2臺MG100-45門式起重機雙機抬吊。
3.1.1 提梁流程
�、佥喬ナ竭\梁車通過運梁便道將U型梁從梁場運至提梁站門式起重機下的卸梁區;
②解除U型梁與運梁車的鎖定;將門式起重機吊具的吊桿放進U型梁的吊梁孔;安裝固定螺母;
�、�2臺門式起重機天車同步提梁，將U型梁吊至橋上的輪軌式運梁車上;
④解除天車吊具，輪軌式運梁車將U型梁運至架橋機處架設。
3.1.2 注意事項
�、贋楸苊釻型梁在吊裝過程中受扭、碰撞，2臺起重機在吊裝過程中必須保持同步。
②起重機小車和大車采用可無級調速的變頻電機驅動，在落梁就位安裝時可做到微動調節，避免梁體碰撞。
�、蹫楸苊饬后w受扭，在其中1臺天車的吊具上架設平衡梁，通過銷軸與吊具梁連接(見圖3)，從而實現4點起吊，3點支撐，使U型梁始終處于靜定支撐狀態。
3.2 橋上運梁
圖4為輪軌式運梁車橋上運梁圖。
提梁站將U型梁裝載至橋上的輪軌式運梁車上后，輪軌式運梁車攜梁通過預先鋪設好的運梁軌道將U型梁運至架橋機下給架橋機喂梁。
3.3 30m標準跨架梁流程
標準跨架梁流程為：
運梁車喂梁;前天車提梁，與后運梁車同步行走;后天車提梁，前后天車同步提梁行走;天車行走到位，橫移、落梁。
待U型梁安裝完畢后，進行2號支腿部位橋墩蓋梁橫向預應力束終張拉。
3.4 落梁工藝
工程采取目前國內高速鐵路橋梁架設的通用落梁方法：將支座墊石的設計標高降低20～30mm，在落梁時采用液壓千斤頂作為臨時支點，U型梁首先支承在4個臨時支點上，其中一端的2個液壓千斤頂采用1臺泵站控制，由1根主管路通過三通閥連通起來，形成理論上的1點支承布置，另一端的2個液壓千斤頂分別由2臺液壓泵站控制，形成2點支承，從而實現U型梁整體的4點支承3點平衡(見圖5)。
落梁時通過臨時支點千斤頂調整至設計標高，采用快硬早強自流平灌漿材料在支承墊石與支座底面之間填實，當灌漿材料強度達到設計允許的強度后，臨時支座千斤頂卸荷，U型梁重量支承轉換至正式支座上，架橋機即可向前縱移過孔。
3.5 支座安裝、灌漿及操作平臺設置
�、僦ёA埋鋼板在預制U型梁時進行預埋，并預留錨固支座螺栓孔位;預制U型梁運至起梁點后將支座固定在預制U型梁上;待U型梁就位于落梁千斤頂上并調整后，安裝注漿模板并注漿;支座注漿強度達到后，解除落梁千斤頂并移出，支座安裝完畢。
②支座錨栓孔灌漿材料采用CISO RES無收縮砂漿，該砂漿具有實體膨脹、流動性佳、無泌水、早期及晚期強度高等特點。灌漿料通過漏斗軟管伸入模板灌漿，直至漿體從支座底板四周流出，將導管拔出，漿體上表面要緊貼或略高于支座下表面。
�、塾捎赨型梁橋墩上沒有操作平臺，在架橋機2號支腿部位操作人員也無法從橋面下到橋墩蓋梁處進行調梁及灌漿作業，U型梁吊具也無法拆除，因此，設置臨時吊掛平臺。該吊掛平臺可沿U型梁外側腹板縱移，中間部分可旋轉打開以便通過圓柱形橋墩。對于無法通過的門式墩，可利用吊車將平臺解除，然后在門式墩前方重新安裝。
3.6 架橋機過孔步驟
�、偾耙黄琔型梁架設完畢后，解除天車吊具，天車吊運橫梁到前運梁車上方，與架橋機及運梁車連接;
�、�2輛天車行至前運梁車附近;2號支腿油缸收回懸空，解除2號支腿與主梁間連接，轉換為吊掛狀態;
�、�2號支腿吊掛至橋墩指定位置，油缸伸出頂緊橋面，1號、3號支腿油缸收回使其脫空;
④整機由運梁車驅動前移30m到位，1號支腿油缸伸出頂緊橋墩，用U形螺栓將2號支腿與主梁鎖定;
�、�3號支腿油缸伸出與U型梁頂緊，馱運支架由天車吊至指定位置并固定，架橋機恢復至架梁狀態，運梁車返回取梁。此時對2號支腿部位橋墩蓋梁預應力束進行初張拉。
4、架橋機架設工藝的優點
筆者分別從工期、造價和維護保養成本、施工條件以及施工效益四個維度，對上文所述三種施工技術展開分析，發現薄壁U型梁施工技術工期最短，成本最低，對場地、天氣的要求最低，施工效益最好。具體情況詳見表2。
5、結語
該工程采用了架橋機架設薄壁U型梁的工藝，正常情況下每天可完成1跨(2片)的架設，因天氣及機械等原因，最終在60d內完成了所有36跨(72片)梁的架設。采用該工藝，可大大降低因起重機械基礎的不均勻沉降或其他人為因素而導致的梁體受扭，提高了施工質量。除起梁點外不需要過多的施工便道和基礎處理，架設過程大部分處于已架設的U梁上，因而受外部環境的影響較小，提高了施工效率;總之，架橋機架梁工藝在工程質量、安全、施工成本等方面具有明顯的優勢。
參考文獻：
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