大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁提升上橋施工技術(shù)研究
 

1　工程簡介與總體施工方案
　　中鐵二局承建的杭州灣跨海大橋第X合同段工程位于大橋南岸灘涂區(qū)，其中K71+335～K81+435（全長10100m）橋梁上部結(jié)構(gòu)采用50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，由20聯(lián)8×50m和6聯(lián)7×50m 組成，共計(jì)404片箱梁，單片箱梁重約1430t。
　　總體施工方案：梁場整體預(yù)制、提升站跨線提梁、梁上運(yùn)梁及架梁。
　　2　項(xiàng)目研究的實(shí)施方案
　　2.1　研究的關(guān)鍵技術(shù)問題
　　箱梁提升上橋總體方案比選、大型提梁設(shè)備的選型及關(guān)鍵技術(shù)研究、大型提梁設(shè)備軌道梁方案設(shè)計(jì)、大型提梁設(shè)備的組裝方案、箱梁提升上橋施工工藝。
　　2.2　研究的技術(shù)路線（圖1）
　　2.3　研究人員組成及分工
　　總體方案組 確定和協(xié)調(diào)項(xiàng)目的研究內(nèi)容、研究路線、人員分工、進(jìn)度安排、研究成果報(bào)告編寫；確定總體方案和重要設(shè)備的參數(shù)、功能要求。
　　設(shè)備組 負(fù)責(zé)提梁設(shè)備的參數(shù)擬定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究，對(duì)設(shè)備制造、拼裝調(diào)試作質(zhì)量監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)，完善設(shè)備的技術(shù)與配套性能。
　　基礎(chǔ)組 確定提梁機(jī)軌道梁及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)施工進(jìn)行技術(shù)服務(wù)與質(zhì)量監(jiān)督。
　　施工工藝組 研究箱梁提升上橋施工工藝和技術(shù)保證措施，形成大噸位整體箱梁提升上橋施工工法。
　　3　箱梁提升上橋施工方案比選
　　3.1　總體方案比選
　　國內(nèi)外既有方案：一是填筑上橋便道，運(yùn)梁設(shè)備自梁場裝梁后沿便道運(yùn)行到橋面，再沿橋面運(yùn)輸箱梁；二是修筑碼頭采用浮吊將箱梁裝船（適用于較深水域作業(yè)）；三是設(shè)置專用提梁站，采用大跨度龍門吊將箱梁自地面提升上橋。
　　采用填筑臨時(shí)通道上橋的缺點(diǎn)有：（1）運(yùn)梁設(shè)備需跨雙幅并走行在箱梁腹板上方，填筑臨時(shí)通道就必須自橋中線引出，從而影響相鄰標(biāo)段施工；（2）橋面距地面高差大，為滿足運(yùn)梁設(shè)備載梁爬坡要求，通道長需超500m，臨時(shí)工程量大且成本高、工期長；（3）預(yù)制場內(nèi)需設(shè)置裝梁的專用設(shè)備；（4）灘涂區(qū)的軟土地基對(duì)修筑通道極端困難，大量的土石料料源難尋，且工程結(jié)束后的恢復(fù)費(fèi)用極高。
　　設(shè)置提升站提梁上橋的優(yōu)點(diǎn)是：具有對(duì)施工干擾少、受環(huán)境影響小、安全可靠，并且能夠組裝、解體橋面運(yùn)架設(shè)備；作業(yè)效率高，能夠滿足本項(xiàng)目架梁進(jìn)度（日均架設(shè)2片，）；體現(xiàn)高技術(shù)裝備對(duì)施工的重大影響，符合杭州灣跨海大橋“高起點(diǎn)、高水平、高標(biāo)準(zhǔn)”的建橋思想。
　　通過分析，確定采用設(shè)置提升站的總體方案。
　　大型龍門吊即提梁機(jī)可采用跨二片吊梁縱移和跨三片原地吊梁橫移為橋面運(yùn)梁設(shè)備裝梁兩種方式。鑒于跨三片方式具有操作簡單、安全可靠、效率高的優(yōu)點(diǎn)，確定了兩臺(tái)800t/56m輪軌式龍門吊(HM800提梁機(jī))聯(lián)合提升箱梁上橋的方案。
　　3.2　軌道梁及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案比選
　　(1)軌道梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：由于荷載大且沉降變形控制要求高，采用了鉆孔樁的深基礎(chǔ)型式；
　　(2)軌道梁結(jié)構(gòu)：根據(jù)提梁機(jī)的單軌走行方案，選擇了倒T形鋼筋混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。
        4　提梁機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究
　　4.1　荷載組合及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
　　設(shè)計(jì)載荷主要包括額定起重量(750t)、設(shè)備自重(550t)和風(fēng)載荷(工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)分別按風(fēng)壓：250N/m2和950N/m2計(jì)算)三個(gè)部分
　　HM800輪胎式提梁機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
　　4.2　主要技術(shù)參數(shù)（見表２）
　　4.3　HM800提梁機(jī)設(shè)計(jì)
　　4.3.1　主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖2）
　　4.3.1.1　主梁設(shè)計(jì)
　　主梁由上弦桿、下弦桿、斜桿、立桿、連接花架等部件組成，通過連接板和高強(qiáng)度螺栓連接成整體。上弦桿頂部焊有鋼軌，供吊梁桁車走行。下弦桿與剛性支腿采用螺栓連接，與柔性支腿采用銷軸連接。
        4.3.1.2　支腿
　　分為剛性和柔性支腿。剛性支腿底部固定在走行臺(tái)車上，頂部與主梁下弦桿連接；柔性支腿底部固定在走行臺(tái)車上，頂部與主梁下弦桿采用銷軸連接構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)鉸點(diǎn),并允許兩者間作微量轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　4.3.1.3　走行臺(tái)車
　　走行臺(tái)車由走行橫梁、均衡梁、驅(qū)動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、支撐油缸等部件組成，用于空載或輕載（單臺(tái)不大于200t）縱向走行和支撐。
　　4.3.1.4　起升卷筒
　　提梁機(jī)設(shè)置兩個(gè)起升卷筒，卷筒安裝在兩側(cè)走行臺(tái)車的頂部。卷筒具有箱梁水平調(diào)整、超速控制、緊急制動(dòng)等功能。
　　4.3.1.5　吊梁桁車
　　吊梁桁車由雙聯(lián)臺(tái)車組成，臺(tái)車橫跨主梁頂部的檢修通道，兩端各由2個(gè)小臺(tái)車支撐和驅(qū)動(dòng)。單個(gè)桁車包括4個(gè)雙輪驅(qū)動(dòng)輪組和4個(gè)雙輪從動(dòng)輪組，通過銷軸、均衡梁與主框架連接。
　　4.3.1.6　吊具
　　吊具由動(dòng)滑輪組（單機(jī)4組）、承載梁、均衡梁、吊桿組、輔助小吊具組成。吊梁時(shí)采用吊桿組穿入箱梁頂板起吊；組裝解體架橋機(jī)、運(yùn)梁機(jī)時(shí)采用200t輔助小吊具。
　　雙機(jī)聯(lián)動(dòng)起吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)為“三點(diǎn)平衡式”，即一臺(tái)為活動(dòng)吊具，上下兩部分共用一個(gè)銷軸，轉(zhuǎn)化為一個(gè)吊點(diǎn)；另一臺(tái)為剛性吊具，形成兩個(gè)吊點(diǎn)。
　　4.3.1.7　走行軌道
　　提梁機(jī)走行軌道采用單側(cè)單軌形式，跨距56.0m，鋼軌型號(hào)：QU120，允許坡度2‰。