单线箱梁在桥梁墩顶横移架设的施工工法

摘要 单线箱梁在铁路桥梁墩顶横移施工工法在箱梁架设施工中，技术先进，安全可靠，能大幅度减少成本投入。

关键词 箱梁墩顶横移架设

中图分类号：TU997文献标识码： A

1 前言

新建贵阳至广州铁路5标段三江车站三号四线大桥由中交二公局铁路工程有限公司承建，桥梁中心里程为DK326+830，孔跨布置为7×31.5m箱梁。I、II线为正线，梁部为14片组合箱梁；3、4线分别位于正线两侧，梁部分别为7片单线箱梁，即每孔桥梁由2片组合箱梁、2片单线箱梁组成。单线箱梁全长为32.6m，计算跨度为31.5m，为后张法预应力混凝土箱梁，混凝土强度等级C50，总方量146m3，梁重约379t。箱梁靠近正线一侧翼缘板切除1.35m，切除后梁面宽5.85m；支座为PZ-3000盆式橡胶支座。单线箱梁与组合箱梁架设在桥梁墩顶上的位置关系见图1-1。

图1-1三江车站三号四线大桥1#墩断面图

受到双线架桥机结构尺寸、组合箱梁与单线箱梁结构尺寸差异、单线桥墩与双线桥墩结构尺寸差异等的限制，本标段的DF450型双线架桥机只能架设组合箱梁，无法架设本桥的3、4线单线箱梁，经各级领导及专家的研究与评审，同意采用在桥梁墩顶上横移法施工，双线架桥机架设与横移法相结合的施工工法。

2 工法特点

本工法主要有以下特点：

2.1 采用运梁车将单线箱梁运至桥位，架桥机配合架设，可加快架梁速度。

2.2 本工法采用普通的设备及材料，施工成本低。

2.3 箱梁横移所采用的动力系统加工制造简单，便于操作，横移轨道材料容易取得，所需的枕梁、支墩等可自行加工。

2.4 由专门的施工队伍进行作业，每天可架设2-3片单线箱梁，箱梁架设进度快。

3 适用范围

本工法适用于在桥梁墩顶箱梁的横移架设施工，单线箱梁重量在400t左右，横移两桥墩之间的净距离不得超过1.5m，且桥梁梁部无法采用现浇法、架桥机架设法施工、可在梁场预制时采用。当箱梁重量及两桥墩之间的距离超过以上数据时可参考采用，箱型枕梁经验算后选用。

4 工艺原理

4.1 单线箱梁在三江制梁场内预制，采用运梁车运至桥位，架桥机落梁于正线上的横移轨道上，利用千斤顶对梁体侧面施加压力横移，横移到位后顶梁千斤顶落梁就位。

4.2 单线箱梁与组合箱梁架设顺序：由小里程方向向大里程方向逐孔架设，每孔箱梁先左右横移架设3、4线单线箱梁，再架设正线组合箱梁，完成一孔箱梁架设后，架桥机过孔，重复下一孔的架设。

4.3 架设前，在每个桥墩（台）支撑垫石顶面铺设箱梁枕梁，枕梁上铺设两根50型钢轨，钢轨与枕梁间用M10螺丝连接固定，见图4-1，防止轨道倾倒或相对滑动，同时为移梁千斤顶提供反力。

单线箱梁横移轨道

4.4 轨道上铺设滚杠小车，小车上铺30mm厚钢板，见图4-1，单线箱梁落于钢板上，靠近千斤顶一侧的钢板将箱梁外腹板下角包裹，采用1台30吨千斤顶顶在钢板上，钢板与梁体一起横移，横移时调整梁端位置，保证支座地脚螺栓与支撑垫石预留孔位置的准确。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

单线箱梁在桥梁墩顶上横移的施工工艺流程见图5-1。

图5-1工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 架设准备工作

（1）3、4线支撑垫石顶面比I、II线支撑垫石顶面高400mm，采用箱型枕梁跨过3、4线，保证I、II线支撑垫石顶面与3、4线平齐。

（2）在箱型枕梁上并排铺设两根50钢轨，采用M10螺丝固定在箱型枕梁上，螺丝间距1.0-1.5米。钢轨轨腰中心处钻Ф30mm圆孔，圆孔间距300mm，对穿Ф28mm钢棒，为移梁千斤顶提供反力。

（3）加工滚杠小车，每端需要铺设10个，共20个，滚杠小车见图5-2。

（4）铺设滚杠小车，每端铺设9个，总长度为4.68m，箱梁底板宽度为3.35m，可供箱梁横移1.33m，滚杠小车预留两个备用，小车上铺设20mm厚钢板。

5.2.2 箱梁运输、喂梁、提梁、落梁于正线

单线箱梁采用DCY550型运梁车运至架设现场，DF450型架桥机支于正线上，按照架设正线组合箱梁的架设方法喂梁、提梁、落梁，将单线箱梁落在正线横移滚杠小车上，箱梁纵桥向位置与正线一致。

图5-2滚杠小车

5.2.3 箱梁横移

落梁前，利用架桥机调整箱梁顺桥向的位置，保证梁端缝长度符合设计要求后，落梁于轨道上，确认位置无误后，启动移梁千斤顶液压油泵。移梁千斤顶行程为600mm，箱梁横移500mm～550mm为一循环，当两端移梁千斤顶行走550mm左右时，停止加压并回油，使千斤顶内芯回到初始位置。重复移动移梁千斤顶位置，将箱梁横移经过的滚杠小车铺设到前进方向重复使用。横移过程中测量两端千斤顶的伸长量基本保持一致，当伸长量不同步超过10mm时控制两端液压油泵进油速度，保证梁体同步横移，使支座地脚螺栓孔位置与支撑垫石预留孔精确对位。单线箱梁横移见图5-3。

图5-3单线箱梁横移

5.2.4 箱梁落梁就位

箱梁横移到位并确认箱梁梁缝宽度满足设计要求后，方可对箱梁顶升作业。顶梁采用4台200吨千斤顶，每端2台，千斤顶内芯半径为80mm，截面积为2.01×104mm2，顶面垫长×宽×厚=250mm×250mm×20mm钢板。采用单端顶升作业，将箱梁一端顶起，在保证千斤顶已被锁定的情况下，取掉钢板、滚杠小车及轨道；按照同样的方法顶升箱梁另一端，检查4台千斤顶是否泄压，确定压力表读数一致后，安装盆式橡胶支座。检查支座安装无误后，单端箱梁的液压油泵缓慢泄压回油，千斤顶缓慢回收，箱梁下落到设计标高时，锁紧液压油泵；待另一端箱梁下落到设计标高时，测量每台千斤顶顶面标高在同一高度,保证各个千斤顶的反力不得超过平均值的±5%。当千斤顶回收速度不一致时，控制液压油泵的回油速度，保证箱梁同步下落。

5.2.5 支座砂浆灌注

落梁到位后，安装支座砂浆模板，采用重力式灌浆法灌注支座砂浆，见图5-4。待支座砂浆强度不低于20MPa后（一般在2-5小时之间），顶梁千斤顶回油，取出千斤顶，完成一片单线箱梁的架设施工。

图5-4支座砂浆灌注

5.2.6 重复架设另一片单线箱梁

完成一侧箱梁架设后，重复以上施工步骤，完成另一侧单线箱梁的架设，按照双线组合箱梁架设方法完成正线的架设。

6 材料与设备

6.1 主要材料

箱型枕梁2条，每条长度10.85m，截面尺寸0.35（宽）×0.45（高）m，箱内增加两道加劲肋；

50型钢轨4根，每根11m；

厚20mm、10mm、5mm钢板各若干。

6.2 主要设备

DF450型架桥机1台；DCY550型运梁车1台；

30吨千斤顶2台；200吨千斤顶4台；液压油泵6台；滚杠小车20个。

7 质量控制

单线箱梁横移架设施工的质量控制主要是控制支座地脚螺栓与墩顶支撑垫石预留螺栓孔的准确对位、箱梁的平面位置与四个支座的高程、支座砂浆灌注质量等，主要从以下几个方面控制：

7.1 横移前，在梁底钢板前端加工导向板，并在滚杠小车上标明横移方向，导向板按照标注的方向移动，偏差控制在10mm之内。当横移过程中产生偏移时，调整两端的千斤顶行走速度，在行走过程中随时进行纠偏，保证支座地脚螺栓与墩顶支撑垫石预留螺栓孔对位准确。

7.2 落梁时，与相邻梁端桥面高差不得大于10mm；控制好四个顶梁千斤顶上钢垫板的标高与设计梁底标高一致，偏差控制在0～-20mm之内，保证箱梁顶面高程符合设计要求。

7.3 落梁前先标注箱梁中心线与墩顶中心线，控制箱梁中心线与桥梁墩顶中心线重合，偏差不得超过10mm，保证箱梁在平面位置的准确。

7.4 支座砂浆模板采用钢模板，模板底部铺设一层4mm厚橡胶防漏条，防止漏浆。砂浆搅拌采用现场拌制、现场灌注的方法，灌注支座下部及预留螺栓孔处空隙，备料充足，一次灌满。

8、安全措施

8.1 箱型枕梁横跨正线与3、4线桥墩顶帽，两顶帽之间距离为1.02m，需验算箱型枕梁的作用应力、稳定性是否满足箱梁横移的安全要求。我们采用ANSYS程序进行结构受力计算，得到枕梁的弯曲应力、剪切应力、稳定性均满足规范要求。

8.2 施工前对桥梁墩顶四周采用护栏防护，吊篮安装完成，保证施工人员的人身安全。

8.3 千斤顶、钢轨、滚杠小车等设备必须试用合格后方可使用，并随时对其进行保养维护，保证梁的顶起、横移过程的安全。

8.4 移梁工作时必须专人指挥，行动一致，听从指挥人员的口号。

8.5 高空作业的施工人员佩戴好安全防护用品，横移时，箱梁前后的轨道上严禁站人，防止发生意外事故。

8.6 箱梁就位后，及时对箱梁四周进行围护，防止人员及物品从桥上坠落。

9、环保措施

单线箱梁在墩顶横移架设施工工法的环保问题主要有液压千斤顶的液压油渗漏油、支座砂浆灌注产生多余废料、运梁机与架桥机产生噪音等，主要采取以下措施：

9.1 采用合格的液压油泵与千斤顶、定时保养与维修是保证液压油泵渗漏的关键，当出现漏油时，采用细沙将液压油覆盖，与液压油充分混合后清除至指定地点，防止污染当地水源及土地。

9.2 产生的多余废料存放在指定地点，不得随意丢弃。

9.3 当产生的施工噪音影响到当地居民的生活时，应在限制的时间段内施工，并做好当地居民的安抚工作。

10、效益分析

三江车站3号四线大桥的单线箱梁施工方案有以下几种，对各个方案的费用、施工工期进行比较，确定采用本工法的经济效益。

11.1 本工法的主要费用在于横移设备的购买及专家指导费，其中加工、购买横移设备费用约30万，专家指导费约20万，共计50万；架设工期为14天，满足总体施工组织设计的工期安排。

11.2 方案二：增加一台450吨单线架桥机，进出场费约200万元；架设工期为7天。

11.3 方案三：采用满堂支架现浇，地基处理、脚手架租赁费约150万元；施工工期至少为3个月，工期无法满足架设工期要求。

11.4 方案四：采用2台500吨履带吊车架设，吊车租赁费、进出场费约220万；架设工期为7天。

11.5 方案五：改变架桥机结构，使之能完成单线箱梁的架设施工，改装费用约250万；工期为14天。

从以上分析得知，采用在桥梁墩顶上横移的方案费用可减少100-200万，施工工期可以满足总体施工组织设计的要求，但此方案在横移过程中安全隐患较大，需要控制好移梁千斤顶的同步进行，保证两端千斤顶位移一致，200吨顶梁千斤顶能否稳压是单线箱梁架设能否成功的关键。

参考文献

《铁路工程铺架技术与管理》―中国铁道出版社出版。

作者简介：朱增耀（1968出生，籍贯：陕西省富平县），男，高级工程师。毕业于石家庄铁道学院桥梁工程专业,参加工作时间1990年7月。

陈民文（1978出生，籍贯：广西武宣县），男，工程师。毕业于兰州交通大学（原兰州铁道学院）桥梁工程专业,参加工作时间2002年7月。