泉州湾跨海大桥浅水区六车道节段箱梁悬挂拼装工艺
2017-05-15
1 概述
泉州湾跨海大桥工程起于晋江南塘，与泉州市环城高速公路晋江至石狮段相接，在石狮、
蚶江跨越泉州湾。六车道50m跨预应力混凝土连续箱梁共12联单幅77孔，双幅桥布置（桥型布置如图1.图2 所示）。
图1 浅水区六车道预制箱梁桥式图
图2 六车道预制箱梁截面图
箱梁采用单箱单室斜腹板箱梁型式，梁高3.0m，箱梁顶板宽16.3m，底板宽7.4m，翼缘悬臂长3.53m，顶板厚28cm。从墩顶至跨中：节段底板厚依次为60cm、50cm、40cm、27cm，腹板厚依次为70cm、55cm、45cm。中间墩墩顶横隔梁厚2.5m，过渡墩墩顶横隔梁厚2.2m。箱梁中跨共有15块预制节段，即两个半块0#节段，2#～15#节段各一块，边跨预制段为墩顶1#块一块，0#块半块，2#～15#节段各一块，共计15.5块，最大节段重量达175.2吨。箱梁节段预制选用短线匹配法在预制场预制，配置2台200T轨道式移梁车从梁场运梁，沿运梁便道运梁至TP50架桥机下方，由架桥机直接从地面提梁安装。后期由200t提梁机提升节段梁至桥面运梁台车上再运至架桥机尾部喂梁的方式进行整孔悬挂拼装架设。
2 TP50架桥机
图3 TP50架桥机整体布置图
泉州湾跨海大桥使用TP50架桥机由TP75架桥机改制成。TP50架桥机由主桁结构、支承结构、起重天车和整机横移机构四大部分组成，起重支承结构包括前支腿、中支腿、后支腿三大部件（整体布置如图3所示）。在箱梁悬臂拼装时，主桁架由前支腿和两个中支腿支承完成节段拼装、架设。架桥机移动时，由前后两中支腿承担架桥机传来的主要荷载完成主桁的纵移。前、后中支腿完全一样，可相互倒换。当过孔架设时，仅需相应改变中支腿位置即可。TP50架桥机技术参数如表1所示。
表1 架桥机主要技术参数表
序 号 项 目 参 数 或 能 力 序 号 项 目 参 数 或 能 力
1 架设跨度 50m 11 吊具旋转 360°
2 整机工作级别 A4 12 吊具纵向调整角度 ±4�
3 工作纵坡 3� 13 吊具横向调整角度 ±4�
4 桥梁横坡 2� 14 起重天车最大横向调整距离 ±0.6m
5 最小工作曲线半径 5000m 15 最大悬挂重量/节段数 2000t�M14
6 额定起升载荷 180t 16 喂梁方式 下方喂梁，尾部亦可
7 节段长度 2.15m，3m，3.4m，3.7m 17 整机动力条件 380V，50Hz，3相
8 节段高度/宽度 3.0m�M20.05m 18 起重天车数量 1
9 整机纵向移动速度 0～1m/min 19 吊挂数量 14
10 纵、横移最大允许风速 16m�MS 20 整机工作时外型尺寸（长×宽×高） 129m×17.5m×15.5m
3 悬挂施工工艺
架桥机完成墩旁托架和墩顶梁段施工后就要进行节段梁段的悬挂施工。为保证悬挂段架设的安全和线型，需调整架桥机纵向位置，使架桥机主桁的支点位置对准后中支腿承座中心，保证箱梁悬挂时架桥机主桁结构安全。为保证悬挂段线型，悬挂前需通过后中支腿横移油缸将架桥机横向位置进行调整，使架桥机能满足架梁需要。
3.1箱梁悬挂梁段吊装
箱梁施工时首先按照15、2、14、3、13、4、12、5、11、6、10、7、9、8#块段的顺序依次吊装将2#-15#节段全部悬挂在架桥机上，消除架桥机的变形，然后按2#～15#块的顺序调整梁块的位置，2#到墩顶块的距离为15cm，其他梁段的距离为5cm，14#块临时错开布置在下层3.5m高度（如图4所示）。
观察因节段箱梁悬挂对架桥机产生的变形影响，以及可对后续箱梁调节提供数据支持，在每悬挂一片节段箱梁时，测量组应对架桥机主桁进行变形监测。
图4 TP50架桥机梁段悬挂图
3.2节段定位
2#块～15#块全部悬挂完成后，测量0#节段的实际坐标，根据计算得出0#与2#（15#）节段之间湿接缝的实际宽度（理论为15cm）与2#（15#）块的大致标高及平面位置。通过临时定位装置连接湿接缝处，完成后测量2#（15#）节段的空间位置，与监控位置相比较，如有偏差，再进行微调，直至与监控位置相符为止。
3.3 #-15#节段调节及胶拼
（1）测量2#节段的竣工数据提供给监控单位，形成3#节段的监控定位数据。
（2）安装3#块的吊具，解除Φ50精轧螺纹吊点，将箱梁重量转换到吊具上，利用天车将箱梁缓慢的靠近2#节段，用木楔在两梁段接缝间临时塞垫，防止梁段撞伤。
（3）待箱梁稳定后，移除木楔，利用天车的三向调整装置对箱梁进行三向调节，一般以匹配面标高与2#节段一致，剪力键与2#块吻合为宜。检查箱梁节段标高、中线和匹配面的情况，检查预应力孔道接头对位情况，合格后用白板笔做好标记，方便涂胶后对位。
（4）然后梁体移开15cm，用于环氧胶涂刷。确保涂刷均匀，箱梁四周边缘处应稍微加厚1-2mm，确保环氧胶能填充整个断面。涂胶时间应控制在20分钟之内。 （5）通过测量组提供的定位数据决定环氧垫片的抄垫位置，将环氧垫片用环氧胶固定在指定位置，注意固定牢固，不可掉落。
（6）完成涂胶后，经现场技术人员检查合格后，通过起重天车将梁段合拢至完全匹配（保证预拼时所做的标记线一致）。
（7）同步、对称的进行临时预应力张拉。
（8）重新安装Φ50精轧螺纹，利用100T千斤顶张拉将箱梁荷载由天车转换至架桥机主桁。
（9）用通孔器对预应力孔道进行通孔检查，防止环氧胶涂刷过多将孔道堵塞。
（10）测量人员测量3#节段的竣工数据，为下个节段的定位数据提供依据。
（11）拆除吊具，然后安装4#节段的吊具。
（12）循环施工，直至2#节段-15#节段全部调整及胶拼完成。
3.4荷载转换
节段梁胶拼完成后重新安装Φ50精轧螺纹，利用100T千斤顶张拉将箱梁荷载由天车转换至架桥机主桁。共配备4台100T千斤顶同时作业，依据梁段重量的形成数据进行张拉，完成后，可拆除吊具。
3.5悬挂吊杆拆除
箱梁预应力张拉完成后，利用100t千斤顶对吊杆进行卸载，由于箱梁张拉后起拱和架桥机主桁变形不一致，为保证结构安全，卸载采用分级卸载方式（吊杆拆除顺序如表2所示）。
表2 架桥机吊杆拆除顺序
步奏 工作内容 步奏 工作内容
1 拆除8#、9#块吊杆 10 调整4#、13#块吊杆拉力至25t
2 调整2#、15#块吊杆拉力至10t 11 调整3#、14#块吊杆拉力至25t
3 调整3#、14#块吊杆拉力至10t 12 调整2#、15#块吊杆拉力至10t
4 调整4#、13#块吊杆拉力至10t 13 拆除5#、12#块吊杆
5 调整5#、12#块吊杆拉力至10t 14 调整3#、14#块吊杆拉力至25t
6 调整6#、11#块吊杆拉力至35t 15 拆除4#、13#块吊杆
7 拆除7#、10#块吊杆 16 拆除3#、14#块吊杆
8 拆除6#、11#块吊杆 17 拆除2#、15#块吊杆
9 调整5#、12#块吊杆拉力至35t
（1）施工准备。准备8台张拉油泵以及8台千斤顶，对卸载过程进行验算，计算卸载张拉力及制定拆除步奏。通过计算可知架桥机主桁和混凝土箱梁在吊杆拆除过程中受力满足要求，吊杆的最大受力为70.2t。
（2）卸载时按照计算顺序以及张拉力进行卸载，卸载时应有专人指挥，特别是油泵操作人员应严格按照指挥进行。
（3）在吊杆的松拆过程中，天车和小行车的移动会影响到架桥机主桁的变形、成桥线性以及吊杆的拉力分配。因此，在吊杆的松拆过程中，禁止天车和小行车移动。
4 结语
本文结合泉州湾跨海大桥实例重点介绍了TP50架桥机悬挂吊装节段梁阶段的施工过程和施工过程需要注意的细节，对相同及类似项目有一定的参考作用。该项技术适用于中等跨径、桥梁总长度较长的海上、大型河流湖泊、山区桥梁以及城市高架与轻轨等上部结构箱梁施工，并且工期紧的工程采用最为合适。左幅38孔梁段，2012年12月6日开始架设2013年11月29日结束。同时需要注意节段梁施工技术性强，风险性大，因此在工程实践过程中，施工人员要求素质高，且组织分工细致，专人专职控制过程中的每个环节才能确保施工质量和施工安全。
