合武客运专线大吨位箱梁提运架施工方法.doc

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合武客运专线大吨位箱梁提运架施工方法

吴红强

（中铁十二局四公司，西安，710021）

摘要本文就客运专线32m大吨位（900T）后张法简支预应力混凝土简支箱梁提运架施工原理及质量控制等关键技术进行了论述。

关键词客运专线大吨位箱梁提梁运梁架梁施工方法

一、工程概述

新建合（肥）武（汉）铁路客运专线横穿安徽省西部、湖北省东部，东起合肥市，经安徽省六安市、湖北省黄岗市，西止武汉市，线路跨越淮河和长江两大流域，是沪汉蓉快速铁路通道的重要组成部分。

客车设计速度为200km/h，预留250km/h条件。

中铁十二局集团承建的合武铁路石婆店梁厂位于DK128+820线路左侧，承担着合武铁路第二合同段DK120+500～DK150+000段20座中、大（特）桥161片双线32m简支箱梁的预制、架设任务。

32m整孔箱梁梁长32.6m，底宽5.68～5.74m，顶宽13m，跨中部分梁高2.8m，支点部分梁高3m，横截面为单箱单室，梁端顶板及腹板局部向内侧加厚，底板分别向内外侧加厚。

本工程箱梁采用梁厂预制、提梁机吊装、运梁车运输、架桥机架设的施工方法，由于此方法施工快速，品质控制容易，适合大量产制。

二、箱梁提运架施工原理

1．本工艺在箱梁的提运架整个过程中采用了“四点受力三点平衡原理”，箱梁在任何情况下均处于三支点平衡状态。

2．32m整孔箱梁采用2台500T分体式静态提梁机起吊装车，其中一台提梁机的两个吊杆钢丝绳为串联式，使吊具的两吊点相平衡，从而实现四点吊梁、三点起吊的作用，避免了四个吊点起升偏差造成箱梁附加扭矩的产生。

3．混凝土预制箱梁在运输过程中必须防止受扭，由于运梁车串通组中的液压悬挂油压相等，其合力位于固定的位置。

三组悬挂实现呈等腰三角形的三点支承，并且箱梁为对称截面，只要在装载时保证其几何中心与运梁车中心一致，便不会发生轴向扭矩。

4．喂梁时，支承由静定的三点转换成超静定的多点，大大降低车架主梁的弯矩；同时由于是静止地从静定换成超静定，支承反力并没发生变化，因此仍能保持箱梁的四点受力三点平衡状态。

箱梁一端起吊后，吊点为一个支承点，后枕梁构成两个支承点，仍然实现静定的三点。

5．架梁时，架桥机主梁尾端四台卷扬机通过钢丝绳导绕系统分别通向两台吊梁行车，通过行车的定滑轮组与吊具动滑轮相穿绕，形成起重系统。

前吊梁行车的两台卷扬机钢丝绳相连通，使吊具的两吊点相平衡，从而实现四点吊梁、三点起吊的作用。

吊梁行车共两台，前后布置。

吊梁行车在走行系统驱动下于主梁上前后运行，吊梁行车纵移为双轨式，轨道设置于两主梁腹板正上方；走行系统采用三合一变频电动机、链轮链条驱动，台车箱体采用均衡梁技术，走行平稳、停位准确，非常有利于落梁就位。

由于四台卷扬机设置于架桥机主梁尾端，吊梁行车设计为平面结构，非常有效的降低了整机的高度。

吊梁行车上设置液压横移装置，可以同步横移，满足梁体微调和曲线架梁需要，确保落梁准确就位。

6．在客运专线架设简支箱梁时摒弃了传统的架梁方法，落梁时采用测力千斤顶作为临时支撑，千斤顶用1台油泵带2台千斤顶的方法控制，这样可以保证一个端头两个千斤顶的高度，然后由油泵操作手控制支点反力值，以满足每个支点的反力与四个支点反力的平均值相差不超过±5%的要求。

三、提运架质量控制要点

箱梁出场前前，会同相关单位对箱梁运输所要经过的线路、构筑物进行全面质量安全检查，对可能影响运架梁正常施工的障碍物进行清理，对填土高度小于1.2米的涵洞进行安全系数检算。

要求线下单位应提前一个星期提供其路基过渡段、构筑物等施工记录，对所架设桥墩台几何尺寸资料和施工缺陷以及对运架梁可能造成影响，根据资料进行安全检算。

对要架设的箱梁梁跨、横向两支座距离及桥墩台垫石标高、支座十字线、锚栓孔位置等几何尺寸进行全面检查。

将箱梁的纵横跨尺寸与墩台垫石锚栓孔跨度进行核对。

1.施工荷载检算

在箱梁架设开始之前应对以下内容进行检算：

①运梁车满载时能否通过架梁范围内的墩、台、框架、涵洞。

②架桥机能否在涵洞、框架上过孔。

③运梁车、架桥机工作状态下，对时速250公里铁路的双线简支箱梁桥墩的墩身及基础等是否满足设计要求。

④架桥机和运梁车工作状态荷载计算。

2.箱梁提运质量控制要点

（1）运梁线路准备。

要求路基达到设计技术标准，同时路基的护坡，路堑的挡墙护坡完成，路基表层级配碎石按设计完成，压实密度达到设计文件的要求，平整且均质良好。

（2）在存梁台座上将箱梁支座十字线引出至腹侧面和端面，作为架桥现场落梁基准线。

（3）盆式橡胶支座在存梁台座上安装，支座安装前对梁底预埋钢板和盆式橡胶支座进行检查。

准备工作完成后，将盆式橡胶支座分运至箱梁支座处，检查盆式橡胶支座位置及坡度的正确性，然后用叉车将盆式支座托起至箱梁支座预埋钢板下方（留2～3cm间隙），稳定叉车，调整叉车上盆式橡胶支座，精确对位，完成支座安装。

（4）两台提梁机同步起吊箱梁，箱梁起吊高度以存梁台座垫石作为参照，用钢板尺测量4点起吊高度（发现高差超过2mm时制停调平），提升20cm高度后，停止起吊，横移箱梁至运梁道中部。

在两头梁端中线各吊一个锤球，锤球与运梁道中心线（运梁道中线以纵向伸缩缝为准）重合后提梁小车停止横移，此时箱梁支座处与运梁道高差约为1.2m，然后开始二次提梁。

两台提梁小车采用变频控制，通过同步器控制确保提梁小车横向运行、提梁及落梁同步、平稳，从而保证箱梁在起吊横移过程中四个支点高差不超过2mm的技术要求。

（5）二次起吊箱梁，起吊最终高度大于运梁车高度50cm（盆式橡胶支座底），然后将运梁车驶入箱梁下部精确就位后将箱梁落于运梁车上。

运梁车以运梁道中线（纵向伸缩缝）为基准，驶入箱梁底部，其4个支承橡胶垫横轴线与箱梁支座横轴线重合后开始落梁，落梁过程中用锤球复核箱梁端面中心与运梁车中心对应情况，确保落梁精度。

在装梁过程中特别注意：

梁体盆式橡胶支座与运梁车驮梁小车橡胶支座之间的距离很小，确保装梁过程中，盆式橡胶支座与运梁车驮梁小车橡胶支座不发生碰撞，以免损坏盆式橡胶支座。

（6）运输箱梁至架桥现场。

在运梁之前先在运梁道路中心画上明显的标志线，运梁车系统内含有感应器，对准事先描画在路面上的标志线，便可以确定运梁车的姿态。

当车与标志线偏离达到设定值后，控制计算机即进行报警直至强行停车，也可对驾驶员提示方向修正值甚至直接加入控制。

运梁车重载运梁起步应缓慢平稳，严禁突然加速或急刹车，以免造成梁体在运梁车上滑移。

将运梁车行走模式选择为中速状态，速度控制在3～5km/h，，司机严格按照指挥人员手势进行作业，指挥人员手势规范、清楚，监控司机在驾驶室中对整机箱梁运输过程进行监督。

3.箱梁架设质量控制要点

（1）箱梁运至现场，运梁车精确就位，运梁车驮梁精确对位的关键在于运梁车纵向中线与已架设箱梁中线或桥台中线的对位偏差，因此在箱梁运至现场前，必须用白灰线或其它方式定出线路中线（如架设第一孔梁，则要求定出桥台台后50m范围路基中线），箱梁运至现场后，在运梁车纵轴前后各挂一个锤球，锤球与线路中线重合后开始喂梁。

（2）架桥机与运梁车同步喂梁，到位后安装后吊梁吊具。

前后吊梁同步起吊，退出运梁车（见表1）。

喂梁的关键技术是如何保证运梁车驮梁小车与架桥机前吊梁同步运行。

表1架桥机喂梁落梁工况

工况1：

运梁车运梁

①架桥机准备工作完毕

②运梁平车由梁场装梁

③运梁平车载梁行至架桥机尾部制动停止；④前吊梁行车通过吊具起吊梁体前端。

工况2：

前吊梁行车吊梁前行

①前吊梁行车拖梁和运梁平车上活动枕梁配合前移梁体；

②图示梁体前端行至架桥机主梁1/2处。

工况3：

后吊梁行车吊梁前行

①梁体继续前移，梁体后端至架桥机尾部；

②后吊梁行车通过吊具起吊梁体后端；

③前后吊梁行车共同配合前移梁体；

工况4：

前后吊梁行车于架梁段落梁

①前后吊梁行车载梁行至架桥机落梁位置；

②降低梁体高度距离墩面200mm；

③前后、左右调整梁体位置，就位梁体；

④架桥机准备过孔。

（3）提梁小车向前推进，到位后前后吊梁同步落梁。

落梁前必须完成桥墩台垫石十字线、垫石顶标高、桥跨等几何尺寸的复核；每孔梁架设前必须用墨线弹出支座中心线、梁端线和锚杆预留孔十字线。

梁体下落时四个支点位于同一平面，同一端支点相对高差不得超过2mm。

（4）箱梁在距墩台垫石50cm高时停止落梁，箱梁精确对位，安装支座锚杆和支座砂浆模板，最后将箱梁置于4个测力千斤顶上，此时箱梁距离墩台垫石顶有2～3cm距离。

本工程采用4台400t测力千斤顶，千斤顶横向距离3.2m，纵向距离31.5m，千斤顶顶面高度按式H千=H设+25mm确定。

其中H千为千斤顶高度，H设为垫石设计高程。

为保证4个测力千斤顶反力差小于5%，根据四点受力三点平衡原理，采用3台油泵对其进行控制，即箱梁一头两个千斤顶采用两台油泵分别控制，另一头两个千斤顶采用一台油泵控制（将油管串联）。

为减少因4个支点平整度较差导致箱梁横向承受附加应力，设计要求四支点的反力差要控制在5%以内。

按照垫石实测标高交底调整箱梁标高、支点反力、梁体灌浆高度，均满足规范标准后准备灌浆。

落梁千斤顶在升降过程中要平稳、缓慢。

箱梁全部就位后的标准要求应符合表2的规定。

成桥线形应符合设计要求。

表2箱梁架设就位允许偏差

序号

检查项目

允许偏差（mm）

1

梁体中线与桥梁线路设计中心线偏差

±2

2

固定支座处支撑中心里程与设计里程纵向偏差

±15

3

同墩两侧梁底面高差

±1

4

相邻墩处梁底面标高偏差

±2

5

梁端面不垂直度

≤1/1000梁高

（5）架桥机将箱梁放到落梁千斤顶上，并用其调节箱梁到规定的标高和受力位置后，箱梁即可开始灌浆。

灌浆材料为高强早强自流平砂浆。

四、结论

通过合武铁路石婆店梁厂32m大吨位（900T）后张法简支预应力混凝土简支箱梁提运架施工，采用梁厂预制提梁机吊装、运梁车运输、架桥机架设的施工方法，重点是做好运梁车通过线路荷载检算，提运架过程中的设备工况顺序及安全管理，以及箱梁提落位置的质量控制。

另外采用梁厂预制提梁机吊装、运梁车运输、架桥机架设的施工方法，梁厂箱梁提运架施工快速，品质得到很好的控制，有效降低了成本、缩短了施工工期。

经济效益十分显著，箱梁装车采用两台静态提梁机，与纵列式布置提梁机带梁行走模式相比，机械设备费用投入大大减少，GM500B提梁机为单轨静态提梁，大大减少了基础工程量及费用，提运架设备选型合理，相互间配合作业效率高，大大加快了施工速度，节约工时费及机电燃油费。

应用本施工方法，提升了作业技术，达到了高标准的设计要求，为同类型工程施工提供了极有价值的借鉴作用。

参考文献

铁科技[2004]120号客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件

科技基[2005]101号客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件

铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准

TB10415-2003铁路桥涵工程施工质量验收标准

TB10425-1994铁路混凝土强度检验评定标准

JGJ63-1989混凝土拌和用水标准

通桥（2005）2221-Ⅱ设计图（中铁工程设计咨询集团有限公司）

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