軌道走行式移動(dòng)模架造橋機(jī)現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

摘　要　采用萬能桿件等常規(guī)材料拼裝的軌道走行式移動(dòng)模架造橋機(jī),能利用既有道路進(jìn)行高架橋現(xiàn)澆箱梁施工,且工期短、效率高、安全可靠,適宜于城市輕軌交通中等跨度雙線預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁的現(xiàn)澆施工。介紹了該軌道走形式造橋機(jī)的構(gòu)造及其現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞　輕軌鐵路,高架橋,移動(dòng)模架,軌道走行式造橋機(jī),箱形梁,現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制

圖1 　軌道走行式造橋機(jī)正面圖圖中:12支架,22落架裝置,32走行小車,42走行軌, 52縱梁,62均衡梁,72橫梁,82下滑靴, 92上滑靴,102模板,112枕木
1) 各設(shè)一個(gè)走行小車。走行小車下面安裝兩對(duì)走行輪在城市輕軌交通高架橋梁施工時(shí),大都采用滿與走行軌道連接。堂腳手架現(xiàn)澆施工的方法。
2) 地面移動(dòng)支架口以及施工場(chǎng)地狹窄處,此方法常帶來諸多問題。地面移動(dòng)支架是由走行裝置、支墩和主梁組成本文介紹一種采用萬能桿件等常規(guī)材料拼裝的軌道“門”式連續(xù)剛構(gòu),它在橋墩兩側(cè)各設(shè)置3 個(gè)由萬能走行式移動(dòng)模架造橋機(jī),能利用既有道路進(jìn)行高架桿件拼裝的支墩,在支墩頂部用萬能桿件拼裝主梁; 橋梁現(xiàn)澆施工,且工期比滿堂腳手架方法短,適宜于在主梁上面的每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置安放均衡梁,然后再在中等跨度雙線預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁的施工。該均衡梁上安放主橫梁; 主橫梁中間斷開而用節(jié)點(diǎn)鋼板和高強(qiáng)度螺栓拼接而成,這樣既能將橋墩兩側(cè)1 　軌道走行式造橋機(jī)構(gòu)造的“門”式連續(xù)剛構(gòu)連接成整體組成現(xiàn)澆箱梁支承系軌道走行式造橋機(jī)由走行系統(tǒng)、地面移動(dòng)支架、統(tǒng),又能方便在造橋機(jī)移動(dòng)過程中根據(jù)具體情況需支頂設(shè)備、模板系統(tǒng)等組成。其構(gòu)造圖如圖1 。要隨時(shí)拆開和拼接。地面移動(dòng)支架可以在走行軌道它是利用城市既有道路作移動(dòng)造橋機(jī)走行軌道上移動(dòng)。的基礎(chǔ),支承造橋機(jī)、箱梁模板、箱梁混凝土以及現(xiàn)
3) 支頂設(shè)備澆箱梁施工過程中的各種荷載。每個(gè)支墩的支頂設(shè)備由4 臺(tái)起落架裝置和50 t 螺旋千斤頂及配置的鋼板組成。在支架就位過程中,螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,把起落架裝置安放在支墩底部,使走行輪懸空。同樣,在箱梁現(xiàn)澆后的支架移位過程中,用螺旋千斤頂直接支頂在走行小車的框架工字梁上,將支架頂起,然后把起落架裝置從支墩底部取走,使走行輪直接支承在軌道上。
4) 模板
箱梁模板由底模、側(cè)模、內(nèi)模及端模組成。端模根據(jù)梁端尺寸加工成整體鋼模;外模根據(jù)梁體尺寸采用廠制加工成大塊可調(diào)式鋼模,用螺栓拼接;內(nèi)模用小塊鋼模拼裝,用鋼管腳手架支撐頂模及加固側(cè)模。
2 　現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)
2. 1 　造橋機(jī)拼裝
造橋機(jī)在拼裝前先鋪設(shè)走行軌道。走行裝置采用吊車單個(gè)整體調(diào)至走行軌道的支架位置后用防滑鐵鞋將其卡穩(wěn),再在其上拼裝造橋機(jī)支墩。在拼裝支墩過程中為防止支墩傾倒,采用每一橫排兩個(gè)支墩為一個(gè)單元同步進(jìn)行,在其高度超過4. 0 m 后通過結(jié)點(diǎn)板用萬能桿件將其橫向臨時(shí)聯(lián)結(jié)。支墩拼裝完畢后再拼主縱梁,采用中間支墩固定從中間向兩邊支墩合攏,以利于合攏聯(lián)結(jié)時(shí)局部調(diào)整。主縱梁拼裝時(shí)在其下部采用腳手架支撐。造橋機(jī)主縱梁上部均衡梁、主橫梁、模板分別采用吊車分塊吊裝準(zhǔn)確安裝就位。
2. 2 　造橋機(jī)預(yù)壓、預(yù)拱度設(shè)置及應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)
2. 2. 1 　造橋機(jī)預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)置
為確保造橋機(jī)在施工時(shí)有足夠的剛度和強(qiáng)度, 需檢測(cè)其受力后的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,消除支架的非彈性變形,準(zhǔn)確測(cè)出支架和地基的彈性變形量,為預(yù)留拱度提供依據(jù)。每臺(tái)造橋機(jī)在第一孔箱梁澆注前, 用編織袋裝砂作為荷載對(duì)造橋機(jī)進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)按梁體重量分布情況進(jìn)行布載,加載重量為梁重的1. 3 倍。測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)后,在以后各孔使用時(shí)不再重復(fù)預(yù)壓。
加載分3 次進(jìn)行,每次重量為總重的1/ 3 , 每次加載24 h 完成后,觀測(cè)沉降量直至穩(wěn)定;最后一次加載完畢后觀測(cè)48 h 直至支架和地基穩(wěn)定。當(dāng)支架穩(wěn)定后,測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高。預(yù)壓完成卸載后,再測(cè)量各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高,然后結(jié)合梁體設(shè)計(jì)預(yù)拱度,考慮支架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆箱梁混凝土?xí)r的彈性變形, 來設(shè)置支架的最終預(yù)拱度。設(shè)計(jì)預(yù)拱度為跨中2. 5 cm , 根據(jù)預(yù)壓沉降觀測(cè)確定支架和模板的預(yù)拱度設(shè)置為3 cm 。

2. 2. 2 　應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)
為掌握造橋機(jī)各構(gòu)件在造橋機(jī)各種受力條件下的受力情況,研究造橋機(jī)各構(gòu)件的安全性,在對(duì)造橋機(jī)預(yù)壓的全過程中同時(shí)對(duì)各種受力較大桿件進(jìn)行檢測(cè)。其原理是把表面鋼旋傳感器和應(yīng)變片固定于桿件表面,用頻率計(jì)和靜態(tài)應(yīng)變儀采集數(shù)據(jù),利用先進(jìn)的檢測(cè)分析元件(YJ PC -11) 處理各點(diǎn)的應(yīng)力變化值;再根據(jù)各點(diǎn)受力值來分析各桿件的受力情況,對(duì)薄弱部位進(jìn)行加固,確保施工安全和箱梁施工質(zhì)量。
其方法是:在造橋機(jī)拼裝完畢后,將電阻應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布在各受檢的桿件上,電阻應(yīng)變片和表面?zhèn)鞲衅饕嗖计渖?預(yù)加荷載前作為初始檢測(cè)界面,在預(yù)壓加載前進(jìn)行多次調(diào)整,多次測(cè)試,零值穩(wěn)定后作為檢測(cè)的初始應(yīng)力值;在分步等荷載預(yù)壓過程中,記錄穩(wěn)定值,預(yù)壓過程中進(jìn)行跟蹤測(cè)試,直到該段預(yù)壓結(jié)束;每步預(yù)壓結(jié)束后進(jìn)行對(duì)比測(cè)試和進(jìn)行應(yīng)力分析, 提供準(zhǔn)確應(yīng)力測(cè)試值。
2. 3 　混凝土箱梁現(xiàn)澆施工
預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工包括:鋼筋施工,防迷流措施,預(yù)埋件,預(yù)應(yīng)力鋼絞線波紋管道的安裝,混凝土灌注、振搗、養(yǎng)生拆模,鋼索張拉,梁體封端及封窗等。其施工方法和普通箱粱現(xiàn)澆施工基本相同。
2. 4 　造橋機(jī)移位
2. 4. 1 　箱梁模板體系橫向外移
在箱梁預(yù)應(yīng)力鋼索張拉完畢后,造橋機(jī)不再承受箱梁荷載,此時(shí)通過落架裝置調(diào)整支架高度,使箱梁底模完全脫離梁體后拆除底模下部枕梁中部的聯(lián)結(jié)板,然后人工用倒鏈兩側(cè)對(duì)稱整體牽引底模下部均衡梁及工字鋼縱梁系統(tǒng),使其在主縱梁上部的橫梁上橫移,即可完成箱梁模板整體橫向外移。
2. 4. 2 　造橋機(jī)縱移
通過調(diào)整落架裝置高度,使造橋機(jī)走行輪落在走行軌上,造橋機(jī)開始縱移。過橋墩時(shí),為確保其走行的穩(wěn)定性,每次只拆除主縱梁間的兩個(gè)主橫梁,然后人工用倒鏈兩側(cè)對(duì)稱向外移動(dòng)此兩個(gè)橫梁,使其兩端外移到造橋機(jī)向前縱移時(shí)不會(huì)碰到橋墩的位置;再由人工用倒鏈牽引造橋機(jī),使其向前縱移。當(dāng)走到后一個(gè)主橫梁因橋墩阻礙不能行走時(shí),將已移過橋墩的主橫梁向內(nèi)橫移并聯(lián)結(jié)好,同時(shí)按前述方法拆除和外移后兩個(gè)主橫梁。依次循環(huán),直至造橋機(jī)就位至下一孔梁位后將最后一個(gè)主橫梁聯(lián)結(jié)好, 再用倒鏈按箱梁模板整體橫向外移的方法,將模板向里移至梁中線位置連接好。見圖2。
　

圖2 　造橋機(jī)過橋墩狀態(tài)圖
2. 5 　造橋機(jī)高度調(diào)整
為了使造橋機(jī)高度滿足橋梁標(biāo)高與公路路面標(biāo)高差值的變化,可采取如下做法:
(1) 通過支頂設(shè)備完成模板與支架整體高度的調(diào)整,其調(diào)整范圍在10 cm 以內(nèi);
(2) 通過在造橋機(jī)落架裝置底部和頂部加墊鐵板和優(yōu)質(zhì)枕木來調(diào)整高度,調(diào)整范圍小于80 cm ;
(3) 當(dāng)橋梁標(biāo)高與公路路面標(biāo)高差值變化在90 ～170 cm 時(shí),則采取在造橋機(jī)支架下部加設(shè)與支架配套的長(zhǎng)度不大于100 cm 的非標(biāo)桿件,剩余的高度采用上述兩種方法。

3 　應(yīng)用
武漢市軌道交通1 號(hào)線一期工程E 標(biāo)段D K 7 + 930. 667 —D K 8 + 645. 667 段28 孔高架橋梁位于京漢大道中央花槽中,其兩側(cè)為雙向六車道的砼路面。該段橋梁高度在11. 0～ 12. 0 m , 橋梁縱坡在4 ‰ 以內(nèi),既有公路面坡度基本為平坡。
該段應(yīng)用地面軌道走行式造橋機(jī)現(xiàn)澆箱梁施工。每孔梁從過跨縱移、就位、立模、安裝鋼筋和砼澆注、拆架縱移等平均施工周期為15 天,而通常采用滿堂腳手架現(xiàn)澆施工周期需要21 天。
該造橋機(jī)特別適宜于高度在6～15 m 、橋梁坡度和地面坡度變化不大、孔數(shù)較多、地面經(jīng)過硬化且承載力較高地段的橋梁箱梁現(xiàn)澆施工,不宜用于跨道口箱梁施工。該技術(shù)在武漢市軌道交通工程施工時(shí),通過交通疏解和圍墻庇護(hù),在不影響公路通車的情況下施工順利進(jìn)行,既保證了施工質(zhì)量和安全,又節(jié)約了大量的吊車臺(tái)班以及人力、物力,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)解決了城市輕軌交通繁忙道口以及位于施工場(chǎng)地狹窄區(qū)橋梁施工等技術(shù)難題,先進(jìn)實(shí)用、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,為我國(guó)城市軌道橋梁施工積累了經(jīng)驗(yàn)。蘇黎士新購(gòu)Cobra 型低地板現(xiàn)代有軌電車在瑞士蘇黎士,有軌電車一直是城市交通的一種主要運(yùn)輸工具。近年來, 蘇黎士城市運(yùn)輸管理局Verkehrsbetriebe rich 與Bombardier Transportation 和Alstom Transport 集團(tuán)公司總共簽訂了購(gòu)置68 輛Cobra 有軌電車的合同,總金額大約2. 33 億瑞士法郎。其中,Bombardier 公司占1. 9 億瑞士法郎份額,主要完成車體的設(shè)計(jì)和制造、牽引傳動(dòng)的電氣設(shè)備、車輛的總裝和運(yùn)營(yíng)試驗(yàn);Alstom 公司則占0. 43 億瑞士法郎的合同額,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向架和制動(dòng)設(shè)備的制造。
這批有軌電車合同,主要是基于2001 年頭6 輛Cobra 型車進(jìn)行試運(yùn)營(yíng)取得了比較滿意的結(jié)果而決定增加訂購(gòu)數(shù)量。按照合同要求,這批車輛計(jì)劃于2005 年中完成全部供貨。屆時(shí)在蘇黎士的Cobra 有軌電車總數(shù)可達(dá)到74 輛,并將逐步更新現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)的舊型車輛。
總長(zhǎng)37 m 的Cobra 型鉸接式有軌電車,由5 輛編組,前后兩端車輛有駕駛室。為了增加載客量,車體寬度比在城市運(yùn)營(yíng)的其他有軌電車寬20 cm 。車廂內(nèi)部和車輛的每一側(cè)進(jìn)出口地板高度距地面350 mm , 方便乘客上下。有軌電車具有很好的安全性,在車輛頭部的設(shè)計(jì)中,已考慮在發(fā)生沖撞時(shí)能夠很好地吸收撞擊能量而防止結(jié)構(gòu)部件變形。Cobra 車輛采用以IGB T(絕緣柵雙極晶閘管) 為基礎(chǔ)的Bombardier Mitrac 型牽引傳動(dòng)裝置,大大提高了運(yùn)營(yíng)技術(shù)性能。為了改善車輛走行部在小曲線半徑線路上的運(yùn)行特性,采用了單軸徑向轉(zhuǎn)向架。