中鐵十二局四公司吳紅強
摘要近年來,鐵路工程加速推動,從傳統鐵路工程到客運專線建設,工程技術已向高度自動化、大型機械化發展進步,如何解決施工問題,降低成本與縮短工期需求,成為重要課題。國內第一條自行設計建造的時速200km/h客運專線—秦沈線的成功運營，加快了我國客運專線建設，為實現鐵路跨越式發展積累了經驗。隨著「四縱四橫」鐵路快速客運通道及三個城際快速客運系統規劃成型，大規模的客運專線建設全面展開。
橋梁工程作為新建客運專線的重要組成部分得到了重視，而現代橋梁工程更加注重提高效率、降低成本。本文就客運專線32m大噸位（900t）後張法簡支預應力混凝土簡支箱梁提運架施工原理、施工工藝及質量控制等關鍵技術進行了論述。
關鍵詞： 客運專線大噸位箱梁提梁運梁架梁施工方法
1. 工程概述
新建合（肥）武（漢）鐵路客運專線橫穿安徽省西部、湖北省東部，東起合肥市，經安徽省六安市、湖北省黃崗市，西止武漢市，線路跨越淮河和長江兩大流域，是滬漢蓉快速鐵路通道的重要組成部分。客車設計速度為200km/h,預留250km/h條件。中鐵十二局集團承建的合武鐵路石婆店梁廠位於dk128+820線路左側，承擔著合（肥）武（漢）鐵路第二合同段dk120+500～dk150+000段20座中、大（特）橋161片雙線32m簡支箱梁的預製架設任務。
32m整孔箱梁梁長32.6m，底寬5.68—5.
74m，頂寬13m，跨中部分樑高2.8m，支點部分樑高3m，橫截面為單箱單室，樑端頂板及腹板區域性向內側加厚，底板分別向內外側加厚。本工程箱梁採用梁廠預製提梁機吊裝、運梁車運輸、架橋機架設的施工方法,由於此方法施工快速,品質控制容易,適合大量產製。
2. 箱梁提運架施工原理
2.1大噸位箱梁提運架施工方法的特點
大噸位箱梁提運架施工方法具有以下特點：
（1）箱梁提運架裝置體積大、自重大，安全係數高、環境因素要求高、對作業人員操作技術要求高，在國內鐵路業尚屬領先技術。
（2）該工法在提運架整個過程中採用了「四點受力三點平衡原理」，確保了箱梁在任何情況下均處於三支點平衡狀態
（3）架橋機與運樑車採用同一電源供電、同一系統控制從而有效配合，解決了架橋機吊樑行車拖拉梁體與運樑車活動枕梁助推之間的同步執行問題。
（4）架橋機吊樑行車和捲揚機分離，有效地降低了整機高度，減小了鋼絲繩的偏角；前後支腿簡支支撐主梁，架設工況受力明確；後支腿採用閉式o型結構，滿足梁體通過空間，外形美觀、合理；整機移位過孔依靠自身吊具實現，不需輔助機具。
（5）對於短橋群區域施工，架橋機可自行轉移；橋間距超過1km時架橋機選用運樑車馱運，不需解體，不需輔助機具，轉場速度快。
（6）梁的提裝、運輸、架設形成整套體系，便於施工管理和合理安排機具、人力資源，降低了工程造價。
（7）採用平行作業充分發揮大型機械作業優勢，最快時4h架設1孔箱梁，提高效率，縮短了工期。
（8）該工法遵循「創新節能並重，效益環保掛鉤」的原則，突出自然和諧、節能環保。
2.2工藝原理
（1）本工藝在箱梁的提運架整個過程中採用了「四點受力三點平衡原理」，箱梁在任何情況下均處於三支點平衡狀態。
（2）32m整孔箱梁採用2臺500t分體式靜態提梁機起吊裝車，其中一台提梁機的兩個吊桿鋼絲繩為串聯式，使吊具的兩吊點相平衡，從而實現四點吊樑、三點起吊的作用,避免了四個吊點起公升偏差造成箱梁附加扭矩的產生。
（3）混凝土預製箱梁在運輸過程中必須防止受扭，由於運樑車串通組中的液壓懸掛油壓相等，其合力位於固定的位置。三組懸掛實現呈等腰三角形的三點支承（如圖1），並且箱梁為對稱截面，只要在裝載時保證其幾何中心與運樑車中心一致，便不會發生軸向扭矩。
（4）喂梁時，支承由靜定的三點轉換成超靜定的多點，大大降低車架主梁的彎矩；同時由於是靜止地從靜定換成超靜定，支承反力並沒發生變化，因此仍能保持箱梁的四點受力三點平衡狀態。箱梁一端起吊後，吊點為乙個支承點，後枕梁構成兩個支承點，仍然實現靜定的三點。架橋機與運樑車能否同步執行，關鍵是架橋機吊樑小車縱移速度與馱梁小車的移動速度是否同步，由於架橋機後天車選用的驅動元器件與馱梁小車驅動元器件型號相同，把架橋機後天車訊號線拔出接到馱梁小車上（通過快速接頭），同時操作遙控器切換按鈕，可以把移梁小車的控制權移交給架橋機控制器，則馱梁小車能受控於架橋機訊號實現與架橋機吊樑小車走行同步運動，由於架橋機與運樑車採用同一電源供電、同一系統控制從而有效配合，解決了架橋機吊樑行車拖拉梁體與運樑車活動枕梁助推之間的同步執行問題。
圖1 三點決定乙個平面
（5）架梁時，架橋機主梁尾端四台捲揚機通過鋼絲繩導繞系統分別通向兩台吊樑行車，通過行車的定滑輪組與吊具動滑輪相穿繞，形成起重系統。前吊樑行車的兩台捲揚機鋼絲繩相連通，使吊具的兩吊點相平衡，從而實現四點吊樑、三點起吊的作用。吊樑行車共兩台，前後布置。
吊樑行車在走行系統驅動下於主梁上前後執行，吊樑行車縱移為雙軌式，軌道設定於兩主梁腹板正上方；走行系統採用三合一變頻電動機、鏈輪鏈條驅動，台車箱體採用均衡梁技術，走行平穩、停位準確，非常有利於落梁就位。由於四台捲揚機設定於架橋機主梁尾端，吊樑行車設計為平面結構，非常有效的降低了整機的高度。吊樑行車上設定液壓橫移裝置，可以同步橫移，滿足梁體微調和曲線架梁需要，確保落梁準確就位。
（6）傳統的架梁方法：在支承墊石上直接落梁，然後錨固支座螺栓，由於支座間距大，易造成梁體三條腿受力現象，對梁體結構受力不利。在客運專線架設簡支箱梁時摒棄了這種架梁方式，落梁時採用測力千斤頂作為臨時支撐，千斤頂用1臺油幫浦帶2臺千斤頂的方法控制，這樣可以保證乙個端頭兩個千斤頂的高度，然後由油幫浦操作手控制支點反力值，以滿足每個支點的反力與四個支點反力的平均值相差不超過±5%的要求。
待高強早強砂漿施工達到落梁強度後落梁。
3.施工工藝與質量控制
3.1施工工藝操作要點
3.1.1準備工作
（1）會同相關單位對箱梁運輸所要經過的線路、構築物進行全面質量安全檢查，對可能影響運架梁正常施工的障礙物進行清理，對填土高度小於1.2公尺的涵洞進行安全係數檢算。
（2）線下單位應提前乙個星期提供其路基過渡段、構築物等施工記錄，對所架設橋墩臺幾何尺寸資料和施工缺陷以及對運架梁可能造成影響，根據資料進行安全檢算。
（3）線下單位應在架梁前5天將橋台後50公尺範圍用白灰標註出路基中心線，並保證架橋機、運樑車停留位置的路基面前後左右相對高差不大於10mm。
（4）對要架設的箱梁梁跨、橫向兩支座距離及橋墩臺墊石標高、支座十字線、錨栓孔位置等幾何尺寸進行全面檢查。將箱梁的縱橫跨尺寸與墩台墊石錨栓孔跨度進行核對。
（5）技術人員仔細核對待架成品箱梁的合格證，外觀、梁長、編號等，對準備吊裝的箱梁的吊裝孔進行孔徑、相臨孔距、對角兩孔距及垂直度的檢查，有偏差及時處理，以免耽誤吊裝。
（6）所有檢查驗收專案要做好原始記錄。
3.1.2施工荷載檢算
（1）檢算內容
①運樑車滿載時能否通過架梁範圍內的墩、臺、框架、涵洞。
②架橋機能否在涵洞、框架上過孔。
③運樑車、架橋機工作狀態下，對時速250公里有碴橋面雙線簡支箱梁的32+32跨度墩台的強度、偏心、位移及基礎強度、偏心、應力、穩定等檢算。
檢算的時速250公里有碴橋面雙線簡支箱梁橋墩、臺通用設計圖（見表1）。
表1 通用設計圖
④架橋機和運樑車工作狀態荷載計算
運梁車運32m混凝土簡支箱梁通過已架32m簡支箱梁的橋墩、台及涵洞時，已架梁跨和運梁車運架的梁的二期恆載按20kn/m計算，運梁車製動力（牽引力）650kn按架橋機偏移橋梁中心0.1公尺、運樑車偏移橋梁中心0.2公尺檢算。
橋上最大線路縱坡按6‰計算。
（2）荷載情況
①墩台荷載情況
ksc900型運梁車運梁荷載（運樑車牽引或制動）；架橋機和運樑車聯合作用；架橋機後支腿過孔（包括涵洞、框架），最大支反力包括已架梁自重、二期恆載重運梁車軸重、支腿作用在梁上或墩上的力等。縱向彎距為支座反力對墩中心產生的彎距。橫向彎距為支座反力對墩中心產生的彎距+橫向風力彎距。
②涵洞、框架荷載情況
ksc900型運梁車運梁荷載（運樑車牽引或制動）；tlj900型鐵路架橋機過孔荷
（3）計算主要成果
①橋墩計算結果（見表2）
運樑車滿載通過上述通用設計圖墩台的橋梁，運梁車製動力（牽引力）按650kn計算；架橋機就位，運樑車喂梁時，運梁車製動力（牽引力）按300kn計算。
表2 橋墩檢算結果
注：當墩身最小應力〈0時，應力進行重分布；墩身橫向位移按最大水平扭轉角1/1000控制。
②橋台計算結果
架梁時，架橋機、運樑車的支腿均不得支撐在橋台胸牆頂部懸臂上。對4.6m線間距的橋台，架橋機外側的支腿支撐在橋台，架橋機外側的支腿支撐在橋台橫向翼緣上，為避免翼緣根部破壞，要求外側支腿下墊鋼板，鋼板尺寸250（寬）×1000（長）×300（高）mm，按上述方案處理後，橋台的應力、偏心、區域性承壓均可滿足設計要求。
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