预制桥梁墩梁一体化架设技术

1、预制桥梁墩梁一体化架设技术摘要：在丘陵山区、海地滩涂、山林农田覆盖地带，可作业面积小，施工便道 修建成本较高，若桥梁上、下部结构分开独立拼装，设备要求不高、拼装精度误 差大。依托于宁波舟山港主通道1标项目，6座陆域桥梁采用墩梁一体化架设技 术。预制立柱的高度4-21m不等，架桥机前支腿需满足地形起伏、高度可调。为 了快速拼装和高精度定位，一体化架桥机设计了多功能吊具。关键词：墩梁一体化架桥机；前支腿；多功能吊具预制拼装施工技术，因施工快速、占地空间小等优点，近年来在城市桥梁和 跨江跨海大桥中被广泛运用。早在1979年，美国北卡罗来纳州国家风景园内建 造的Lin Cove桥采用了全预制拼装施工方

2、法，极大的保护了原始森林环境1。波 多黎各圣胡安繁忙市区交通量达100000，为了缓解交通压力需修建四座长度 213.36m274.32m的城市立交，业主给出了每座桥梁72h限时，桥梁也采用了全 预制拼装的施工方法，每座桥梁架设时间为24h，极大的缩短了施工工期，减少 了对城市主干道交通的干扰2。国内的上海长江大桥、港珠澳大桥、上海嘉闵高 架桥等工程都采用预制拼装架设桥梁，极大的缩短了施工工期、缓解交通压力， 提高施工安全，降低对周边环境的影响。国内外预制拼装桥梁的设备大多采用架桥机的结构形式，其用于上部结构的 预制拼装已相当成熟，下部结构预制拼装在国内外也有不少的研究和应用。全预 制拼装的特

3、点是上部结构的梁体、下部结构的墩柱和盖梁等已均能实现预制拼装， 但上部与下部结构的拼装施工是相对分开独立进行的。这种施工方法对设备的要 求不是很严格，在运输和吊装条件相对较好的地势平坦地区具有一定的优势，但 是该施工方法并不适合丘陵山区、海滩河滩等桥下施工条件不利的地区。1工程概况宁波舟山港主通道（鱼山石化疏港公路）公路工程DSSG01标主线起点桩号 为K2+310，终点桩号为K13+000，里程长度约为9.999km，包括6座陆域桥梁、1 座互通、3座海域桥梁、15道涵洞、2座隧道。该项目施工陆域段为低山丘陵区 和海积平原、软土层较厚、山林农田覆盖环境、施工作业面积较小，使用大型设 备拼装空

4、间有限，施工便道修建成本较高，若桥梁上、下部结构分开独立拼装， 对设备要求不高，拼装精度误差大。因此，该项目采用全预制墩梁一体化架设技 术，桥梁基础为桩基接系梁，预制墩柱与系梁、盖梁之间采用半灌浆套筒的连接 方式。1.1架桥机设计如图1所示，一体化架桥机主要由主桁架、前支腿、前承重支腿、后承重支 腿、前后辅助支腿、前后天车、液压系统、电气系统等构件组成。整机具备自行 过孔功能，同时满足尾部喂梁的施工需要，能够适应平曲线半径不小于1500m的 桥梁施工要求。架桥机可兼容25m40m跨的桥梁施工，可满足不同桥型（直桥、 斜交桥、曲线桥）、梁型（T梁、工梁、箱梁）的安装，稍作调整便可一机多用。图1一

5、体化架桥机整体示意图Fig. 1 Schematic diagram of integrated bridge erector.全预制桥梁墩梁一体化架设是指立柱、盖梁和T梁三种预制构件采用同一台 架桥机进行架设安装。一体化架桥机吊装的构件主要参数如下表1。表1一体化架桥机吊装的构件主要参数Table l.Main components parameters of integrated bridge crane hoisting1.2前支腿结构及站位为了满足立柱和盖梁安装的重量和高度，一体化架桥机的前支腿是关键构件。 前支腿具有多级伸缩功能，支腿下方设有顶升油缸，顶升油缸外侧设有内伸缩套， 内伸

6、缩套外侧设有外伸缩套，在顶升油缸的驱动下，让支腿伸缩以适应不同高度 的桥梁架设。架设T梁时，拆除前支腿与系梁锚固，电动葫芦吊住前支腿两侧吊耳，实现 前支腿的向上伸缩。架设立柱、盖梁时，前支腿固定铰接于主桁架的前端，前支 腿下部通过挑梁站在承台一端，挑梁后部设有精轧螺纹钢与系梁预埋钢筋相连， 使挑梁拉在承台上面。架桥机过孔时，前支腿通过销轴将内外伸缩套高度进行调整，满足架设高度 同时控制整个桁架平衡及支撑承载，前支腿高度稍高于其它支腿高度，防止架桥 机架设时往前倾，保持整个架桥机的稳定。1.3提梁站设计为了减少运输便道对桥位处周边环境和交通的影响，利用已架设好的梁体建 设提梁站，采用提梁站转运的

7、梁上运梁方式，即在施工段起始点设置提梁站将预 制构件从桥下运梁车起吊，转至桥面上运梁车。为了减少提梁站转运不同构件时更换不同吊具的工序，研制了一种提梁站内 预制构件吊装的一体式吊具。该吊具能吊装立柱、盖梁、T梁，吊具为桁架式梁 结构，包括2根上弦杆和2根下弦杆，弦杆之间通过斜杆和横杆相连，每根上弦 杆两端各设4个朝上吊耳，用于与龙门吊相连。每根下弦杆设有6个朝下吊耳、 2个开孔吊点及最外侧4个凹型槽，用于起吊预制构件。2 一体化架桥机架设原理2.1立柱安装运梁车运至架桥机喂梁，前天车吊具固定立柱顶部预埋件，后天车兜底式吊 具用销轴固定立柱尾部，两天车抬吊立柱，水平纵向姿态前行至前跨后，两天车

8、同时下放立柱，后天车靠近前天车缓慢下放立柱，使立柱呈74时后天车将立柱 放于地面，直至前天车将立柱垂直后，卸除后天车吊具，在立柱尾部中心轴线位 置附近安装牛腿。前天车将立柱底预埋套筒对准系梁预埋钢筋，立柱下方的系梁底面铺满坐浆 料后，前天车吊钩卸载使中心钢板逐渐受力。通过限位装置进行立柱平面位置的 调整，使得立柱中心与系梁中心线对齐。全站仪在立柱两个方向观测立柱顶端轴 线，若有偏位，微调千斤顶。立柱顶偏位满足要求后，锁紧所有千斤顶。等强后，立柱套筒灌浆。安装好一侧立柱后，再安装另一侧立柱，立柱精调 前，通过斜对称在立柱内侧最外两主筋交叉安装钢管，定位控制两立柱的间距， 以保证盖梁的顺利安装。2

9、.2盖梁安装首先拆除立柱定位架，割除立柱顶部吊点，立柱顶部设置两块调节垫块，调 整立柱顶高程，两个垫块高度要保持在同一水平面上。盖梁运至桥面上的运梁车，运梁车运至架桥机喂梁，前天车盖梁吊点通过连 接器与盖梁的精钢连接，前天车起吊盖梁，纵向姿态前行至前跨，水平旋转吊具 90度，使盖梁呈横向姿态，下放盖梁安装操作平台，操作平台呈U型结构，整个 操作平台悬挂于盖梁上。前天车抬升盖梁，使其横向姿态往前墩前行。操作平台 可起临时与立柱定位的作用，操作平台先进去立柱面，然后立柱预埋钢筋与盖梁 预埋套筒进行精确对位。立柱顶面铺满砂浆垫层，表面抹平，止浆塞略高于砂浆， 盖梁下放直至立柱四面都有浆料溢出。坐浆完

10、后，拆除前天车吊具与盖梁的锚固 点，将压浆机及护栏吊装至盖梁顶部，等强后灌浆。2.3架桥机过孔安装完盖梁，将前、后天车往后移至后辅助支腿后上方。顶升前、后辅助支 腿，将后承重横梁用吊杆吊住和横移轮组锁死，抬升后承重支腿前移前辅助后方。后承重支腿用木垫在桥面上放置水平，拆除吊杆及解除横移轮组限制。前、 后辅助支腿下降，使其不受力。前承重支腿横梁用吊杆吊住和横移轮组锁死，向 前墩移动至盖梁或桥台上，锚固时用手动葫芦将支腿与盖梁或其它固定物拉好， 调整前承重支腿的高度，将销轴固定前承重支腿，使油缸不受力。拆除前承重支 腿吊杆和解除横移轮组限制。将前、后天车移至前辅助支腿前面，前支腿向上抬升，前、后辅

11、助支腿抬升 离开桥面，整个主桁架往前移。前辅助支腿移至T梁端头，后辅助支腿靠近后承 重支腿，下放前后辅助支腿并用枕木支垫。后承重支腿抬升移至前辅助支腿后方，后承重支腿的吊杆拆除及解除横移轮 组限制，前、后天车往前移，后天车吊具将后承重支腿横梁拉好，横梁左右移动。 前、后辅助支腿往上抬一点，让后承重支腿受力，锚固好后架设T梁。2.4安装T梁架设T梁前，先用全站仪和棱镜测量支座垫石中心的高程，与设计高程相比 较，确定临时支座的高度，放样出支座垫石轴线，用墨线弹出轴线，中心用红色 标记。拆除前支腿与系梁精轧螺纹钢的锚固，电动葫芦吊住前支腿两侧吊耳，实 现前支腿的向上伸缩。T梁放置桥面运梁车上，用支撑

12、架支撑T梁及用手动葫芦 将T梁与运梁车拉住，边梁在梁端在加木支撑。运梁车运至架桥机喂梁，前、后 天吊具用钢丝绳将T梁两端抬吊。先安装边梁再安装中间梁，两天车横移T梁至 桥边最外侧上空，落梁时将T梁腹板底部主筋对准垫石中心。3结论与讨论通过工程实践及应用，研究了墩梁一体化架桥机及立柱、盖梁、T梁一体机 架设技术，实现最大限度减少临时征地，减小对周边自然环境和交通等的不利影 响、降低施工风险，高效、高质量地进行高架桥施工。在丘陵山区、海滩河滩等 桥下施工条件不利的地区，有着极大的优势。一体化架设技术应用揭示了桥梁施 工工艺的新机制，拓宽了桥梁架设工艺研究的思路，对更好地桥梁架设施工方法 有着重要的影响作用。参考文献：Chen S T，Sun Z X， Ping