罗平 苏克东
（中交第二航务工程局有限公司工程装备分公司，湖北武汉430014）
摘要：芜湖长江公路二桥引桥采用全悬挂预制节段梁施工工艺，墩顶块为全预制。对称悬拼结构墩顶块架桥机可以直接安装，考虑到架桥机支腿的站位，一般情况下全悬挂结构预制墩顶块不宜直接安装。
关键词：节段拼装架桥机；节段预制；墩顶块；纵移过跨稳定性；控制
前言
本桥桥址位于长江漫滩及平原陆地，线路长，地形多变，采用非架桥机安装设备（如大型起重机）安装墩顶块很难实现（如水上桥梁墩顶块安装、高墩墩顶块安装等），也不利于架桥机安装标准化施工。因此本桥墩顶块需架桥机直接安装，且架桥机主承重支腿需站位于已安装好的墩顶块上。本桥墩顶块为两榀预制箱梁通过临时预应力串成一榀，串成一榀箱梁的墩顶块的长度超过墩柱的长度，解决架桥机纵移过跨产生的水平推力及附加弯矩是本桥施工的一项重点和难点。本文将针对芜湖长江公路二桥节段梁墩顶块安装这一特殊工况，系统的分析架桥机纵移过跨墩顶块的稳定性，并通过优化理论分析数据，总结出控制纵移水平推力的方法。
1 TP55节段拼装架桥机简介
图1 TP55节段拼装架桥机结构总图
TP55型节段拼装架桥机结构形式为上行式，主框架总长133m，其中主梁长60m，重400t；前导梁长43m，重90t；后导梁长30m，重60t。架桥机两钢箱梁中心距为7m，主框架上设起重量为120t的起重天车一台。支承部分由前支腿、前后中支腿、中部中支腿、后支腿组成。
2架桥机过跨步骤简介
第一步：架桥机完成上一跨湿接缝的浇筑后，箱梁体外预应力施工期间，前
支腿支撑在超前墩支座垫石上，利用起重天车先后安装前n+2#墩托架、墩顶块、中支腿。
图2 架桥机过跨步骤一
第二步：桥机向前纵移30m，桥机姿态调整后，前支腿支撑在n+4#墩的支座垫石上锚固好，进入下一跨架梁施工。
图3 架桥机过跨步骤二
3墩顶块稳定性计算
3.1墩顶块锚固及临时支座布置
图4 墩顶块锚固及临时支座布置
临时支座利用C30混凝土制作而成，分别位于桥墩支座垫石两侧，整联箱梁架设完毕后即可用风镐凿除。如图4所示，在浇筑桥墩时提前在系梁上预埋6根φ32精轧螺纹钢，强度级别为PSB=930。两个墩顶块利用三维千斤顶精调到位后，利用灌浆料将预制墩顶块箱梁底板与临时支座及永久支座上表面抄实；墩顶块通过6根预埋螺纹钢与桥墩进行竖向锚固，预紧力为30t/根。
3.2架桥机纵移过孔时支腿最大反力计算
如图3，当架桥前支腿到达n+4#墩顶正上方尚未支撑，且天车处于n#墩中支腿正上方时，即最大前悬臂工况时n+2#墩中支腿支反力最大。最大支反力N=421t。
3.3墩顶块稳定性理论计算
3.4墩顶块稳定性建模计算
采用大型有限元分析软件AnsysWorkbench进行建模和分析，桥墩、临时支座及墩顶块均采用实体单元。墩顶块与桥墩为摩擦接触，选取最高墩身13m计算，中支腿反力421t、竖向螺纹钢锚固180t，中支腿自重40t，总计641t竖向载荷平均作用在中支腿在梁面的四个支点上。在距箱梁上翼缘板4.3m高度位置施加（F=0～70t）的远端力，此力即为假定的过孔时水平推力。分析结果如下表1。
过孔水平推力是由主框架与中支腿台车滑动摩擦产生的，根据作用力与反作
用力原理，纵移时架桥机前后中支腿纵移油缸同时顶推即可与水平摩擦力抵消。即通过预设前后中支腿纵移油缸不同的顶推压力，即可将墩顶块的附加水平推力控制在30t以内。
4.3墩顶块稳定性控制
4.3.1中支腿支反力
架桥机一次纵移需走行30m，为了方便操作和实施，架桥机每走行10m，对
前后两中支腿反力进行计算，计算结果如下表2。
表2 中支腿反力表
4.3.2中支腿顶推力设置
为了方便操作，架桥纵移过程中采用前中支腿和中部中支腿同时顶推。架桥机上部结构总重为624t，主框架与中支腿台车滑板之间的滑动摩擦系数为0.1，考虑顶推时架桥机蠕动瞬间为静摩擦故将总的预推力设置为65t，架桥机纵移推力的执行机构为纵移油缸，预推力可通过连接油缸泵站上的溢流阀来实现，具体压力调值见下表3
表3 过孔顶推压力预设表
4.3.3测量辅助监控
在墩顶块上翼缘板处设置一个测量监控点，以便监控架桥机纵移过程中墩顶块的实际偏位。将墩顶块允许纵向偏位控制在15mm以内。
纵移油缸压力调整原则为：当监控数据显示墩顶块向纵移方向偏移时，可增大前中支腿纵移油缸预推压力；反之，当监控数据显示墩顶块向纵移反向偏移时，可减小前中支腿纵移油缸预推压力。
5结语
本文针对对芜湖长江公路节段梁架设工程实例，通过对上行式节段拼装架桥机纵移过跨墩顶块稳定性分析、讨论和研究，提出了减小架桥机过孔水平推力对支腿及墩顶块稳定性影响的方法，且该方法简单，易操作。采用以上关键技术，芜湖长江公路二桥TP55节段拼装架桥机在纵移过程中支腿及墩顶块姿态平稳，施工安全有序。节段拼装架桥机的使用，为预制节段梁安装提供了方便，近年来节段拼装架桥机因纵移过跨失稳垮塌的事件屡有发生，因此架桥机纵移过跨是整个施工中的控制要点，本文对今后架桥机设计及同类施工提供了实践经验和理论依据。
参考文献：
[1]GB3811-2008起重机设计规范[S]
论文作者:罗平,,苏克东
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月上
论文发表时间:2016/9/5
标签：架桥机论文; 推力论文; 桥墩论文; 稳定性论文; 支座论文; 锚固论文; 芜湖论文; 《建筑建材装饰》2015年12月上论文;