CN116427281A - 一种墩柱、盖梁、t梁一体式架桥机安装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机安装施工方法；适用于常规的装配式桥梁；利用前支腿与中支腿（后跨）安装T梁，可实现墩柱、盖梁及T梁错跨同时安装[本项目桥梁跨径为25m，结合本项目桥梁跨度采用长度66m的架桥机，若超过25m桥梁跨度应对架桥机长度及主梁参数进行更改。错跨安装即：按本项目为例第1跨安装盖梁（墩柱已安装完成），第2跨可安装墩柱]。本方法不需要大吨位吊装设备吊装墩柱、盖梁，只需要一台一体化架桥机实现墩柱、盖梁、T梁安装，优化了施工流程，施工相对方便，降低了各种机械设备组织协调难度，同时降低了机械设备交叉作业带来的安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及架桥施工领域，具体来讲涉及的是一种实现预制的墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机无便道安装（无大型便道）施工方法。
背景技术
近年来随着工业建造的快速发展，国内高速公路装配式桥梁也迎来了高速发展期，目前在平原地区及城市市政公路已陆续开始应用。山区高速受山区地形起伏较大，地形复杂，施工便道成形困难等因素影响，限制了装配式构件的运输与安装，修建便于长大构件运输便道又破坏生态环境，一定程度上制约了装配式桥梁在山区高速公路中的应用。采用一体化架桥机可减少施工用地侵占，且墩柱、盖梁、T梁一次安装就位，可减少构件周转次数（因为生产厂家是成批量运送，运送到临时地点，不可能说需要安装的时候才送过来安装，而且施工地点受地形限制也不一定有那么多的场地供堆放，所以可能要涉及二次或多次周转），降低安全风险与施工成本。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机无便道安装施工方法。适用于常规的装配式桥梁；不需要大吨位吊装设备吊装墩柱、盖梁（大吨位吊装设施就要设计大长便道，大吨位吊装设备对施工场地要求很高，必须进行路基换填，保证地面承载力要符合要求，且必须对周围现场进行平整及便道通畅），只需要一台一体化架桥机实现墩柱、盖梁、T梁安装，优化了施工流程，施工相对方便，降低了各种机械设备组织协调难度，同时降低了机械设备交叉作业带来的安全风险。
本发明是这样实现的，一种墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机安装施工方法，其特征在于；
具体操作是在架桥机主梁前端新增前辅助支腿及其操作系统，前辅助支腿是安装墩柱、盖梁的主要承重结构，由12mm厚Q345B钢板制成的箱体结构，截面尺寸30×50cm，长18m，单侧两根支撑管，共4根支撑管；前辅助支腿上部通过上横梁与主梁连接，下部通过钢箱直接支承在承台上；施工时利用前辅助支腿与前支腿（前跨）安装墩柱与盖梁，利用前支腿与中支腿（后跨）安装T梁，可实现墩柱、盖梁及T梁错跨同时安装。一体化架桥机整机长66m；
具体操作如下；
（一）墩柱吊装：
墩柱由挂车从主线运至桥位处后，前后天车同时起吊墩柱，将墩柱移至跨中时前天车保持静止，后天车下放钢丝绳，使墩柱由水平状态向竖直状态转变，待墩柱呈竖直状态，后天车不承受荷载时拆除后天车墩柱吊带，由前天车单独吊装墩柱缓慢吊至墩柱安装位置，由工人辅助套在杯口内定位块上后，缓慢下降至距调平层顶面2cm时，通过2台全站仪测量墩柱平面位置及高程，选取位于轴线上的2根墩柱预埋钢筋为定位筋，用红漆做好标记，以便于后续盖梁的准确安装，通过2台全站仪观测横桥向、顺桥向墩柱钢筋位置，当2根定位筋重合于轴线，下放墩柱；墩柱的竖直度采用薄钢板进行支垫调整；同一排墩柱安装完成后进行墩柱后浇带的混凝土浇筑；
（二）盖梁安装：墩柱后浇带混凝土强度达到70%（2d）以上，开始安装预制盖梁；预制盖梁采用平板车运至架桥机尾部，由前天车起吊，在空中旋转吊具，使盖梁平转呈横向状态。盖梁起吊至墩柱预留钢筋上10cm处时，停止下放，工人乘坐登高车至柱顶，将墩柱轴线上的预留筋对准盖梁底部轴线上的预留孔，精确对位后，缓缓放下盖梁，墩顶预留钢筋插入盖梁波纹管内135cm长；盖梁安装后复核盖梁的轴线偏位，利用前天车精确调整。最后在波纹管内灌注灌浆料，完成盖梁安装；
盖梁上支座垫石的强度达到要求后将前支腿移至4#墩处，架桥机过孔，主梁带动前辅助支腿移至5#墩处，支顶前辅助支腿：
架桥机过孔后，前辅助支腿处可继续安装墩柱与盖梁，前支腿与后支腿之间可安装T梁；
（三）T梁安装：
T梁均为25m轻型T梁，单片T梁25.169m3,重约65.4T；单幅每跨布置4片轻型T梁，架设顺序为1-2-3-4，先架设内边梁，依次架设，最后架设外边梁。
本发明具有如下优点：（1）受外部环境限制小（比如丘陵地势、征地拆迁困难地区，还要转运，设置临时堆放区，对土地需求很大，降低运输风险，不需要走村道或小道，避免出现车辆安全事故，车辆倾覆），不需要单独修建便于长大构件运输及大型吊装设备进出场的便道，节约成本，同时减少侵占施工用地，不破坏桥位区的山地、林地，保护生态环境。（2）本工法不需要大吨位吊装设备吊装墩柱、盖梁，只需要一台一体化架桥机实现墩柱、盖梁、T梁安装，优化了施工流程，施工相对方便，降低了各种机械设备组织协调难度，同时降低了机械设备交叉作业带来的安全风险；（3）机械设备费用相对较低。（4）可实现墩柱、盖梁、T梁2跨桥梁同时安装。
附图说明
图1为本申请中一体化架桥机结构图；
图2一体化架桥机安装施工工艺流程图；
图3为墩柱安装步骤示意图；
图4为盖梁安装步骤示意图；
图5为架桥机过孔后姿态示意图；
图6为T梁布置示意图；
图7茶亭一号桥桥型布置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种对预制的墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机无便道安装施工方法，具有如下特点：（1）受外部环境限制小，不需要单独修建便于长大构件运输及大型吊装设备进出场的便道，节约成本，同时减少侵占施工用地，不破坏桥位区的山地、林地，保护生态环境。（2）本工法不需要大吨位吊装设备吊装墩柱、盖梁，只需要一台一体化架桥机实现墩柱、盖梁、T梁安装，优化了施工流程，施工相对方便，降低了各种机械设备组织协调难度，同时降低了机械设备交叉作业带来的安全风险；（3）机械设备费用相对较低。
适用范围：本工法适用于常规的装配式桥梁。
工艺原理：本工法施工工艺原理是在常规架桥机主梁前端新增前辅助支腿及其操作系统，前辅助支腿是安装墩柱、盖梁的主要承重结构，由12mm厚Q345B钢板制成的箱体结构，截面尺寸30×50cm，长18m，单侧两根支撑管，共4根支撑管。前辅助支腿上部通过上横梁与主梁连接，下部通过钢箱直接支承在承台上。施工时利用前辅助支腿与前支腿（前跨）安装墩柱与盖梁，利用前支腿与中支腿（后跨）安装T梁，可实现墩柱、盖梁及T梁错跨同时安装。一体化架桥机整机长66m，结构详见图1。
下面结合附图和实例对本申请的施工工艺流程及操作要点进行详细说明；
施工准备：（1）一体化架桥机安拆专项方案编制、评审、报审及安全技术交底；（2）一体化架桥机构件安装方案编制、报审及安全技术交底。
墩柱吊装：茶亭村一号高架桥墩柱最大高度为11.98m，空心圆柱墩，壁厚25cm，每延米重1.94t，最大重量23.24t。墩柱由挂车从主线运至桥位处后，前后天车同时起吊墩柱，将墩柱移至跨中时前天车保持静止，后天车下放钢丝绳，使墩柱由水平状态向竖直状态转变，待墩柱呈竖直状态，后天车不承受荷载时拆除后天车墩柱吊带，由前天车单独吊装墩柱缓慢吊至墩柱安装位置，由工人辅助套在杯口内定位块上后，缓慢下降至距调平层顶面2cm时，通过全站仪测量墩柱平面位置及高程，使预制墩柱顶面的预留定位钢筋处于横轴线上，以便于后续盖梁的准确安装。墩柱的竖直度采用薄钢板进行支垫调整。同一排墩柱安装完成后进行墩柱后浇带的混凝土浇筑。采用一体化架桥机墩柱安装步骤见图3。
盖梁安装：茶亭村一号高架桥盖梁重约25.7吨。墩柱后浇带混凝土强度达到70%（2d）以上，开始安装预制盖梁。预制盖梁采用平板车运至架桥机尾部，由前天车起吊，在空中旋转吊具，使盖梁平转呈横向状态。盖梁起吊至墩柱预留钢筋上10cm处时，停止下放，工人乘坐登高车至柱顶，将墩柱轴线上的预留筋对准盖梁底部轴线上的预留孔，精确对位后，缓缓放下盖梁，墩顶预留钢筋插入盖梁波纹管内135cm长。盖梁安装后复核盖梁的轴线偏位，利用前天车精确调整。最后在波纹管内灌注灌浆料，完成盖梁安装。盖梁安装步骤见图4。
盖梁上支座垫石的强度达到要求后将前支腿移至4#墩处，架桥机过孔，主梁带动前辅助支腿移至5#墩处，支顶前辅助支腿，此时架桥机姿态见图5：
架桥机过孔后，前辅助支腿处可继续安装墩柱与盖梁，前支腿与后支腿之间可安装T梁，可快速完成茶亭村一号高架桥的构件安装任务。
T梁安装：本项目T梁均为25m轻型T梁，单片T梁25.169m3,重约65.4T。单幅每跨布置4片轻型T梁，架设顺序为1-2-3-4，先架设内边梁，依次架设，最后架设外边梁。T梁布置见图6。
T梁安装工艺为常规架桥机安装工艺，在此不详细说明。
效益分析：经过本项目桥梁的施工，采用一体化架桥机安装工艺与采用常规安装工艺相对比，在相同12跨的情况下，一体化架桥机在进度方面有一定滞后但成本较低，工序更为简单。
一体式架桥机功效及成本分析；
（1）采用一体化架桥机安装功效分析
①同排4根墩柱安装与后浇带混凝土浇筑及养护两天（后浇带混凝土强度达到70%）：2.5d；
②同排4个盖梁安装及灌浆：0.5d；
③同排垫石浇筑及养护三天：2d；
④第11跨T梁安装：1.5d；
④第12跨T梁安装时间：2d（前10跨T梁安装在后跨下部结构安装时间内完成，所以不考虑时间）。
综上所述，一排墩柱、盖梁、支座垫石施工完成所需时间2.5+0.5+2=5d。在不考虑任何外部因素影响的情况下，完成茶亭一号桥12跨所有结构所需时间为：5×11+1.5+2=58.5d。
（2）采用一体式架桥机成本分析；
以茶亭村一号高架桥为例，完成墩柱、盖梁、T梁投入设备为一台体式架桥机与一台登高车，施工人员6人。施工周期58.5天（按2月计算）。
设备产生成本：13万*2月+3*2月=32万；
施工人员成本：6*300元*59=10.6万元；
合计成本=32+10.6=42.6万元。
常规工艺功效及成本分析；
常规工艺是采用100t吊车进行下部结构的安装，采用常规架桥机进行上部结构的安装，同时需要修建400m*5m宽便道，每墩位处平台填筑20m*10m，预计土石方开挖3000方，填筑便道10000方，线外征地8m宽。
（1）采用吊车+架桥机安装功效分析；安装一排4个墩柱：1d，完成11排墩柱需要11d，完成后浇带浇筑2d才能安装盖梁；
②安装一排4个盖梁：1d，完成11排盖梁安装需要11d；
③同排垫石浇筑：1d，但垫石浇筑完成后需要养护2d方可进行T梁安装。
④一跨T梁安装：2d（含架桥机过孔时间），完成12跨T梁安装24d。
综上所述，采用流水施工，完成12跨所有结构所需时间为：（1+2）+1+（1+2）+2*12=31天。
（2）采用常规吊装成本分析；以茶亭村一号高架桥为例，完成墩柱、盖梁、T梁投入设备为一台常规架桥机、一台登高车、一台100t汽车吊，梁板施工人员6人，墩柱及盖梁安装施工人员4人。施工周期31天（按1月计算）。
设备产生成本：7万*1月+3*1月+6万*1月=15万；
施工人员成本：10*300元*30=9.3万元；
便道修建成本：3000*15+（10000-3000）*30=32.5万元（填筑含材料成本）；
线外征地：400*10/666.6*30000=18万元。
合计成本=15+9.3+32.5+18=74.8万元。
表1 经济效益分析表
采用一体化架桥机在进行墩柱、盖梁、T梁安装的过程中无须修建便于长大构件运输的便道，不仅节约了临时用地费用，还减少了侵占农田、生态用地及林地，不破坏生态环境，与低碳、绿色发展的理念相适应，无形之中产生了较大的绿色环保效益。
应用实例：德X至上X国家高速公路合肥至枞阳段是安徽省“五纵九横”高速公路网中的“纵三”部分，起于肥西县高店乡葛代郢附近，顺接德上高速公路淮南至合肥段，自北往南途经合肥市肥西县、六安市金安区和舒城县、安庆市桐城市、铜陵市枞阳县，终点至枞阳县会宫接德上高速公路池州长江公路大桥路段，路线全长134.158公里。全线采用双向四车道高速公路标准建设，为全封闭、全立交，设计标准为沥青混凝土路面，设计速度为120公里/小时。
我部（下简称HZTJ-04标）位于本建设工程K68+660～K91+200处，累计22.54km，其中主要工程包括路基路面、龙眠山隧道、汤池互通，桥梁包括新街村高架桥、枫香树高架桥、朱庄高架桥、茶亭一号高架桥、镜石村一号高架桥、镜石村二号高架桥、镜石村三号高架桥、镜石村四号高架桥、坝上街高架桥、徐湾高架桥等12座大中桥梁，全部为装配式结构。
采用一体化架桥机进行墩柱、盖梁及T梁安装的为茶亭一号高架桥，该桥左侧邻山，山体坡度较大，右侧为村庄，便道修建要绕开村庄侵占大量农田、林地，不符合绿色环保的理念。
茶亭一号桥全桥长300m，简支梁桥，跨径布置为12×25m。桥型布置如图7所示。
茶亭一号高架桥第一根墩柱安装自2022年3月5日正式开始，2022年5月2日上午全部安装到位，历时58.5天，安全、优质、地完成了构件的安装施工任务。
茶亭一号高架桥墩柱、盖梁、T梁的顺利安装，体现了一体化架桥机在山区高速装配式桥梁的应用前景。采用一体化架桥机优化了施工流程，施工相对方便，降低了各种机械设备组织协调难度，同时降低了机械设备交叉作业带来的安全风险；未侵占林地、耕地及生态用地单独修建便道，保护了桥位区的生态环境，契合绿色环保施工的理念。在进度成本方面，采用一体化架桥机工期相对较长，但成本较为低廉，具备市场推广条件。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种墩柱、盖梁、T梁一体式架桥机安装施工方法，其特征在于；
具体操作如下；
（一）墩柱吊装：
墩柱由挂车从主线运至桥位处后，前后天车同时起吊墩柱，将墩柱移至跨中时前天车保持静止，后天车下放钢丝绳，使墩柱由水平状态向竖直状态转变，待墩柱呈竖直状态，后天车不承受荷载时拆除后天车墩柱吊带，由前天车单独吊装墩柱缓慢吊至墩柱安装位置，由工人辅助套在杯口内定位块上后，缓慢下降至距调平层顶面2cm时，通过全站仪测量墩柱平面位置及高程，使预制墩柱顶面的预留定位钢筋处于横轴线上，以便于后续盖梁的准确安装；墩柱的竖直度采用薄钢板进行支垫调整；同一排墩柱安装完成后进行墩柱后浇带的混凝土浇筑；
（二）盖梁安装：墩柱后浇带混凝土强度达到70%（2d）以上，开始安装预制盖梁；预制盖梁采用平板车运至架桥机尾部，由前天车起吊，在空中旋转吊具，使盖梁平转呈横向状态；
盖梁起吊至墩柱预留钢筋上10cm处时，停止下放，工人乘坐登高车至柱顶，将墩柱轴线上的预留筋对准盖梁底部轴线上的预留孔，精确对位后，缓缓放下盖梁，墩顶预留钢筋插入盖梁波纹管内135cm长；盖梁安装后复核盖梁的轴线偏位，利用前天车精确调整；最后在波纹管内灌注灌浆料，完成盖梁安装；
盖梁上支座垫石的强度达到要求后将前支腿移至4#墩处，架桥机过孔，主梁带动前辅助支腿移至5#墩处，支顶前辅助支腿：
架桥机过孔后，前辅助支腿处可继续安装墩柱与盖梁，前支腿与后支腿之间可安装T梁；
（三）T梁安装：T梁均为25m轻型T梁，单片T梁25.169m3,重约65.4T；单幅每跨布置4片轻型T梁，架设顺序为1-2-3-4，先架设内边梁，依次架设，最后架设外边梁。
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| CN118166671A (zh) * | 2024-05-09 | 2024-06-11 | 中交第二航务工程局有限公司 | 一种主梁与大跨径盖梁同步架设的公路立体扩建施工方法 |
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