小箱梁高位预制、独立落梁施工方法研究

小箱梁高位预制、独立落梁施工方法研究

刘涛

中铁一局集团桥梁工程有限公司重庆市400000

摘要：G42沪蓉高速某桥应急抢险工程,受时间要求及空间约束，大吨位吊装设备无法满足施工需要，现采用高位预制台座法预制箱梁，然后利用贝雷梁门式吊架进行箱梁的下放安装。本文主要介绍小箱梁高位预制工艺原理，小箱梁独立落梁施工方法和操作要点。

关键词：高位预制台座；贝雷梁门式吊架；独立落梁

Abstract：TheemergencyrescueprojectofabridgewhichliesintheG42Shanghai-ChengduExpressway,it’ssubjectedtotimerequirementsandspaceconstraints,andlargetonnagehoistingequipmentscannotmeettheconstructionneeds,thenthehigh-prefabricatedpedestalmethodisusedtoprefabricatetheboxgirder,andtheBaileybeamgantryhangerisusedforloweringandinstallingoftheboxgirder.Itmainlyintroducestheprincipleforhigh-prefabrication,theconstructionmethodandoperationpointsforindependentdropbeamofsmallboxgirder.

Keywords：High-prefabricatedpedestal;Baileybeamgantryhanger;Independentdropbeam

1项目概况

1.1桥梁概况

G42沪蓉高速某桥应急抢险工程，上部结构采用预应力混凝土简支小箱梁，跨径为30m，桥宽为12.25m，桥面横向布置为：0.5m（防撞护栏）+10.75m（行车道）+0.5m（防撞护栏），单片箱梁C50混凝土方量为36.3m3。桥面铺装采用8cmC40钢筋混凝土+1mm防水层+10cm沥青混凝土。桥梁下部结构采用桩柱式桥墩、桩基础。

1.2工程特点

该桥位于隧道口处，山体地质情况为层状砂岩夹泥岩层、水平层差异风化、节理裂隙发育、危岩悬空。在高温暴雨的交替作用下，引发岩体松动崩塌、坠落，桥梁受到落石冲击，在检测单位应急检查后，3#、4#小箱梁近6#台处梁体断裂，2#、3#、4#箱梁通跨两侧腹板存在大量斜向裂缝及大量腹板纵向裂缝（断续贯通），将该桥评定为5类桥，处于危险状态，桥梁承载能力达不到通行要求。经过专家论证，保留1#箱梁，将2#、3#、4#箱梁拆除重建。

2总体施工方案

本工程属于应急抢险工程，需要在较短时间内恢复交通。经过方案比选，在工期可控、技术可行的前提下，选取高位预制、独立落梁方案进行施工，同时满足安全、经济的要求。

主要步骤如下：箱梁预制支架、贝雷梁门式吊架安装→制梁台座和底模安装、钢筋绑扎及侧模安装→混凝土浇筑及养生→预应力张拉、压浆及封锚→预制支架分组拆除、箱梁下放安装→剩余预制支架、贝雷梁门式吊架拆除→桥面系及附属设施施工。

3支架布置形式

3.1预制支架

预制支架即为小箱梁预制台座平台支架，考虑三片箱梁预制台座独立布置，即支架上制梁台座、分配梁、贝雷梁能独立拆除，且支架主梁顶标高位于盖梁顶标高以下，满足单片箱梁进行落梁施工需求。

预制支架由型钢+贝雷梁组合而成，支架基础采用C30钢筋混凝土条形扩大基础，厚度0.5m、宽度1m，钢管立柱采用Φ630×10mm螺旋钢管，承重梁采用双榀40a工字钢，主梁采用321贝雷梁，每片小箱梁下方设置1组（3片和4片）贝雷梁，采用90型标准花架连接，分配梁采用20a工字钢，间距50cm一道，上方铺设间距为25cm的200×200mm纵向方木。制梁台座为200×200mm方木，长100cm，间距为20cm，面板采用18mm厚竹胶板。梁体预制支架布置图如下：

3.2贝雷梁门式吊架

为解决施工区域受限问题，采用贝雷梁门式吊架代替架桥机进行原位落梁施工；贝雷梁门式吊架由型钢+贝雷梁组合而成，基础先采用梁体废渣进行换填，换填深度度1m，宽度6m，然后浇筑C30钢筋混凝土，厚度50cm，基础尺寸4m×4m。钢管立柱采用Φ630×10mm螺旋钢管，横梁采用双榀56b工字钢，主梁采用321贝雷梁，上部扁担梁采用双榀工56b工字钢，下部扁担梁为20mm厚钢板焊接而成，吊杆采用Φ32mm精轧螺纹钢。贝雷梁门式吊架布置图如下：

3.3支架结构验算

图3.5门式吊架断面布置图

通过midascivil模拟计算，箱梁预制支架、落梁支架在整体荷载工况及独立预制、落梁工况下结构满足受力要求。

4箱梁施工工艺

4.1小箱梁预制

小箱梁采用支架顶高位预制法预制，即只改变箱梁的高程，纵、橫坡和平面位置均与设计相同，在小箱梁原平面位置搭设支架，在支架顶面布置制梁台座进行预制施工。预制工作主要包括预制支架的搭设、钢筋的加工和安装、模板的清理和安装、预应力系统和预埋件的加工和安装、箱梁混凝土的灌注和养护、预应力筋的张拉和压浆。

箱梁预制技术要求及施工注意事项：

⑴测量组严格控制预制支架承重梁的顶面高程，以保证制梁台座安装完成后满足设计要求，箱梁预制完成后张拉、落梁不受影响；

⑵钢筋、混凝土和预应力等严格按照规范及设计要求进行施工，每一道工序完成后严格履行“三检制”。

⑶由于受时间、地域的限制，需在原位支架上设置制梁台座，并考虑拉条孔以及张拉后梁体受力对支架影响。

4.2小箱梁安装

小箱梁采用独立落梁法安装，即利用贝雷梁门式吊架只改变每片箱梁高程，逐片落梁至盖梁设计位置，落梁前可单独拆除单片箱梁浇筑支架至主梁顶。安装工作主要包括贝雷梁门式吊架的搭设、落梁系统的安装、箱梁下落安装。

4.2.1贝雷梁门式吊架工作原理

在距箱梁两端头3.4m处各设置一个贝雷梁门式吊架，吊架上方安装吊装系统，每组吊装系统由1个油泵、2台100t千斤顶、2个马凳、2组双拼I56上部扁担梁、1根型钢下部扁担梁、2根Φ32mm精轧螺纹钢和4组螺帽组成。

先在空载情况下将千斤顶顶升8cm，再把螺帽A拧紧后将箱梁顶升2cm，然后螺帽B上旋10cm，最后千斤顶回缩10cm，使螺帽B与马凳紧贴受力，每片箱梁循环上述过程约20次即可把箱梁安装至设计位置。

4.2.2试吊试验

为保证箱梁安装后满足设计要求，通过试吊试验，对贝雷梁门式吊架、预制支架和小箱梁进行监控量测，并与理论计算数据进行对比形成报告用于指导正式施工。同时在试吊中也可以提前发现支架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前处理，以保证支架的强度、刚度及稳定性达到安全使用要求。

每片箱梁重95t，经过设计验算选取4台100t的千斤顶，PSB830Φ32mm精轧螺纹钢进行吊装。待支架、吊装系统安装调试完毕后，将箱梁提升2cm，离开防落梁方木，然后持压30分钟，测量组按照设计对梁体支架进行监控量测。

4.2.3独立落梁

为了满足施工工期和克服场地的限制，我部计划箱梁下方安装顺序为2#箱梁→3#箱梁→4#箱梁，安装时需要保护好保留的1#箱梁。

⑴预制支架拆除

预制支架拆除时需要根据箱梁安装顺序进行分组拆除，顺序为第一组→第二组→第三组。

试吊工作结束后，将2#箱梁顶升10cm，锁死油阀及吊杆上螺帽，同时使用方木将梁端垫实，留出支架拆除空间。

支架拆除流程：先将预制台座和方木拆除，然后切割分配梁和异形花架使第一组贝雷梁与其他两组分离，最后人工配合汽车吊和导链拆除分配梁、贝雷梁（承重梁与钢管立柱则无需拆除）。待2#箱梁安装完成后，按照上述流程分别进行第二组、第三组贝雷梁拆除，最后拆除剩余承重梁、剪刀撑和钢管立柱。

图4.1贝雷梁拆除示意图

⑵落梁

第一组贝雷梁完全拆除后，再次对落梁系统和临时结构各构件进行全面检查，完成之后即进行正式落梁。按照贝雷梁门式吊架工作原理所述进行落梁，为保证小箱梁在落梁过程中的安全，落梁时4台千斤顶需要满足同步性（即同力、同速），每次下落高度为100mm，且两端高差控制在5mm以内，边下放边拆除防落梁方木。箱梁下放至距设计位置5cm时，使用导链或平面千斤顶对梁体纵、横向位置进行微调，最后将箱梁下放至支座上方。

2#箱梁安装完成后，移动落梁系统，然后按上述步骤分别完成3#箱梁、4#箱梁的落梁工作。

4.2.4防落梁措施

保留的1#箱梁需采取防落梁措施，即在外侧翼缘板至盖梁挡块中间填塞200×200mm方木，同时在梁内侧吊装重物配重平衡外侧护栏重量，以确保此梁在施工过程中受力稳定，安全满足要求。

对于待落的三片箱梁，起吊、下放过程均在箱梁两端头下方堆码方木，以防止在该过程因操作不当梁体侧翻的情况发生。

图4.2落梁示意图

4.2.5施工注意事项

⑴预制支架拆除时由专人采集支架及梁体的监测数据，对比实际数据与设计数据，及时反馈支架的安全性能是否满足安全性能要求。

⑵每组吊装系统由专人操控，油泵通过三通管与两个千斤顶连接，千斤顶上设截止阀，以控制千斤顶的顶升、下放速度。

⑶千斤顶使用不得超载，其最大工作行程不应超过有效行程的75％。

⑷在梁体、门式吊架和预制支架上均设监控点，并由专业人员对落梁的整个过程进行监控量测，以确保下落过程主体结构和临时设施的安全性能满足要求。

⑸为防止落梁过程中4个千斤顶的同步性达不到要求，而发生梁体侧翻，落梁全过程需要做到统一领导，令行禁止，同时每下落一次由监控人员及时反馈下落高度。

⑹落梁作业严禁在大雨天、雾天、大雪天及六级以上大风天等恶劣天气和晚间进行。

5结语

使用该方法施工时需要对预制、落梁的每一个施工环节进行充分考虑，对工程中的重点难点分析及制定对策。对施工中先后工序干扰进行统一规划布置，采用局部分离式预制支架，解决了箱梁分片预制、独立落梁问题，减小工序衔接自由时差，优化了施工流程中的关键问题，缩短了整个施工周期。

小箱梁高位预制、独立落梁是一种比较特殊的施工方法，主要针对吊装场地、空间受限以及预制梁运输困难的情况。该施工方法采用的支架系统搭设简单、占地面积小，落梁系统易操作，最大限度的利用了常规施工工艺，降低了抢修工程的风险和难度，方便现场的管理。小箱梁高位预制、独立落梁在桥梁抢险工程中，能发挥出其快捷灵活、高效的特点，是一种合理有效的抢修施工方法。

参考文献

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