双层高架桥预制梁安装关键技术

周筱留 李锦锦 潘丹丹

（浙江新中源建设有限公司，浙江 宁波 315000）

1 工程概况

宁波机场快速路南延工程采用“高架主线+辅道”的建设形式。主线建设标准为城市快速路，设计车速80km/h，标准段采用双向6 车道；其中明州大道～中山东路与宁奉城际线共建（约11.6km），采用双层高架形式，上层采用预制小箱梁结构，中层采用预制U 型梁结构，由上而下为高架道路、高架地铁、地面道路。

预制小箱梁、U 型梁跨径具体分为26m、29m、30m、35m；小箱梁梁高分别为1.6m 和1.8m，单片重量98.25-134.25t；U 型梁梁高为1.875m，单片重量157.75-211.25t。跨径35m U 型梁断面如图1。

图1 跨径35mU 型梁（跨中）标准断面图

2 双层高架预制梁吊装需要解决的关键技术

双层高架预制梁吊装不同于普通高架预制梁吊装，不仅仅需要综合考虑预制梁重量、跨径、周边环境等常规因素，双层高架预制梁吊装尚有以下几个难题：

1、上层预制小箱梁与中层预制U 型梁安装顺序如何协调和安排？

2、中层预制U 型梁运输方案问题，是设立提梁站梁上运梁，还是跨内直接提升安装？

3、架桥机选型问题，是统筹兼顾上层预制小箱梁和中层预制U 型梁需求，还是上层预制小箱梁和中层预制U 型梁各自选择独立架设系统？

4、预制U 型梁采用先张预应力薄壁构件，单片U 型梁宽度为510cm，壁厚最薄处仅26.5cm，重量高达211.25t；U 型梁吊装过程中易产生扭曲变形，吊装过程须采取可靠措施，避免构件扭曲、损伤。

5、U 型梁吊装作业时，梁体如何通过上盖梁到达设计位置？预制U 型梁设计预留吊装孔距离端部1.7m，而上盖梁宽度最大为3.25m；如果采用梁上运梁架设方案，吊装钢丝绳会遇到上盖梁阻隔，无法通过架桥机把U 型梁移运到架设位置；如果采用二次更换吊点方案通过上盖梁，则二次吊点需要相距至少3.5m，这样二次吊点距离端部达到5.2m，U 型梁先张预应力结构不允许吊点距离端部这么远。

3 双层高架预制梁安装总体方案

3.1 总体架设方案比选

同一跨内上层小箱梁与中层U 梁架设有三种方案，各有优缺点，如下：

方案一，先架设上层小箱梁后架设中层U 梁。该方案先采用架桥机把上层小箱梁架设完成，然后架桥机移位至中层U 梁架设位置，在架设中层U 梁前把架设好的中间两片小箱梁临时移位，把U 梁架设所需空间腾出来，待U梁架设完成后，再把中间两片小箱梁归位。

方案二，先采用架桥机架设中层U 梁，然后用同一台桥接件架设上层小箱梁，逐跨同步推进。

方案三，上层小箱梁、中层U 梁各自独立架设。该方案上层小箱梁、中层U 梁采用两套相互独立的架设系统，上层小箱梁采用架桥机跨内起吊独立架设，中层U 梁采用特制架桥机梁上运梁专业架设U 梁。

表1 总体架梁方案对比表

本工程共8 个标段U 型梁预制由建设单位统一招标，预制厂产能日产预制U 型梁1 片；小箱梁由各标段自行预制，各预制厂产能为日产小箱梁2～3片；笔者所在标段下部结构进度最快，小箱梁、U 型梁吊装受预制厂供应影响较小，如果采用方案三则特制矮型架桥机摊销费用较高，因此选择费用较省的方案二；其他标段在架设过程中由于U 型梁逐标段预制架设，其余标段小箱梁存梁场地有限，不得不选择方案一，先吊装小箱梁，解决小箱梁预制场存梁量不足的问题。

3.2 架桥机选型

架桥机选型在综合考虑跨径、起吊重量、起吊空间等因素的基础上，须充分考虑本项目上层小箱梁和中层U 型梁两种梁型架设需求。综合比较后选择JQG250t-40m（200t-50m）型架桥机，该型号架桥机拥有两种工况：（1）起重量为250 t 时，最大架设跨度为40m；（2）起重量为200 t 时，最大架设跨度为 50 m。

3.3 U 型梁提升运输方案

U 型梁桥采用提梁站提梁，梁上运梁方案。

4、架梁顺序，根据两种梁型预制进度和预制场存梁能力合理选择架梁顺序；由于U 型梁厂产能与小箱梁预制场产能不匹配，为保证吊装顺利实施，小箱梁需要适当提前安排施工。

4 预制U 型梁吊装方案

由于U 型梁重量重，截面大，抗扭性能差，设计院严禁采用跨内高低吊施工方案，须在合适的位置设置提升平台。根据梁体重量选择起吊起重机，采用260t 履带吊与400t 汽车吊各一台双机抬吊35m 以下U 型梁，260t 履带吊与500t 汽车吊各一台双机抬吊35m 跨径U 型梁，进行梁板提升。

4.1 提梁站设置

双层高架Pm292～Pm295 跨越现状四明路路口，施工期路口封闭，中层U 型梁为三跨一联（30+50+30）现浇连续U 型梁，对应的上层结构为（30m 小箱梁+50m钢混叠合梁+30m 小箱梁）。在Pm293～Pm294 跨间设置一个提升平台，预制U 型梁提升后放置在已施工完成的现浇U 型梁上，通过运梁平车运输至待安装区域。

4.2 运梁平车设计

4.2.1 运梁平车结构

通过计算分析采用两片U 型梁运输一片U 型梁，已架设好的U 型梁内布置单轨，轨道型号P43，单轨铺设位置设定在两片U 型梁中心线附近，运梁平车通过铺设的轨道行走。为解决U 型梁架设时通过上盖梁阻隔问题，本方案对传统的前后分离独立结构运梁小车进行优化改进，采用新型整体式结构运梁平车运梁。U 型梁临时放置在运梁平车上，向架设跨方向悬挑，使U型梁吊点越过盖梁，便于架桥机与U 型梁吊点连接；并在运梁小车主梁梁端设置枕梁限位。运梁平车上设置运梁小车，用于U 型梁向前输送，调整吊点。

运梁平车总长32m，主要部件包括有台车组（4×26.65=10.66kN•m）、移动托架梁体结构（467.24kN•m）、枕梁（21.60kN•m）、运梁小车（33kN•m）、供电系统及控制系统等，平车总重量为628.44kN•m，如图2 所示。

图2 运梁平车纵断面图、标准断面图

4.2.2 运梁平车倾覆稳定性验算

U 型梁纵移至平车前端，后端吊点尚未起吊前，运梁平车倾覆稳定性最差，其受力模型如图3 所示。

图3 运梁平车稳定性验算受力模型图

4.3 架梁工艺流程

1、运梁平车把U 型梁运输至架设位置前一跨。

2、运梁平车纵移，使U 型梁前端吊点超出架设跨的上盖梁；架桥机前天车纵移，让架桥机前天车与吊点处于同一铅垂线上，前天车与U 型梁前吊点连接。

3、架桥机前天车向前纵移，运梁平车上方运梁小车同步纵移，将U 型梁向前输送，输送至U 型梁后端吊点超出架设跨的上盖梁，调整架桥机后天车位置，使天车吊钩与U 型梁后端吊点处于同一铅垂线上，后天车与吊点连接。

4、前后天车同步起吊，使U 型梁脱离运梁小车10cm，观察，稳定后运梁平车、运梁小车后移，运输下一片U 型梁。

5、架桥机纵移、横移，调整U 型梁位置，前后天车同步落梁，将U 型梁安装到位。

图4 中层U 型梁安装流程工艺图

4.4 架梁注意事项

4.4.1 吊点设置及吊具

U 型梁每端设置2 组共4 个吊点，距离梁端分别1.7m 和2.1m，吊点距离U型梁中心线1.35m。吊具采用扁担专用吊具，吊杆采用M60 螺杆，如图5 所示。

图5 吊具设计实况图

吊具安装前仔细检查钢丝绳、卡扣等，螺栓安装完成后采用电动扳手进行拧紧，并检查无误后方允许进行试吊。吊具的螺栓拆除时，需使用登高车辅助进行作业，确保作业人员安全。

4.4.2 支座及配套设施

U 型梁运输到现场后先将支座安装在U 型梁底部，限位板与支座安装同步进行，在U 型梁提升前，将支座、限位板等安装完毕。

3、运梁平车行进至架梁位置前，密切关注前台车车轮位置，避免车轮行驶出轨道端头。

4、当梁体纵向位置符合下落的条件时，将梁体高度降低，使梁体与支座间保持20～30cm 距离为宜，然后进行横移。

5、每一步正式起吊前，均需进行试吊检查，确认安全后方可起吊、位移。

6、运梁轨道铺设时，在轨道两侧采用钢筋电焊固定，必要时，钢筋分布加密；当轨道底部与钢轨有空隙时，可采用钢板进行钢轨调平。

5 上层预制小箱梁吊装方案

5.1 工艺流程

预制小箱梁吊装工艺采用跨内起吊方案，工艺流程如下：

1、运梁车将小箱梁运输至架设跨立柱外侧，架桥机前后天车移位至小箱梁正上方。

2、架桥机前后天车同时提升，把小箱梁提升至上盖梁底部，停止提升。

3、后天车停止，前天车继续提升，形成前高后低的模式。

4、待小箱梁一端高出上盖梁后，前后天车同步向前纵移，使小箱梁后端也高出上盖梁。

5、调整前后天车，使小箱梁水平，然后横移精调位置，架设到位。

5.2 小箱梁吊装注意事项

1、保证预制小箱梁高低吊安装时倾斜角度不大于14 度。

2、起吊时密切观察小箱梁与盖梁、架桥机相互关系，避免碰撞。

6 结束语

针对宁波机场路南延工程双层高架预制梁架设的工程特点，研究了双层高架中层U 型梁、上层小箱梁架设顺序，创新了整体式运梁平车，解决了U型梁架设过程中上盖梁阻隔问题，并对上层小箱梁、中层预制U 型梁吊装工艺、关键节点进行了详细论述；本工程架梁工作的顺利实施验证了方案的可行性，成功的案例为类似工程施工、技术研究提供了参考。