小半徑T梁架設關鍵技術研究

楊昭慶，魏國濤

中交一公局集團有限公司，北京 100024

高速公路小曲線半徑橋梁由于地形起伏較大和支架搭設較難而采用預制結構，增加了梁片架設的難度。小半徑T梁架設時架橋機過孔旋轉角度較大，可改裝伸縮式或可旋轉中支腿實現大角度旋轉；過孔時前支腿無法同時落于蓋梁上，可通過加寬蓋梁、搭設牛腿托架、鋼管支架等作為臨時支撐，但是增加了工程成本。因此，有必要研究如何突破采用常規架橋機進行小半徑T梁架設時無法大角度旋轉過孔和邊梁難以落梁到位的技術瓶頸。

1 小半徑T梁架設工程概況

某山區高速公路樞紐互通包含6座匝道橋，橋梁最大縱坡為4%，最大橫坡為5%，上部結構采用預制T梁。其中，5座匝道橋涉及小半徑40m預制T梁架設，最小平曲線半徑包含155m、175m、200m、230m四種不利工況，架橋機過孔時需旋轉7°～15°。

2 架橋機過孔和邊梁落梁方案

2.1 架橋機旋轉過孔

雙導梁架橋機旋轉通過以下兩種方式。

（1）主梁前移后，利用中支腿、后托輪支撐架橋機，后托輪位置固定，橫移中支腿時，架橋機以后托輪為轉點實現旋轉，如圖1所示。

圖1 橫移中支腿旋轉（單位：m）

（2）以中支腿為支點，后端天車鋼絲繩配重拉力提供抗傾覆力矩，一側主梁固定在中支腿位置，另一側前進或后退也可實現旋轉，天車同步移動保持配重拉力處于豎直受力狀態。單側主梁前進與另一側主梁后退交替進行，以此釋放擠壓應力和消除彈性變形，確保架橋機穩定性，如圖2所示。

圖2 單側主梁移動旋轉

當第一種旋轉方式中支腿橫移至極限位置或限位板間隙較小無法繼續旋轉時，可采用第二種旋轉方式。但是，第二種旋轉方式的旋轉角度會受主梁與限位板間隙限制。為了保證架橋機的穩定性，主梁與驅動輪滑槽間隙不宜過大，超出角度限值將造成滑槽切削主梁甚至擠壓破壞。單次旋轉總角度超出10°時，需要調整中支腿或滑槽角度再次旋轉到位。

2.2 旋轉過孔方案

（1）旋轉過孔思路。該工程與常規架梁過孔的主要差異在于配重和旋轉。由于采用鋼絲繩兜住已架設T梁作為配重，為了防止兜梁拉力對T梁產生結構破壞，需要在兜梁吊點附近施加相應荷載。

通過分析架橋機旋轉機理可知，第一種旋轉方式受橋梁寬度和滑槽間隙影響，中支腿橫移距離較小，當中支腿與后托輪距離過小時容易造成架橋機失穩。因此，設定中支腿與后托輪間距18m，參照大車轉小彎時先靠外側再向內側切彎的原理，將架橋機盡量靠近外邊梁，以增大中支腿橫移距離，從而實現旋轉角度最大約6°。此時需要采用第二種旋轉方式繼續旋轉，通過提前預設中支腿或滑槽角度，循環往復前移或后退單側主梁，旋轉4°～5°使累計旋轉角度達到10°。前支腿內外兩側可落于前方蓋梁上，利用前支腿、后托輪支撐架橋機，調整中支腿角度。最后，再次將架橋機翹起，繼續運用第二種旋轉方式將架橋機旋轉至與待架梁片平行。

（2）旋轉過孔步驟。以155m小曲線半徑架設40m預制T梁，架橋機過孔旋轉角度達到15°的最不利工況為例進行分析，過孔旋轉采取6°+4°+5°的方式，具體步驟如下。

第一，架橋機靠邊。架橋機靠近外邊梁，目的是增大旋轉時中支腿橫移距離和架橋機旋轉角度。上一跨小半徑架梁時，架橋機喂梁貼近內側，可通過外移架橋機→前移后托輪→前移中支腿、后托輪→外移架橋機→中支腿前移，使架橋機貼近外邊梁，同時具備后托輪支撐空間。

第二，架橋機前移30m。架橋機長度68m，主梁前移18m，起重天車后移，再次前移主梁12m，后端配重不致傾覆。

第三，旋轉6°。主梁前移30m時天車、后托輪等均在架橋機尾端，此時后托輪距中支腿距離過大，橫移相同距離旋轉角度偏小，因此需要將后托輪和天車前移至距離中支腿18m左右。將中支腿向內橫移1.86m，架橋機以后托輪為轉角點旋轉6°。

第四，過孔10m至橋臺。天車鋼絲繩提供拉力防止架橋機傾覆，放置壓梁配重防止梁片產生結構破壞。架橋機主梁前移10m至前方橋臺，內側前支腿位于蓋梁上方，外側前支腿仍處于懸空狀態，距離橋臺側墻3.7m。

第五，旋轉4°。后續旋轉時逐步調整天車位置和鋼絲繩拉力保持豎直受力和主梁平衡。關閉內側導梁電機，外側主梁前移旋轉1°后，關閉外側導梁電機，內側主梁后退旋轉1°，如此循環往復。架橋機旋轉4°，主梁與限位板已無間隙用于旋轉，前支腿兩側均可支墊在前方橋臺上。

第六，調整中支腿角度旋轉5°到位。前支腿軌道和后托輪就位，緩慢松開天車鋼絲繩，利用前支腿、后托輪支撐架橋機，調整中支腿角度與待架梁片垂直。去掉后托輪，加大天車鋼絲繩兜梁拉力使前支腿高出橫移軌道20～30cm，此時架橋機由中支腿支撐，天車鋼絲繩提供抗傾覆拉力保持平衡。采用第二種旋轉方式繼續旋轉5°，與待架梁片平行。旋轉過程中需要變換鋼絲繩兜梁的梁片時，可放下前支腿進行臨時支撐再調整。旋轉結束后調整架橋機姿態以便喂梁。

2.3 邊梁落梁

小轉彎半徑施工點，將T梁架設順序調整為外邊梁→外次中梁→內邊梁→內側中梁→中梁。落梁時內側邊梁就位較為簡單，不再贅述。外側邊梁落梁時，前支腿需超出蓋梁邊緣，中支腿需超出邊梁肋板。通過計算前支腿和中支腿支點的受力情況，進而計算其抗傾覆穩定系數，確保外邊梁落梁時架橋機結構安全。經受力驗算，外邊梁落梁時架橋機抗傾覆穩定系數滿足要求。路面有橫坡時，高邊支墊需確保外邊梁邊緣不致被壓壞。

2.4 特殊工況受力驗算

過孔至橋臺后需要旋轉時，天車拉力偏載情況不明顯。旋轉結束后，受兜梁吊點限制，鋼絲繩拉力存在偏載，需要2臺天車同時不均勻受力使主梁保持平衡。首先計算旋轉前不存在偏載時鋼絲繩受力情況，然后分析旋轉后偏載情況，再通過前后天車分別施加拉力，并根據拉力作用點偏移情況，以內外兩側主梁力矩平衡計算前后天車拉力值。最后，計算滿足1.3倍抗傾覆安全系數時的鋼絲繩拉力或配重值。經計算可知，在旋轉過程中，逐漸增加前天車拉力，同時釋放后天車拉力，即可保持架橋機平穩旋轉。

3 小半徑過孔實施及效果

該項目小曲線半徑橋梁旋轉過孔按照架橋機靠邊→過孔30m→橫移中支腿旋轉5°～6°→循環移動單側主梁旋轉3°～5°→過孔至前方蓋梁→調整中支腿角度再循環移動單側主梁旋轉4°～5°到位→部分拆除后端主梁七大步驟進行，需要注意以下方面。

（1）當旋轉角度＜13°時，架橋機累計旋轉8°以下可實現前支腿兩側均到達前方蓋梁。因此，中支腿前移可一次到位。部分橋跨無須拆除最后一節主梁即可喂梁。

（2）針對旋轉過孔偏載問題，需要進行梯度支墊，確保架橋機水平。若在旋轉時主梁上翹并離開后托輪上任意接觸點，天車鋼絲繩必須再一次收緊。通過計算可知，為了防止鋼絲繩兜梁對梁片產生結構損壞，增加的配重最重約為20t。

（3）當T梁運輸時橫坡較大時，運梁車低邊可采取鋪墊措施。喂梁時需要橫跨梁片，除橫隔板、濕接縫鋼筋連接外，需要采用厚度3cm鋼板鋪墊濕接縫，防止運梁車側或已架T梁側翻。

通過工效統計，常規橋梁過孔4～5h，小半徑過孔10～15h。該項目共完成15跨小曲線半徑橋梁旋轉過孔和T梁架設，旋轉角度7°～15°，再一次印證了該方案的安全性和可操作性。

4 結束語

在面對小半徑T梁架設時，該項目并未采取增加牛腿托架、加寬蓋梁、設置鋼管支架等輔助措施。主要通過對過孔實施步驟的研究，充分發掘和利用雙導梁公路架橋機的潛能，采用分步旋轉過孔法完成15跨小曲線半徑T梁架設，實現了常規雙導梁公路架橋機架設155m曲線半徑上40m預制T梁的突破，為小半徑T梁架設提供參考經驗。同時，為類似工程施工提供了理論依據和實踐數據。