架桥机架设薄壁U型梁施工技术
摘要： 薄壁U型梁是一种引进国外先进理念设计的新型钢筋混凝土梁型，在南京至高淳城际轨道南京南站至禄口机场段工程成功运用，其具有抗压力强、减震、隔音、节约建筑材料、结构新颖、外形美观等特点，但其结构壁薄，底板最薄处厚度仅为260 mm，且为开口断面，抗扭刚度低，因此，U型梁的架设技术要求高，施工难度大。文章主要介绍了采用架桥机工艺架设薄壁U型梁的施工技术，为类似工程的施工提供参考。
关键词： 架桥机;架设工艺;薄壁U型梁
1、工程概况
南京至高淳城际轨道南京南站至禄口机场段工程，即南京地铁S1线，线路总体呈南北走向，土建TA02标主线高架起自禄口机场路基过渡段，止于禄口新城南站，高架线路全长约5.4km，由上海隧道工程有限公司承建。
上部结构标准梁主要采用预制30m长的U型简支梁(图1)。
该段桥梁直线段线间距为4.7m;曲线段半径为650m，线间距为5.1m。下部结构为单柱T型整体桥墩，预应力结构混凝土盖梁。该工程涉及的梁型较多，其标准U型梁的总高1.9m;宽度有3种：5.06m、5.205m、5.5m;跨度有4种：30m、28m、26m、25m。最重的U型梁的混凝土体积为73.1m3，理论梁重190t。
由于工程部分线路穿越横溪河和保税大道，如采用常规的履带吊或门式起重机吊装的'施工方法，施工时需要对河道和道路进行封闭。为了减少对周边环境及居民的影响，最终决定采用架桥机的方式，架设其中的72片单墩双线U型梁，架桥机施工的线路总长为1km。
2、DF50/200Ⅲ型架桥机
2.1 DF50/200Ⅲ型架桥机主要构成
DF50/200Ⅲ型架桥机主要包含主梁、1号支腿、2号支腿、3号支腿、起重天车、专用吊具等构造，此外还有液压系统、电控及动力系统等部件。
① DF50/200Ⅲ型架桥机主梁为双三角桁架梁结构，主梁长70.2m、2.8m、宽1.47m、重约117t;2根主梁横向中心距为9m;主梁顶面铺设供起重天车行走的轨道，前端设有桁架连接梁，尾端设有门式连接架;每节之间用销轴连接，单节最大长度为10m，重约6.5t。
②架桥机架梁时的前支腿(1号支腿)为刚架结构，上部采用横梁与主梁连接，支腿立柱可伸缩调节，下节伸缩柱下端设箱型梁结构，以适应末跨架设及坡道施工。
③2号支腿为架桥机中支腿，自上至下依次为吊挂组件、托辊轮箱、转盘、伸缩调节机构、横梁、支承刚架及其横移机构等。利用伸缩调节机构可调节支承高度;利用支承刚架结构支承在U型梁底板部位，同时支承刚架可沿横梁横移，以满足曲线梁施工需要。
④3号支腿为DF50/200Ⅲ型架桥机后支腿，由吊挂机构、伸缩机构及支承机构等构成。架梁时3号支腿支承在桥墩隐形盖梁上，作为后支点。
⑤起重天车由2套额定起重量120t的机组组成，各自独立，2台天车可同步进行起吊或走行，也可单台工作，以满足各种工况使用的要求。起重天车大梁两端连接纵移小车，小车由减速机驱动，减速机电机变频启动，实现无冲击平稳启动;起重天车大梁顶面设横移小车，横移范围为±3m;起重天车在架桥机主梁顶方钢轨道上自行。
⑥DF50/200Ⅲ型架桥机共有2套专用吊具，前后起重天车各1套，通过吊具均衡机构实现对预制梁的“4点起吊、3点平衡”起升系统，以确保4个吊点间均衡受力，使预制梁不受任何不平衡荷载所产生的扭矩。
⑦3套液压系统分别提供1号、3号支腿的升降，以及2号支腿的升降和横移。
⑧采用柴油发电机组给架桥机和运梁车供电，主控电源由主接触器、主过流继电器、天车及各行走机构过流继电器组成;整机纵移由中支腿上2组(4台)电机和运梁车8台电机来执行;天车由2台纵移电机和2台横移电机驱动，并设有天车超程及过流保护装置;每台运梁车由8台电机驱动，变频调速。
图2为架桥机主要部件构造图。
2.2 架桥机技术参数
DF50/200Ⅲ型架桥机主要技术参数见表1。
3、架桥机架设工艺
3.1 提梁
由于该工程U型梁重达190t，提梁采用2台MG100-45门式起重机双机抬吊。
3.1.1 提梁流程
①轮胎式运梁车通过运梁便道将U型梁从梁场运至提梁站门式起重机下的卸梁区;
②解除U型梁与运梁车的锁定;将门式起重机吊具的吊杆放进U型梁的吊梁孔;安装固定螺母;
③2台门式起重机天车同步提梁，将U型梁吊至桥上的轮轨式运梁车上;
④解除天车吊具，轮轨式运梁车将U型梁运至架桥机处架设。
3.1.2 注意事项
①为避免U型梁在吊装过程中受扭、碰撞，2台起重机在吊装过程中必须保持同步。
②起重机小车和大车采用可无级调速的变频电机驱动，在落梁就位安装时可做到微动调节，避免梁体碰撞。
③为避免梁体受扭，在其中1台天车的吊具上架设平衡梁，通过销轴与吊具梁连接(见图3)，从而实现4点起吊，3点支撑，使U型梁始终处于静定支撑状态。
3.2 桥上运梁
图4为轮轨式运梁车桥上运梁图。
提梁站将U型梁装载至桥上的轮轨式运梁车上后，轮轨式运梁车携梁通过预先铺设好的运梁轨道将U型梁运至架桥机下给架桥机喂梁。
3.3 30m标准跨架梁流程
标准跨架梁流程为：
运梁车喂梁;前天车提梁，与后运梁车同步行走;后天车提梁，前后天车同步提梁行走;天车行走到位，横移、落梁。
待U型梁安装完毕后，进行2号支腿部位桥墩盖梁横向预应力束终张拉。
3.4 落梁工艺
工程采取目前国内高速铁路桥梁架设的通用落梁方法：将支座垫石的设计标高降低20～30mm，在落梁时采用液压千斤顶作为临时支点，U型梁首先支承在4个临时支点上，其中一端的2个液压千斤顶采用1台泵站控制，由1根主管路通过三通阀连通起来，形成理论上的1点支承布置，另一端的2个液压千斤顶分别由2台液压泵站控制，形成2点支承，从而实现U型梁整体的4点支承3点平衡(见图5)。
落梁时通过临时支点千斤顶调整至设计标高，采用快硬早强自流平灌浆材料在支承垫石与支座底面之间填实，当灌浆材料强度达到设计允许的强度后，临时支座千斤顶卸荷，U型梁重量支承转换至正式支座上，架桥机即可向前纵移过孔。