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1、高速公路悬臂工字钢梁架桥机架设工法1、前言在公司承建的高速公路钢桥梁工程悬臂工字钢梁架设施工中，为了解决了悬臂钢梁采用架桥机架设就位的技术难题，对钢混工字钢梁架设技术进行优化和创新，新设计改造的架桥机结构简单、紧凑，实施方便，中托可起到架桥机过孔时的中间支撑作用，使得前、后支腿过孔时不需要配备配重装置，并且优化了架桥机的结构，取消了架桥机的前腿横移机构，将前支腿支撑在桥墩的混凝土盖梁挡墙上，解决了悬臂钢梁采用架桥机架设就位的技术难题，结构轻巧简便，施工环境清洁，可促进可持续发展，提高了作业效率，节省工程造价。2、工法特点2.0.1设计了一种施工建造用工字钢梁翻转装置，能平稳固定工字钢梁，方便调
2、节工字钢梁的位置，并对工字钢梁进行快速翻转，方便快捷，安全可靠。2.0.2设计了一种大型工字钢梁专用吊具，实现工字钢梁方便在不同工位间吊运，保护了钢板表面，提高了施工效率。2.0.3对传统架桥机进行优化改造，改造出了一种新型的、大跨径架桥机。改造后，中托可起到架桥机过孔时的中间支撑作用，使得前、后支腿不需要配重。取消架桥机的前腿横移机构，将前支腿支撑在桥墩的混凝土盖梁挡墙上，解决了悬臂钢梁采用架桥机架设就位的技术难题。2.0.4设计了一种钢混工字组合梁低温焊接防风保温棚，该装置具有通用性，结构简单、操作安全方便，能提高工字钢梁冬季低温施焊效率。3、适用范围本工法适用于大批量悬臂工字钢混组合桥梁
3、架设，推广应该也适用于钢结构桥梁的开口槽型钢梁、钢箱梁等具有工字钢梁或T形钢梁结构设计的钢桥架设，可推广应用到类似结构形式钢梁的架设施工中。4、工艺原理钢混工字组合梁桥悬臂钢梁安装架设主要包括桥墩支座安装、钢梁现场二次拼装、钢梁倒运、架桥机改造设计、架桥机组装、架桥机过孔、钢梁架设等工序，成了一整套架桥机架设工艺流程。主要是利用改造后的架桥机进行钢梁架设，操作简单，便捷，减少了大量的人工和设备消耗，且大大降低成本施工。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程钢梁架桥机架设工艺流程如下图5.1-1所示。图5.1-1施工工艺流程图5.2 操作要点5 .2.1施工准备主要包括现场吊装设备、运梁
4、车、架桥机、施工布置、设备材料准备等，应适时做好各个相应施工工序的准备工作。6 .2.2桥墩支座安装首先对支撑垫石坐标和标高进行复测，后将地脚螺栓穿过支座底板的锚栓孔与套筒、下螺杆连接在一起，把套筒螺杆另一端插入锚栓预留孔中。在下支座板四角用钢楔块调整支座水平，并使下支座板底面高出桥墩2030mm,找正支座纵、横向中线位置，用无收缩高强度灌注材料灌注锚栓预留孔及支座底面垫层，墩台支座设计中心线与支座底板中心线对齐，定出各个支撑垫石的中心位置，然后用环氧树脂砂浆将支座与垫石锚固在起。5.2.3钢梁现场二次拼装在拼装场地布置适用、可靠的接长胎架，根据每一联需拼装的主纵梁实际数据，在胎架上布置调平垫
5、块，用以调整实现主纵梁所需要的竖曲线及预拱度，将需进行拼接的主纵梁分别吊入接长胎架上，分别用水准仪、磁力线坠、钢丝等工具测量调整接长杆件的线性及垂直度。根据需拼装的线形，在胎架上加设调平垫块或H型钢短柱，完成胎架的拼装线形设置，并在2根主梁的单侧设置横向限位挡块。分别将纵梁吊装至拼装胎架上，并二次对线形进行复核，无误后，利用大型工字形钢梁专用吊具以及工字钢梁翻转装置，再分别吊装横梁及横向联系，并进行临时固定。按照焊接工艺要求施焊所有焊接区域，打磨清理干净彻底焊疤、飞溅等，按要求对焊缝区域进行无损检测，检测合格后除锈、油漆补涂。工字钢梁安装现在进行翻身、吊运等通常采用的方法为在工字钢梁腹板上焊接
6、固定临时吊耳，用吊车进行翻身、吊运。此种方法需在腹板侧增加临时吊耳后再进行去除，损伤母材，增加了打磨工作量；同时在翻身的过程中，可能造成工字钢梁变形，且安全性较差。针对该问题，设计了一种大型工字钢梁专用吊具以及一种施工建造用工字钢梁翻转装置。无需在工字钢梁腹板侧焊接固定临时吊耳，大大减少工作量，对工字钢梁腹板无任何损伤，且在翻身及吊运过程中安全可靠图5.2.3-1大型工字钢梁专用吊具图5.2.3-2一种施工建造用工字钢梁翻转装置钢梁二次拼装并检验合格后，用拼装梁场的龙门吊，利用大型工字形钢梁专用吊具将钢梁吊运至运梁车上，通过运梁车将钢梁运输到架桥机的位置。5.2.4架桥机改造设计钢梁各段分梁片
7、（两工字梁为一组）进行架设。本工程钢梁长度标准不统一，每联之内A段、B段钢梁悬出桥墩6.87m,段间接缝不处于盖梁中心，且钢梁幅面宽度几乎等同于盖梁内开裆尺寸，架桥机前支腿无法布置于盖梁梁面上，只能考虑布置于盖梁两侧的挡墙上。单段钢梁分三次架设，先架设1-2号梁片，再架设3-4号梁片，最后架设中间的端梁、中横梁和横向联系。先完成单幅面钢梁的架设，再将架桥机退回至起点，并通过横移轨道将架桥机移至另一幅面进行钢梁架设。本方案架桥机为非标准产品，需对前支腿最大承重进行验算（吊梁时吊点不对称，分梁片吊装时前支腿受力不对称）。依据桥梁安装高度及现场地形条件，讨论并形成了对原有架桥机进行技术改造或重新进行
8、设计的可行性方案。对架桥机前支腿受力情况分析：对架桥机过孔和架梁进行模拟分析；模拟架梁工况,后天车吊点设在距梁段2.5m处，前天车吊点设在距梁段9.45m处，如下图5.2.4T所不O前天车A 段(6.79)Pe=jl1,Pn295r34840Tl、前支腿图5.2.4-1架桥机改造示意图经分析并模拟后，对原有架桥机进行了技术改造设计，改造出了一种新型的、大跨径、满足悬臂结构钢梁的架桥机。新设计改造的架桥机的中托可起到架桥机过孔时的中间支撑作用，使得前、后支腿过孔时不需要配备配重装置，取消架桥机的前腿横移机构，将前支腿支撑在桥墩的混凝土盖梁挡墙上，优化了架桥机的结构，提高了作业效率。5.2.5架桥
9、机组装架桥机采用JQJ160t40A3型架桥机，架桥机总长度80.5m,额定起重量160to架桥机共有3个支腿，分别为前支腿、中支腿及后支腿，架梁状态时，架桥机由前支腿、中支腿及后支腿受力，反托在架桥机过孔时使用。钢梁组拼完成后，横桥向外到外宽度为13.4米，为使钢梁能够顺利通过，架桥机主桁架中心间距定为11.4mo架桥机由起重行车、主横梁、主横梁纵移台车、纵导梁、后支腿、后支架、中支腿、反托、前支架、前后横移轨道、导梁横联、液压系统、电气系统等部件组成。先将主横梁、纵导梁，起重行车及其相关配件在跨下组拼成几个单元，再利用两台龙门吊配合在前、中支腿上整体吊装完成。5.2.6架桥机过孔架桥机拼装
10、完毕后，检查各机构的运转情况。将主梁调节至水平状态，做好过孔准备。架桥机前支腿及后支腿同时顶升，使架桥机主梁脱离中托系统。架桥机中托系统自动行走至前支腿后方，然后将前后支腿液压系统下落，使主梁落至中托系统反拖轮组上。铺设钢轨，架桥机前腿提升，天车移至尾部，桥机准备过孔。架桥机通过后支轮箱组和中托反拖轮箱组的驱动下自平衡过至下一孔，同时利用中托横移系统做横向调整至桥墩正上方完成过孔。5.2.7钢梁架设运梁小车将钢梁运至架桥机架设位置后，用架桥机前天车将工型钢梁在前吊点处提升，使其脱离前运梁平车。架桥机前天车与后运梁平车配合送梁前行，直至工型钢梁后吊点进入后天车可起吊作业面，后天车吊起钢梁。架桥机
11、前后天车配合前行将工型钢梁吊至待架设位置。架桥机前后天车配合利用天车横移系统将工型钢梁安装就位，钢梁架设完成。1 .架桥机就位。架桥机架设钢梁时前支腿落在前一桥墩的挡墙上，中支腿及后支腿通过横向分配梁落在已架设好的钢梁上。2 .钢梁挂钩。1#、2#天车移动至架桥机尾部，待钢梁前端进入尾部后先将2#天车与钢梁挂钩，2#天车与后端运梁台车同步前移，钢梁后端前移至一定位置时，1#天车与钢梁挂钩，2台天车稍稍提起钢梁，运梁车退出。由于钢梁分段情况在吊装时会出现前段悬臂出6米，为了使钢梁吊装过程中架桥机平衡受力，1#和2#天车在距离钢梁端头8米处设置吊耳进行吊装。3 .钢梁前移。用2台天车同步提梁前移，
12、向安装跨方向移动，前移过程中，两台天车应同步，若梁体晃动，应停止前移，待钢梁稳定后再平稳前移，前移速度不得大于3mmino4 .落梁。钢梁前移至安装跨正上方时，后端对准上一节段钢梁基准线，前端对准支座垫石中心线，初步对位后缓慢落梁至距垫石顶面50cm,前端安装临时支撑千斤顶。5 .钢梁位置调整及加固。临时支撑千斤顶布置在中横梁或端横梁顶升加劲处，盖梁顶面设置2个35t螺旋千斤顶，千斤顶底部设置砂筒。根据盖梁顶面高程及梁底高程初步计算砂筒高度，钢梁前端落在千斤顶上，后端采用码板与前一节段钢梁初步固定。标高调整利用钢梁前端利用千斤顶，横桥向位置调整可在中横梁或端横梁侧面焊接竖向槽钢，千斤顶支撑在支
13、座垫石侧面，通过千斤顶来微调横桥向位置，钢梁调整完成并经测量验收合格后，后端码板固定限位，前端千斤顶暂不拆除。6 .钢梁对接面焊接及涂装。钢梁安装位置调整完毕并进行临时固定后，对钢梁节段对接处焊缝焊接施工。钢梁安装架设施工高峰时段为冬季，低温和大风会对施工进度以及施工质量造成一定的影响，焊接质量及效率降低，且安全性较低，该问题，设计了一种钢混工字组合梁低温焊接防风保温棚，该装置具有通用性，结构简单、操作安全方便，能提高工字钢梁冬季低温施焊效率。焊缝验收合格后，且支座底部灌浆料达到设计强度后，拆除调位千斤顶及辅助设施，完成油漆涂装工作。6、材料与设备7 工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表
14、6-1。表6-1工字钢混组合桥梁架桥机架设设备配置表序号设备名称设备型号单位数量1架桥机JQJ160t40台12运梁车50t台、23汽车吊25t台14龙门吊50t台25二；*IOt台若干6手拉葫芦.51台若干7C02气体保护焊机HYJ-800台38交直流焊机CDMP2012台29碳瓠气刨0B-800/3RL-E台210空压机Q2025-12台211焊条烘箱QD405t-27m台212打磨机QD203t-27m台67、质量控制7.0.1钢梁现场拼接质量控制措施：（1）拼装台平整坚实，无沉降。顶部高程、线型满足设计要求。（2）钢梁在加工厂分段时设定位装置，现场拼接严格对位焊接。（3）按要求对缝口进
15、行清理。搭设风雨棚满足现场焊接条件。（4）对焊接人员、焊接工艺严格按规定办理。（5）严格焊材和仓储管理，焊材现场烘干、保温严格按要求进行。（6）焊缝检查严格按规范进行。7.0.2支座安装质量控制措施：（1）支座垫石施工严格控制地脚螺栓孔预埋精度，防止螺栓孔偏位导致支座无法安装。（2）严格支座垫石施工时标高、位置。（3）支座安装时采用水平仪超平，四角高差不得超过2mm,确保支座水平。（4）支座下螺栓灌浆料未达到强度时，支座顶面不得加载重物。（5）支座安装时，技术人员应认真熟悉支座安装要求，防止安装错误。（6）支座吊装时应稳固牢靠，防止支座损害。7.0.3钢梁架设质量控制措施：（1）临时支座高度应
16、根据安装跨横、纵坡进行仔细计算，避免临时支座高度过大影响钢梁安装。（2）钢梁安装就位后，测量人员复核钢梁横桥向、顺桥向位置，若偏差过大，应重新就位安装。（3）临时支座灌浆料未达强度时，不得拆除梁端千斤顶。（4）钢梁安装前应对钢梁拼装质量进行验收。（5）钢梁吊装过程中应加强观察，避免钢梁磕碰，导致钢梁受损。（6）钢梁吊装过程中应加强对梁体涂装的保护。8、安全措施8. 0.1建立健全安全检查监督机构，负责施工现场的安全管理工作，成立以项目经理为第一责任人，安全总监抓落实的安全管理体系，安全管理办公室设专人负责本标段的安全生产管理工作，与生产管理、质量管理相互协调，形成安全、质量、生产三套体系，相对
17、独立，互相制约，共同促进生产。9. 0.2彻“以人为本，安全第一，综合治理”的思想，做好施工过程中的施工安全保障工作；一旦出现安全事故，及时采取有效措施进行处理。10. 0.3每周执行安全大检查。为保证工程项目的顺利进行，钢梁架设班组在每周四下午与安全员一同进行安全生产大检查，并针对违规违章者进行安全教育及相关处罚，真正做到了钢梁安装期间零安全事故。11. 0.4安全生产标准化。对安装架设现场进行安全标准化管理，设置各种安全标示标牌，布置安全护栏，钢丝绳及吊卡具统一码放。12. 0.5大中型机械设备在施工过程中，严格按机械规程做好日常维护及保养，并做详实记录。9、环保措施13. .1在施工过程
18、中，严格遵守国家和地方政府有关环境保护的法律、法规和规章制度，制定环保规章制度，加强施工材料、油料、废水、废渣、废气以及垃圾等的控制和治理。14. .2施工现场材料必须做到分类摆放，整齐有序。施工用风水管线布置平顺，整齐。各种标识、标牌要求醒目、清楚、齐全，整洁文明，做到工完场清。15. .3严格执行设备安全操作规程，每台设备专人操作和专人维修保养；设备运转期间，操作人员不得离开岗位。10、效益分析采用新改造设计的悬臂工字钢梁架桥机，较为先进的大型钢结构施工设备，结合安装现场作业的管理模式，施工效率提高40%以上，实现了在较短的时间内安全、高效的完成2.3万吨钢结构桥梁的架设任务的目标，节约成本约210万元。在提高工效的同时降低了钢梁架设成本，对成本控制起到了关键作用。
