高墩大跨桥梁快速施工机械设备的配套技术

桥　梁

高墩大跨桥梁快速施工机械

设备的配套技术

王清明1　陈鉴恩2

(11中国铁道建筑总公司科技部　北京　100855;21中铁第十七工程局四处　山西榆次　030600)

摘　要　介绍了用于高墩大跨桥梁快速、安全施工机械设备的配套及选型原则,并结合内昆铁路4座大桥各自的特点,介绍了机械设备的配套应用。

关键词　高墩　大跨度桥梁　快速施工　机械设备

1　概况

内昆铁路是西部大开发、加快中西部地区经济

发展的主要通道之一,国家重点建设项目,位于云贵高原,山高谷深,地形起伏,地势险峻,沟谷纵横、深切。全线高墩林立,仅昭梅段138km的铁路超过50m的高墩桥梁就有10座、32个桥墩,其中超过100m的高墩桥梁2座、3个桥墩,特殊结构的大跨桥梁4座。通过对高墩大跨桥梁机械设备配套技术的研究和应用,在施工方案确定和桥墩模板设计合理的前提下,合理的机械设备配套是高墩大跨桥梁快速施工的关键。

同,这里主要对高墩施工的垂直运输设备进行研究。随着桥墩高度的增加,材料、机具、混凝土的提升难度加大,施工作业人员上下困难,垂直提升的问题就显得非常突出,解决不好,工作效率将非常低。而一般桥梁垂直提升设备不能完全适应高墩的需要,因此必须选配适应高墩要求的机构设备,才能确保高墩安全高效快速施工。

根据机械设备的配套原则,在充分调查市场机械设备性能的情况下,确定垂直提升设备为:材料、机具采用塔式吊机,人员、小型工具选用工业电梯,混凝土输送主要采用混凝土输送泵。在工期特别紧张、垂直运输量特别大的花土坡和李子沟2座特大桥采用缆索吊机辅助进行垂直水平运输。设备数量和起重能力依据各桥技术条件要求计算确定。213　主要机械设备介绍21311　塔式吊机

2　施工机械设备配套研究

211　配套原则

根据内昆铁路总体安排,以确保工期、安全、效

益为目标,结合内昆铁路4座特殊结构的桥梁位于深谷坡陡地段、且高原气候恶劣的特点,确定机械设备配套原则是:以满足工程的技术要求为前提,综合分析各种机械设备的技术参数,强化单机保障能力,确保机械设备的适用性;特殊结构桥梁的主桥按平行施工配置机械设备数量,其它根据计算确定配置适度数量。212　机械设备的选型

高墩桥梁地面水平运输机械设备与一般桥梁相

收稿日期:20001030

),男,教授级高级工程师。1983年毕作者简介:王清明(1963—

业于石家庄铁道学院桥梁专业,工学学士。电话:(0858)8240551

采用吊重20～150kN,拼装高度130m以上的塔式吊机,一般工业用塔式吊机均能满足要求。它主要担负墩身及上部结构的材料、模板支架的拼装拆卸、墩上梁上施工用的各种设备等的吊装运输,辅助进行混凝土的垂直提升等。

塔式吊机是为墩身和梁部施工服务的,为避免和梁部施工干扰,塔式吊机一般安装在墩身一侧,基础直接固定在墩身基础内或稳固的混凝土基础中。塔吊随墩身灌注高度增加而接高,一般自由高度不超过40m,每间隔25m左右与墩身连接一次。它吊装灵活、重量大,吊装作业半径大,能方便将材料吊装到所需位置。自稳高度大,在墩身快速施工过程

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铁道建筑技术　RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY　2001(3)

桥　梁

中接高次数少。21312　电梯

电梯一般采用单吊笼、提升高度150～200m、吊重20kN以上的工业电梯。主要担负施工中人员、作业工具以及零星材料的垂直运输。

电梯一般安装在桥墩一侧、塔式吊机的另一侧,避免了梁部施工干扰,能将施工人员直接送到梁顶等位置。在桥墩收坡大时可考虑将电梯安装在梁下,这样电梯只能升至墩顶。电梯直接固定在墩身基础内或稳固混凝土基础中。电梯自稳性较差,一般自由高度在10m以内,每隔415～6m与墩身连接一次。

电梯和塔式吊机一样能随墩身浇筑高度增加而接高,接高简单灵活,由电梯自身就可以完成。电梯起制动平衡、舒适,操作简便,停靠位置准确,能将人员送至各个高度,特别适合于高度不变的梁部施工人员的运送。极大地降低施工作业人员的劳动强度和提高了人员上下的安全度。21313　缆索吊

缆索吊主要担负在缆索吊跨度范围内桥梁施工的材料、机具、模板安装拆卸、混凝土垂直运输和跨度范围内水平运输。在工期特别紧的桥梁中辅助塔式吊机、混凝土输送泵进行运输作业。在工期不紧的桥梁中可以代替多个桥墩塔式吊机和混凝土输送泵进行垂直运输,特别适应在深沟、深谷的桥梁中担负运输任务,起吊重量大,能进行模板、挂篮整体拼拆。21314　混凝土输送泵

混凝土输送泵担负混凝土垂直提升和近距离水平运输的任务,一般选择输送高度大、输送量在50m3/h以上的输送泵。输送管道一般沿塔式吊机爬

+3×128m+72m钢筋混凝土刚构连续组合梁,为

我国第一座铁路刚构连续组合梁桥。梁部采用悬灌法施工,墩身采用液压提升翻模施工。大桥50m以上高墩8个,主墩7#～12#墩高分别为:58m、70m、9415m、107m、103m、45m。为保证主桥施工的顺利

进行,施工中配置了塔式起重机4台,电梯4台,混凝土输送泵4台,载重100kN、跨度700m缆索吊机2组,担负主桥施工垂直提升任务,确保大桥快速优

质施工。各墩机械设备配置见表1。该桥自1999年

3月底开工,克服最大风速33m/s、最低气温-1513℃和大雾弥漫等恶劣条件,到2000

09

08主桥合

龙,历时17个月完成了大桥主体工程的施工任务,并创造了高墩施工平均115m/d、最快2125m/d,梁部平均7d悬灌一个梁段的纪录。

表1　李子沟特大桥主桥垂直提升机械设备配置运载

对人员混凝土

墩号

7#

8#

9#

10#

11#

12#

材料机具塔吊支架

电梯

电梯

塔吊塔吊缆索吊电梯电梯

支架

缆索吊

312　花土坡特大桥

花土坡特大桥全长678155m,共15个墩台。主跨为64m+2×104m+64m预应力钢筋混凝土连续梁,高度超过50m的高墩6个,其中主桥6#～10#墩墩高分别为66m、104m、110m、75m、55m,其

中110m高墩为全国第一。大桥配置主要运输设备有100kN、700m跨缆索吊2组,塔式吊机3台,电梯3台,混凝土输送泵3台,各墩机械设备配置见表2。

该桥于1999年4月底开始施工,20000818全桥

升。为防止混凝土堵管和输送过程中能耗加大,必

须确保混凝土和易性、骨料级配、砂率满足泵送技术要求,并尽量添加泵送剂等外加剂,混凝土管道安装应稳固顺畅,确保输送过程中管道不摇晃摆动。它具有输送速度均匀、速度快、效率高等优点。

合龙,历时16个月,在恶劣条件下安全快速完成了该大桥施工任务。墩身平均施工速度为115m/d、最快3m/d,梁部平均6d一个循环段。

表2　花土坡特大桥主桥垂直提升机械设备配置运载

对人员混凝土

6#

7#

8#

9#

10#

3　高墩大跨桥梁机械设备配套技术的应用

材料机具缆索吊支架输送泵

塔吊电梯输送泵

塔吊电梯输送泵

塔吊电梯

缆索吊支架

实例

311　李子沟特大桥

输送泵输送泵

李子沟特大桥全长1031186m,共21个墩台,集深基、高墩、大跨、长联于一体。主跨上部为72m6

注:6#、10#循环作业,共用1台泵。7#、8#共用1台泵,

2套输送管

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桥　梁

公伯峡黄河大桥600kN可横移

缆索起重机设计与安装

周光忠

(铁道建筑研究设计院交通工程抢修研究所　北京　102600)

摘　要　结合公伯峡黄河大桥钢管拱肋无支架吊装施工,介绍大吨位缆索起重机的设计及其安装方法。

关键词　钢管混凝土拱桥　缆索起重机　设计　安装

1　工程概况

公伯峡黄河大桥属于国家西部开发重点工程———公伯峡黄河水电站的前期配套工程,是公伯峡

黄河水电站沟通黄河两岸的主要通道。该桥位于青海省循化县和化隆县交界处,为净跨128m的中承式钢管双肋拱桥,一跨跨越黄河,主拱圈采用2根“112m的钢管,竖向呈哑铃形,拱肋高3m,两拱肋之间通过“016m和“01299m的钢管组成桁架式直撑和“K”型斜撑。

收稿日期:20001017

),男,工程师。1993年毕业于湖南大作者简介:周光忠(1971—

学土木系道路桥梁专业、应用数学系应用数学专业,获理工科双学士学位。电话:(010)69243153-8153

该桥拱肋分9段双肋整体吊装,横吊梁也采用吊装施工,由于横吊梁吊装时钢管拱肋已经吊装成型,因此在吊装横吊梁时缆索起重机必须各向外横移1m[1]。根据该桥的具体情况,研制出了600kN缆索起重机(由2套分离式300kN缆索起重机组成),同时横向可整体移动1m。

2　60t缆索起重机设计

211　缆索起重机吊装重量的确定

本桥钢管拱肋最大吊重为56215kN,横吊梁最大重量为580kN,本桥缆索起重机按600kN设计。212　缆索起重机跨径的确定

缆索起重机跨径的确定需要考虑2方面的因素,一是保证缆索起重机的最小跨径,使缆索起重机高墩,墩高分别为75m、77m。每墩分别配置塔吊1台、电梯1台、混凝土输送泵1台。该桥自1998年10月底开始施工,经过2个冬季,历时21个月,于20000710全桥竣工。墩身施工速度平均112m/d,梁部平均7d一个循环。

313　老煤洞特大桥

老煤洞特大桥全长768116m,主跨上部为5孔64m预应力钢筋混凝土简支箱梁,采用造桥机施工。50m以上高墩8个,其中主桥8#～13#墩高分别为6019m、7719m、7317m、7119m、6619m、6119m。大桥配置

了塔吊3台,电梯3台,混凝土输送泵3台。根据工期情况大桥施工平行作业,机械设备循环使用1次,8#、9#墩共用1套,13#、10#墩共用1套,11#、12#墩

4　结束语

高墩大跨桥梁机械设备的配套技术在内昆线几

座桥梁上的应用,创造了桥梁高空作业同低空一样的工作环境,减少了劳动强度,降低了高空作业难度,确保了高墩大跨桥梁快速施工。为铁路公路建设中的大跨、高墩桥梁提供了直接的施工经验。建议增加电梯的自稳高度,在墩身快速施工过程中减少接高次数,提高工作效率。

7

共用1套。该桥1998年11月开始施工,历时14个月,19991225下部主体全部竣工。314　乌家坪1#大桥

乌家坪1#大桥全长416127m,共11个墩台。主跨上部为56m+88m+56m预应力钢筋混凝土连续刚构,主桥中间墩3#、4#墩为双横联双薄壁板

铁道建筑技术　RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY　2001(3)

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