現(xiàn)代大跨徑懸索橋扁平鋼箱梁式加勁梁架設方法研究

姚增峰 劉營 史永亮

【摘要】介紹國內(nèi)大跨徑懸索橋扁平鋼箱梁式加勁梁安裝施工工藝，鋼箱梁的吊裝方法及在吊裝過程中出現(xiàn)的問題及處理方法。扁平鋼箱梁采用單元件及分段結合形式出廠、龍門吊機吊裝的施工方案。鋼箱梁安裝完畢后各項指標均符合設計及規(guī)范要求，可供類似大跨徑扁平鋼箱梁懸索橋施工時作為參考。

【關鍵詞】大跨徑懸索橋；扁平鋼箱梁；加勁梁

1、引言

扁平鋼箱梁結構是由眾多縱橫加勁和蓋板組成的封閉式扁平薄壁箱型結構，梁高與跨徑和梁寬相比很小。自從1966年英國的賽文懸索橋第一次采用扁平鋼箱梁以來，其抗風性能好、整體性強、線條美觀等優(yōu)點得到了認可，扁平鋼箱梁適合于大跨度斜拉橋、懸索橋和拱橋等，尤其在大跨度懸索橋建設中受到越來越多的關注。

隨著我國刺激內(nèi)需政策的進一步深入和我國國力的增強 ，作為重要交通樞紐的大跨懸索橋在我國將大有發(fā)展前途。同時，對于扁平鋼箱梁式加勁梁架設方法的的研究具有重要意義。

2、架設方法

根據(jù)橋梁的線型搭設跨河棧橋，路面搭設臨時支架并在支架上部鋪設滾輪行走軌道，將加工好的鋼箱梁單元段吊裝至行走滾輪上并在橋的另一側安裝拖拉用卷揚機等牽引設備，沿橋軸縱向拖拉鋼箱梁至預定的位置，通過千斤頂落梁并調整鋼箱梁至準確位置后，對鋼箱梁進行拼裝焊接。

2.1 箱梁節(jié)段的運輸

鋼箱梁單元件及分段在工廠制造好后，結合陸路交通和水路運輸，龍門吊機吊裝，運至安裝場地。其中，海港運輸具有明顯的優(yōu)越性，特點是鋼箱梁主箱體采用單元件在工廠制作，運輸至現(xiàn)場進行安裝，既不受道路運輸條件限制，也保證了鋼箱梁現(xiàn)場整體拼裝質量；挑臂及靠近橋墩位置（考慮交通疏導）采用分段在工廠制作，減少了現(xiàn)場拼裝工作量，也保證施工區(qū)域兩側車輛能順暢通行；采用龍門吊機吊裝，也避免了吊機對箱涵的影響，節(jié)約了施工成本。

2.2 箱梁節(jié)段的吊裝

鋼箱梁節(jié)段吊裝采用的方法有兩種，一種為大型浮吊吊裝，另一種為橋面步履式起重機吊裝。大型浮吊吊裝需在鋼箱梁吊裝前先把節(jié)段吊裝到位，直接吊裝到臨時支架上，并調整好鋼箱梁節(jié)段的平面位置、里程及標高。節(jié)段吊裝到臨時支架后，調整好平面位置，為了使合攏段順利吊裝，待第一節(jié)段吊裝完后，再將第二節(jié)段移到設計位置，并調整好標高。

橋面步履式起重機的吊裝，采用橋面步履式吊機進行分節(jié)段的吊裝，橋面步履式吊機根據(jù)鋼箱梁的結構進行設計或改裝，吊機的前支腿落在鋼箱梁的縱橫腹板交錯處，橫向寬度根據(jù)鋼箱梁的縱向腹板進行設計，后錨根據(jù)鋼箱梁上的后錨點進行布置，其整機的布置與吊裝情況可根據(jù)具體實際情況確定。

2.3 主跨加勁梁安裝

為防止吊裝中風力造成鋼箱梁節(jié)段的搖擺，在節(jié)段上安設抗風纜索，且抗風纜索是由兩臺輕型電動卷揚機拉緊。鋼箱梁臨時連接件應在大風來臨前臨時緊固（含上下口）以保證安全，警報解除后，再松開以方便施工。

為解決無索區(qū)梁段超過兩次蕩移過程中，鋼箱梁重量的轉換問題，設計了專用的鋼箱式扁擔梁。扁擔梁上端設置兩對吊點，靠內(nèi)側一對用于與主提升液壓千斤頂下部錨固座連接，靠外側一對吊點用于無索區(qū)梁段超過兩次蕩移時與臨時吊索聯(lián)系；下端也設置一對吊點，用于與縱扁擔連接。為完成牽引作業(yè)，在散索鞍支墩上設置卷揚式牽引系統(tǒng)提供蕩移所需的水平力。

在無索區(qū)梁段位置，特設置固定支架作為無索區(qū)梁存梁及后期線形調整平臺，在固定支架前方，另搭設一移動支架，可橫向移動并能與固定支架聯(lián)成整體，解決短（無）吊索區(qū)吊機蕩移角度不足的問題。

2.4 邊塔處加勁梁安裝

主跨箱梁吊裝前，主纜在邊塔處向下彎，鞍座上承受向下的力，且當整個架梁完成后也是這樣。在主跨安裝箱梁節(jié)段的過程中，邊跨主纜越繃越緊，以致在邊塔鞍座上出現(xiàn)向上的拉力。如果繼續(xù)在主跨上進行主梁節(jié)段的吊裝，這個向上的拉力將會增大到超出允許范圍。因此，在主跨加勁梁節(jié)段拼裝到一定數(shù)量后，在每個邊塔旁應安裝相同節(jié)段。

鑒于纜載吊機在主纜上的行走效率低、蕩移作業(yè)時間長，為此可設置高矮支架結合牽引卷揚機、移位器等裝置的移梁、存梁構造以及臨時吊索等裝置，以減少吊機蕩移次數(shù)與提高行走效率。

擺動式吊裝法可在邊塔旁吊起箱梁節(jié)段，最后向岸邊移動到安裝處與吊索相連。

2.5 焊接

在安裝工作開始時，加勁扁平鋼箱梁呈現(xiàn)向上彎曲的現(xiàn)象，箱梁節(jié)段之間的接縫上面閉合，而下面會張開幾公分的縫隙。隨著安裝工作繼續(xù)不斷地進行，主纜會逐漸接近其最終的幾何線性，箱梁節(jié)段間的剩余縫隙也都能閉合，電焊工作就可逐一進行。

扁平鋼箱梁標高精調好后，即刻焊上馬板進行定位，焊接前，應將焊縫兩側20～30mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、預涂底漆打磨干凈，露出金屬光澤，并對焊接區(qū)域進行打磨。焊接時，先用手工電弧焊接焊一層底，再用埋弧自動焊焊完剩下層數(shù)的焊縫，埋弧自動焊焊接過程中不宜斷弧，如有斷弧則必須將?；√幣俪?：5的斜坡并搭接50mm施焊，焊后應將搭接處修磨勻順。多層焊的每一道焊完后必須及時將熔渣及缺陷清除干凈，徹底清除藥皮、熔渣、焊瘤等焊接缺陷。

3、架設時注意事項

1）在施工中，按設計的匹配件進行安裝時，要控制外腹板的錯臺，通過調整匹配件的位置，盡量減少錯臺的數(shù)值，使外腹板的錯臺在可校正的范圍內(nèi)（25mm），而后再采用千斤頂校正。

2）確保節(jié)段施工時鋼箱梁內(nèi)縱腹板的剛度，對空腹式結構的縱腹板上進行臨時加勁。

3）當一個節(jié)段的底板組合單元件組焊完畢后，切割一端余量，再組裝相鄰的下一節(jié)段底板組合單元件；焊接時組焊完該節(jié)段，再繼續(xù)組焊相鄰的節(jié)段。

4）每節(jié)段頂板上設置有節(jié)段的縱橫基準線和標高控制點，采用全站儀確定節(jié)段縱、橫基準線及用水準儀確定標高。

5）鋼箱梁線型既有豎曲線又有預拱度，因此架設鋼箱梁棧橋的搭設線型應該與鋼箱梁制造的線型保持一致。鋼箱梁到達設計位置后，采用千斤頂精確調整橫縱向位置及高程。

4、結語

通過對扁平鋼箱梁式加勁梁架設方法進行研究，采用鋼箱梁節(jié)段卸船運輸、轉運、吊裝及焊接等工藝，解決了施工難題，實現(xiàn)了工藝創(chuàng)新，提高了施工進度。為大跨徑懸索橋鋼箱梁安裝技術提供了借鑒和參考。

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