自錨式懸索鋼箱梁橋主梁施工方案比選

黃 艷 梅， 夏 維 學(xué)

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局,四川 彭山 620860)

1 概 述

錦江生態(tài)帶綜合整治(二期)云龍灣大橋位于成都市天府新區(qū)錦江云龍灣，基本與錦江正交，呈南、北方向布置，全長1 119 m，項(xiàng)目地處錦江V級航道，主橋一跨跨越錦江江面，孔跨布置為(30+80+205+80+30)m自錨式懸索橋，主跨跨度為205 m，橋?qū)?8.5 m[1]。

云龍灣大橋采用兩塔雙索面自錨式懸索橋，兩索塔高度分別為67 m、65.3 m，沿主橋中點(diǎn)向南北側(cè)放坡，兩側(cè)縱坡分別為3.5%和3%，中跨縱坡約為1%，其橋型見圖1。主橋主梁為縱橫梁鋼結(jié)構(gòu)體系，梁高3.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段全寬48.5 m，橋塔處梁體寬54.6 m。梁體主要材質(zhì)為Q345D，主要為主縱梁(箱型梁)、普通中橫梁、端橫梁、錨固橫梁、塔橋結(jié)合處中橫梁組成的縱橫向梁格體系，單榀(12 m長)重量約為46.5 t(圖1)[2]。

2 比選方案

(1)原位拼裝方案：該方案為原設(shè)計(jì)方案。主跨鋼梁的布置為先北岸、后南岸，分期進(jìn)行架設(shè)安裝。首先修筑北側(cè)圍堰，在圍堰內(nèi)施工臨時(shí)支架和施工便道，根據(jù)梁體設(shè)計(jì)節(jié)段劃分，采用運(yùn)梁臺(tái)車將各分塊單元沿施工便道運(yùn)輸至預(yù)定橋位區(qū)，然后采用履帶吊將縱、橫梁吊裝至預(yù)定支架上，在現(xiàn)場進(jìn)行拼裝和焊接。北側(cè)圍堰在鋼梁拼裝完畢挖除，將土石料上岸堆存，待汛期過后將土石料轉(zhuǎn)運(yùn)至南岸，用于填筑南側(cè)圍堰，進(jìn)行南側(cè)主梁的原位架設(shè)拼裝。原位拼裝方案施工流程：北側(cè)圍堰→支架→北側(cè)鋼梁吊運(yùn)拼裝→間隔等枯期→土石料轉(zhuǎn)運(yùn)→南側(cè)圍堰→支架→南側(cè)鋼梁的吊運(yùn)拼裝[3]。

(2)拖拉滑移方案：主跨鋼梁由北岸向南岸一次架設(shè)安裝完成。首先進(jìn)行北側(cè)圍堰的填筑，施工臨時(shí)支架；北側(cè)支架實(shí)施完畢后拆除北岸圍堰，緊接著展開南岸筑島圍堰的施工，連續(xù)進(jìn)行南側(cè)支架的施工，主汛期前形成南北兩岸連通的鋼梁拼裝支架。

圖1 主橋橋型立面圖

在北岸主橋墩臨河側(cè)加密布置臨時(shí)樁，形成24 m(長)×43 m(寬)的支架拼裝平臺(tái)，在拼裝平臺(tái)兩側(cè)設(shè)置20 m×25 m的吊車站位區(qū)，主跨鋼梁利用大型履帶吊將鋼梁吊至拼裝平臺(tái)上組裝，待鋼梁組裝完畢、利用拖拉滑移設(shè)備將鋼梁拖拉至設(shè)計(jì)橋位，由北向南連續(xù)牽拉到位。

拖拉滑移方案汛期可以連續(xù)施工，其施工流程為：北側(cè)圍堰→支架→南側(cè)筑島圍堰→支架→鋼梁原位拼裝及拖拉[4]。

3 方案比選及確定

3.1 施工工期

(1)原位拼裝方案：北側(cè)主跨鋼梁在汛前拼裝完畢，進(jìn)入錦江主汛期后暫停施工。

(2)拖拉滑移：南、北兩岸的通長支架在汛前即可完成，拆除圍堰后，汛期可以進(jìn)行水上施工，可節(jié)約6個(gè)月的施工工期。

3.2 施工場地要求

(1)原位拼裝方案：南、北兩岸均需布置較大面積的臨時(shí)存梁場。北岸場地空闊，但南岸由于地形和障礙物限制，布置較為困難。

(2)拖拉滑移：梁體的大部分可堆存在北岸。南岸只考慮邊跨和輔跨主梁堆存，所需場地面積較小。

3.3 施工流程

(1)原位拼裝方案：運(yùn)梁車、履帶吊等均需占用施工便道的大片區(qū)域，且需每段梁體吊裝完成后方可進(jìn)行下一段施工，作業(yè)流程長，施工干擾多。

(2)拖拉滑移方案：所有履帶吊均布置在專用區(qū)域內(nèi)，將鋼梁統(tǒng)一吊運(yùn)至拼裝平臺(tái)上安裝，履帶吊無需做過多調(diào)整，運(yùn)梁車能形成流水作業(yè)，其作業(yè)流程短，施工干擾小。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)加工

(1)原位拼裝方案：根據(jù)節(jié)點(diǎn)工期要求和施工進(jìn)度計(jì)劃倒推，北岸鋼梁需在當(dāng)年3月底進(jìn)場，時(shí)間緊迫，供貨壓力大，施工強(qiáng)度高。

(2)拖拉滑移方案：鋼梁可以在當(dāng)年5月底從北岸進(jìn)場，有更長的準(zhǔn)備材料和加工時(shí)間，施工安排更合理。

3.5 施工材料

原位拼裝和拖拉滑移方案均需搭設(shè)臨時(shí)拼裝支架進(jìn)行施工，支架由鋼管柱+貝雷梁組成。筆者根據(jù)兩種方案施工特點(diǎn)的不同，對施工材料進(jìn)行了細(xì)化對比分析。

(1)原位拼裝方案：鋼管柱由φ1.3 m 樁基+φ1 000×12 mm的鋼管組成，鉆孔樁均為嵌巖樁，樁基嵌入中等風(fēng)化泥巖的深度不小于1 m，樁基平均長度為12 m；樁基通過頂部的預(yù)埋鋼板與鋼管柱錨固，鋼管柱頂設(shè)H型鋼分配梁，分配梁頂架設(shè)貝雷梁。貝雷梁頂設(shè)置墊梁和墊塊，鋼主梁的線形通過墊梁上的支撐墊塊高度進(jìn)行調(diào)整。主橋支架材料總計(jì)需5 457.65 t。

(2)拖拉滑移方案：鋼管柱基礎(chǔ)采用直徑為1.3 m的鉆孔灌注樁，河道中的支架樁基嵌入中等風(fēng)化巖層4 m，岸邊樁基入巖4 m，當(dāng)樁基礎(chǔ)與主橋承臺(tái)位置重合時(shí)取消樁基礎(chǔ)，將支架直接安裝在承臺(tái)上。鋼管立柱采用φ609×16 mm鋼管，鋼管立柱之間設(shè)φ406×8 mm鋼管縱橫向連接系，柱頂橫橋向設(shè)置I56b型鋼作為柱頂分配梁，在分配梁上安裝貝雷梁，貝雷梁頂部設(shè)置I56b型鋼分配梁，分配梁頂設(shè)置縱向滑道，滑道采用三拼I56b型工字鋼。主橋支架材料總計(jì)需5 607.7 t[5]。

3.6 經(jīng)濟(jì)分析

原位拼裝和拖拉滑移方案的經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果分別見表1和表2。由表1、2可以看出：拖拉滑移較原位拼裝方案節(jié)約成本約558 459.45元。

表1 原位拼裝方案表

表2 拖拉滑移方案表

3.7 方案的確定

通過上述綜合分析、比較后得知：主跨鋼梁采用拖拉滑移方案進(jìn)行安裝更加經(jīng)濟(jì)合理。

4 結(jié) 語

實(shí)踐證明：云龍灣大橋主橋鋼箱梁采用拖拉滑移方案施工可行，質(zhì)量、進(jìn)度能夠得到保證，經(jīng)濟(jì)、安全，該橋目前已具備通車條件，所取得的經(jīng)驗(yàn)可供類似工程借鑒。