溫州甌江北口大橋散索鞍安裝施工技術(shù)

卜 靖，孫 武,袁新順

(1.中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430040；2.海工結(jié)構(gòu)新材料及維護(hù)加固技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430040)

溫州甌江北口大橋項(xiàng)目為世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋，散索鞍作為本橋梁上部結(jié)構(gòu)中第一個(gè)安裝的永久構(gòu)件，其安裝精度直接影響到后續(xù)索股架設(shè)的精度。因其重量重、尺寸大，且安裝于與水平面約29°的斜面上，給施工帶來了一定的困難。針對(duì)以上困難，論文簡(jiǎn)要闡述了本項(xiàng)目在施工過程中采取的解決措施及控制技術(shù)，為類似工程提供一定的借鑒。

1 工程概況

溫州甌江北口大橋散索鞍為擺軸式結(jié)構(gòu)，由鞍體、底座、底板等部件構(gòu)成，全橋共有散索鞍4個(gè)，分別安裝于大橋南北錨碇支墩頂部斜面處，散索鞍的構(gòu)件尺寸、數(shù)量、重量情況如表1所示。散索鞍安裝時(shí)按“空纜位置”設(shè)一定預(yù)偏角度偏向錨跨，橋面鋪裝完成后，鞍體將向索塔側(cè)自行轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度至“成橋位置”。

表1 散索鞍主要安裝構(gòu)件參數(shù)表

2 散索鞍施工工藝及方法

散索鞍的安裝施工主要包括散索鞍底板、底座及鞍體的安裝，其中底板采用錨碇兩側(cè)的250tm塔吊進(jìn)行吊裝，底座與鞍體采用錨碇門架從支墩橫橋向外側(cè)吊裝。施工工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備→底板安裝→底板砼澆筑→底座安裝→鞍體安裝→安裝完成

2.1 散索鞍底板安裝

散索鞍底板為預(yù)埋構(gòu)件，需在錨碇支墩最后一層混凝土澆筑前安裝。根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，底板安裝的位置和標(biāo)高精度均在5 mm以下，安裝精度要求高，同時(shí)，底板需安裝于與水平面約29°的斜面上。為保證底板安裝精度，項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一套定位托架用以輔助底板安裝施工[1]。

1)定位托架設(shè)計(jì)與安裝

定位托架設(shè)置于錨碇支墩倒數(shù)第2層砼(本項(xiàng)目稱“第11層砼”)頂面，位置關(guān)系如圖1所示，其桿件材料全部采用熱軋輕型槽鋼，在散索鞍底板吊裝前通過現(xiàn)場(chǎng)拼焊的方式進(jìn)行制作。

由于底板中心距支墩第11層砼頂面較高，約3.2 m，為保證定位托架的整體剛度，通過計(jì)算，定位托架立柱設(shè)計(jì)為2排5列，立柱材料均為[22槽鋼，同時(shí)在托架中部與底板安裝面位置處分別設(shè)置一層連接桿件，連接桿件材料均為[16槽鋼。定位托架結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖1、圖2所示。

為穩(wěn)固定位托架結(jié)構(gòu)，保證底板就位后的穩(wěn)定性與安裝精度[2]，在支墩第11層砼澆筑前需根據(jù)托架立柱的設(shè)計(jì)位置進(jìn)行桿件預(yù)埋。預(yù)埋時(shí)，采用全站儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，定位完成后將預(yù)埋件與第11層鋼筋網(wǎng)焊接固定。

待支墩第11層砼養(yǎng)護(hù)完成后，進(jìn)行定位托架的安裝施工。施工時(shí)，先安裝[22槽鋼立柱，再安裝[16槽鋼連接桿件。由于底板安裝完成后將直接擱置于桿件g頂面，故安裝桿件g時(shí)需精確控制其頂面高程，且傾角與底板的設(shè)計(jì)傾斜角度一致。

托架安裝完成后測(cè)量出擋塊位置，并將其焊接在桿件g上。

2)底板吊裝

為便于底板在起吊后調(diào)整傾斜度與位置，采用6點(diǎn)起吊，每個(gè)吊點(diǎn)用1個(gè)5 t手拉葫蘆與吊鉤連接。

(1)根據(jù)底板頂面四邊的4個(gè)中心定位點(diǎn)，在底板頂面提前畫出縱橫向中軸線。在底板上的6個(gè)吊點(diǎn)處分別采用箍繩、5 t手拉葫蘆與塔吊吊鉤相連。

(2)塔吊將底板從地面平穩(wěn)吊轉(zhuǎn)至定位托架上方，根據(jù)底板縱橫向中軸線調(diào)整底板的水平位置，然后通過手拉葫蘆調(diào)整底板的傾斜角度，使其平穩(wěn)的落在定位托架上，此時(shí)塔吊仍承受一部分力，以便對(duì)底板位置進(jìn)行精調(diào)[3]。

(3)采用全站儀對(duì)底板頂面的4個(gè)定位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，采用手拉葫蘆與小型千斤頂調(diào)整底板的位置及高程，通過反復(fù)測(cè)量及調(diào)整，使底板安裝位置符合設(shè)計(jì)要求。

(4)采用定位型鋼將底板與托架固定，塔吊卸力后，再?gòu)?fù)測(cè)底板位置[4]。

(5)將地腳螺栓從底板底部穿入并安裝螺母將其固定。安裝時(shí)需采用靠尺量測(cè)，保證其與底板頂面垂直，同時(shí)采用拉線的方式保證每排螺栓縱橫向?qū)R。

(6)澆筑底板內(nèi)混凝土并振搗密實(shí)，注意振搗過程振搗棒不得觸碰到底板與地腳螺栓。

2.2 散索鞍底座安裝

底座在錨碇門架安裝完成后安裝，用錨碇門架起吊系統(tǒng)從支墩外側(cè)起吊。

1)索鞍廠家運(yùn)輸車將底座運(yùn)輸至錨碇支墩外側(cè)吊點(diǎn)下方。

2)利用錨碇門架起吊底座，底座上對(duì)稱設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，吊耳為構(gòu)件出廠裝車時(shí)所用吊耳，每個(gè)吊點(diǎn)處采用1個(gè)10 t手拉葫蘆與門架起重系統(tǒng)相連。從底面緩緩提起底座，注意起吊過程平穩(wěn)。

3)由于起吊時(shí)底座在運(yùn)輸車上的擺放位置為長(zhǎng)邊平行于縱橋向，當(dāng)?shù)鬃鸬踔猎O(shè)計(jì)位置上方后需先將其轉(zhuǎn)向，使長(zhǎng)邊平行于橫橋向。

4)通過手拉葫蘆調(diào)整底座傾斜角度，緩緩下放底座，并使每個(gè)地腳螺栓都能順利穿過底座上的螺栓孔。

5)調(diào)整到位后，擰緊地腳螺栓螺母將底座與底板連接固定。

2.3 散索鞍鞍體安裝

鞍體在底座安裝完成后采用錨碇門架從支墩外側(cè)起吊安裝。

1)索鞍廠家運(yùn)輸車將鞍體運(yùn)輸至錨碇支墩外側(cè)起吊點(diǎn)下方。

2)將起吊鋼絲繩用卸扣與鞍體4個(gè)吊耳連接。根據(jù)索鞍出廠時(shí)吊耳的布置位置，提前計(jì)算出吊裝所用鋼絲繩長(zhǎng)度，使鞍體的吊裝傾斜角度與安裝就位角度(空纜狀態(tài)角度)一致。

3)起吊散索鞍上升到設(shè)計(jì)高度后，用縱向行走系統(tǒng)與橫向行走系統(tǒng)將鞍體慢慢移至安裝位置上方，用10 t手拉葫蘆調(diào)整索鞍位置，使索鞍與底座橫向?qū)驑?biāo)記對(duì)齊。

4)緩慢下降索鞍鞍體，在接近底座時(shí)停止下放，安裝縱橫向調(diào)整框架。

5)利用縱橫向行走系統(tǒng)和縱橫向調(diào)整框架系統(tǒng)，精確調(diào)整鞍體與底座的相對(duì)位置，使鞍體與底座安裝結(jié)合面縱橫兩個(gè)方向完全對(duì)準(zhǔn)后，緩慢下放鞍體，落在提前安裝好的三角支撐架上，此時(shí)鋼絲繩還需承受一部分力。

7)利用全站儀等測(cè)量?jī)x器配合20 t手拉葫蘆將索鞍調(diào)整到設(shè)計(jì)空纜位置，并將散索鞍與三角支撐架空隙處用木方或薄木板填塞。

8)拆除鋼絲繩及調(diào)整框架等調(diào)節(jié)工具，完成散索鞍吊裝。

3 結(jié) 語

目前溫州甌江北口大橋的施工正在有序進(jìn)行中，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工過程分析，有以下幾個(gè)需要注意的地方：

a.定位托架與錨碇支墩頂面鋼筋在位置上可能存在沖突，故定位托架須在支墩頂面鋼筋綁扎前進(jìn)行安裝，鋼筋在安裝時(shí)可適當(dāng)調(diào)整位置。

b.散索鞍底板出廠后底面大多不是很平整，厚度可能存在一定誤差，為避免底板安裝時(shí)高程過高而無法調(diào)整的情況，在安裝定位托架頂層連接桿件時(shí)可適當(dāng)調(diào)低1 cm，安裝底板時(shí)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一些不同厚度的鋼墊板，以便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)底板高程位置進(jìn)行調(diào)整。

散索鞍是懸索橋上部結(jié)構(gòu)中較為重要的一個(gè)永久構(gòu)件，國(guó)內(nèi)經(jīng)過多年懸索橋安裝施工經(jīng)驗(yàn)的積累，已能較為精確的控制其安裝精度，但隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，新建懸索橋的跨度不斷增大，散索鞍尺寸及重量也將隨之增大，故散索鞍安裝技術(shù)的要求也將越來越高。論文針對(duì)大型的擺軸式散索鞍的安裝提供了一個(gè)行之有效的施工方法，為以后類似工程及更大型的散索鞍安裝提供一定借鑒。