雙塔雙索面斜拉橋鋼箱梁安裝技術研究

張 倩

(中鐵十八局集團第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

1 工程概況

廣西南寧五象大橋主橋(45m+100m+300m+100m+45m)為雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，橋面縱坡為五象大道側2.3%，英華路側-2.3%，其中主跨處于R=10000m的圓弧豎曲線上。

本工程主梁采用橫向分離的兩全焊流線型扁平封閉鋼箱梁，兩分離主梁中間通過橫箱連接，主梁上翼緣為正交異型板結構，全寬41m(含風嘴)，中心線處高度3.4m(鋼梁本身高3.1m)，斷面2%的雙向坡。斜拉索標準間距12m，錨固于鋼箱梁內腹板側的斜拉索鋼錨箱上。鋼箱梁中間設置橫隔板，用于保證鋼箱梁的抗扭剛度、橫向剛度，同時也能支承上面的正交異型板的局部變形，橫隔板與橫隔板按3.0m間距設置[1]。除支座處外，橫隔板由上接板、下接板與中間板組成，上、下接板與頂?shù)装逑嗪?，其間挖空，U形縱向加勁肋直接通過，橫隔板板厚為10mm、12mm(有斜拉索處厚12mm、16mm)。橋上吊機支點處橫隔板厚為12mm，支座處橫隔板采用無偏心焊接連接板，板厚為20mm，壓重處橫隔板采用無偏心焊接連接板，板厚為12mm。

鋼箱梁內設有兩道縱隔板，距道路設計線10.35m?？v隔板除A梁段，B、D、D′、E梁段的部分為實體式外，余均為桁架式。實體式縱隔板板厚為12mm。桁架式縱隔板上下弦桿為T形截面，斜桿為φ203圓鋼管。風嘴底板與主梁底板或內腹板斷開，僅靠隔板與主梁相連(見圖1、圖2)。

圖1 橋型立面

圖2 標準梁斷面 (單位：mm)

2 工程重點和難點分析

五象大橋橫跨邕江，該地氣溫較高，全年降水較多，增加了橋梁施工的難度。

本橋邊跨過渡墩至輔助墩區(qū)域運輸船無法運輸，采用橋面吊機起吊，棧橋上滑移安裝，主塔墩頂設置墩旁托架，中跨采用橋面吊機懸拼安裝。全橋共需設置兩處邊跨過渡墩至輔助墩區(qū)域支架，需要搭設的主要支架有橋面吊機支架、主墩旁支架、縱移軌道兩側頂落梁支墩。整體布樁工程量大，各樁頂標高都不一樣，樁頂標高直接影響千斤頂架梁需頂升高度和鋼梁架設線形，施工要求高，難度較大。

滑移過程中鋼梁需進行水平方向的橫向縱向調節(jié)、與鋼橋線型相關的高程調節(jié)，牽涉到大噸位液壓千斤頂多點同步作業(yè)。鋼梁前后支點高程不一樣，調梁精度高，需以毫米計，調梁工作量巨大。

在鋼箱梁施工過程中，受力體系不停變化，臨時支架整體線型控制難度大[2]，在將支架上的支承力轉換到橋墩的支座及吊索的拉力過程中，需將大噸位全橋鋼梁多點同時起頂，施工難度大，較難控制。

3 施工方案

根據(jù)本橋現(xiàn)場運輸條件和鋼箱梁結構設計情況，鋼箱梁安裝總體上采用節(jié)段整體水運，首先，在主塔附近靠近邊跨一側搭設棧橋及支架，支架上面安裝變幅式步履吊機，通過倒退拖拉以及吊機前移方式拼裝邊跨鋼箱梁12-3號塊，邊跨鋼箱梁安裝完畢，利用吊機安裝墩頂0號、1號塊鋼箱梁，再安裝2號塊合攏邊跨，邊跨合攏后繼續(xù)向中跨安裝，直至全橋合攏。各階段安裝方案見圖3～圖5。

圖3 邊跨過渡墩至輔助墩區(qū)域鋼箱梁安裝方案

圖4 主墩墩頂鋼箱梁安裝方案

圖5 中跨鋼箱梁安裝方案

4 關鍵技術措施

4.1 鋼箱梁就位及橋位焊接

4.1.1 鋼箱梁吊裝

鋼箱梁通過船運至橋位起吊位置，采用CWQ200型架梁起重機對鋼梁進行吊裝。每塊鋼箱梁用2臺CWQ200型架梁起重機起吊，起吊前根據(jù)鋼箱梁的重心位置調整好吊具[3]。鋼箱梁吊裝(中跨)工藝流程見圖6。

圖6 鋼箱梁吊裝(中跨)工藝流程

4.1.2 鋼箱梁橋位焊接

鋼箱梁吊裝就位后，調整線型，連接匹配件。按照工地現(xiàn)場焊接工藝要求的先后順序進行焊接，最大程度上防止殘余應力。焊接完成后，要對每條焊縫按規(guī)定進行超聲波、磁粉和射線探傷檢測，合格后方可進行下道工序施工。

4.2 鋼箱梁邊跨頂推

臨時支架上布置4套100t自動連續(xù)千斤頂通過鋼絞線與拉錨器連接，利用千斤頂牽引實現(xiàn)鋼箱梁向前滑移。啟動主控臺按鈕，臨時支架上的頂推力與摩阻力形成內力，減小臨時支架所受水平力。頂推力應從小到大逐步遞增，頂推力大小可通過調節(jié)泵站壓力進行控制，當摩阻增大時，通過調節(jié)油泵壓力使拉力增大，以保證鋼梁順利前進[4]。頂推施工流程見圖7。

圖7 鋼箱梁邊跨頂推施工流程

4.2.1 縱向頂推

頂推前要計算好頂推過程中理論控制力的大小。頂推作業(yè)實施前要對千斤頂、牽引鋼絞線、各連接節(jié)點、千斤頂反力座進行檢查，確保安全。頂推過程時，要進行跟蹤、監(jiān)測，保證兩側千斤頂同步頂推，發(fā)生較大偏差時，應立即停止作業(yè)，及時查找原因，排除故障后方可恢復作業(yè)[5]。

4.2.2 頂推過程中的糾偏

鋼梁頂推糾偏通過計算機自動控制液壓泵站、連續(xù)千斤頂進行。在滑道側面安裝有限位導向輪，可將鋼梁橫向偏移控制在一定范圍內。鋼梁縱向移動時，在鋼梁和導向輪之間塞入楔鐵，使鋼梁在縱向移動的同時產(chǎn)生橫向位移，達到鋼梁橫向糾偏目的。在臨時墩上設置反力架，將千斤頂作用于梁體側面，對梁體進行限位或糾偏。

4.3 鋼箱梁焊縫焊接

梁段吊裝就位后進行梁段線型的調整，滿足線型要求后連接匹配件即工地臨時連接件，進行梁段的焊接工作。焊縫作業(yè)工藝流程見圖8。

圖8 焊縫作業(yè)工藝流程

4.4 臨時支座安裝與拆除

為了保護永久支座，需要在永久支座旁設置臨時支座，采用鋼板墊高作為臨時支座。在永久支座安裝好之前，應根據(jù)永久支座放置位置，在臨時支座安裝位置放置鋼板作為臨時支座。臨時支座應比永久支座頂面高，鋼箱梁應先落在臨時支座上。鋼箱梁架設安裝完成后，拆除架梁吊機及臨時設施，調整全橋線型后安裝永久支座并拆除臨時支座[6]。

5 結 語

本橋梁邊跨通過采用橋面吊機起吊，棧橋上滑移安裝，中跨采用橋面吊機懸拼安裝，順利完成了鋼箱梁安裝，解決了無法使用運輸船協(xié)助鋼箱梁安裝的問題。在本次鋼箱梁施工過程中，通過反復對受力和穩(wěn)定性進行計算和驗證，確保了橋梁的安全穩(wěn)定性。實踐證明，此方法亦可以在同類斜拉橋鋼箱梁安裝中推廣應用。