山區(qū)大跨鐵路懸索橋重型鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝施工技術(shù)

馬建華 胡雯杰 張露

1.中國(guó)鐵路昆明局集團(tuán)有限公司 云南昆明 650000

2.中鐵大橋局集團(tuán)有限公司麗香鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部 云南迪慶 674402

1 工程概況

金沙江特大橋麗江至香格里拉鐵路重點(diǎn)控制性工程，該橋采用三跨連續(xù)單跨懸吊上承式鋼桁梁懸索橋，鋼桁梁三跨布置為（110+660+98）m，主纜三跨布置為（132+660+132）m，橋梁全長(zhǎng)882．5m。主纜垂跨比1/10，矢高66m，中跨660m 區(qū)域設(shè)置吊索，采用平行主纜，橫向中心距22m，鋼梁主桁橫向中心距22m；邊跨不設(shè)吊索，采用空間纜，主塔頂主纜橫向中心距22m，散索鞍處主纜中心距29m。

主桁鋼梁采用帶豎桿的平行華倫式桁架。桁高12m，桁寬22m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長(zhǎng)度12．2m，麗江岸端部2 個(gè)節(jié)間及香格里拉岸端部1 個(gè)節(jié)間長(zhǎng)度12m，主塔附近2 個(gè)節(jié)間長(zhǎng)度12．8m。全橋共計(jì)71 個(gè)節(jié)間，麗江岸邊跨設(shè)9 個(gè)節(jié)間，香岸邊跨設(shè)8 個(gè)節(jié)間；中跨54 個(gè)節(jié)間（其中麗岸側(cè)2．5 個(gè)節(jié)間、香岸側(cè)1．5 個(gè)節(jié)間分別與兩岸邊跨鋼梁頂推架設(shè)），剩余50 個(gè)節(jié)間劃分為25 個(gè)拼裝節(jié)段。每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)度24．4m，中心桁高12m。

圖1 鋼桁梁雙節(jié)段立面圖（單位：cm）

2 總體施工方案

中跨鋼梁節(jié)段在鋼梁預(yù)拼場(chǎng)進(jìn)行組拼并利用運(yùn)梁臺(tái)車運(yùn)輸至起吊位置，采用纜索吊機(jī)將鋼梁整節(jié)段垂直起吊并進(jìn)行永久吊索的連接，上弦利用工裝臨時(shí)鉸接，然后選擇合適的時(shí)機(jī)通過工裝措施完成高栓連接。鋼梁節(jié)段吊裝順序?yàn)樽钥缰邢騼砂兑来螌?duì)稱架設(shè)[1]。

鋼梁合龍段架設(shè)前，橋臺(tái)墊石施工完成，同時(shí)邊跨鋼梁比設(shè)計(jì)位置向邊跨側(cè)預(yù)偏，中跨鋼梁節(jié)段架設(shè)完成后，利用縱移千斤頂邊跨鋼梁反頂并利用豎向千斤頂調(diào)整姿態(tài)，完成邊跨鋼梁與中跨鋼梁的對(duì)接，進(jìn)行鋼梁合龍。合龍后安裝永久支座，并利用千斤頂將鋼梁落在永久支座上。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁制造及組拼

結(jié)合橋址交通情況、山區(qū)場(chǎng)地施工受限情況，確定鋼桁梁制造分塊方法及現(xiàn)場(chǎng)拼裝工藝精度。

3.2 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝設(shè)備

大跨鐵路懸索橋中跨鋼梁架設(shè)技術(shù)研究，山區(qū)大跨800 噸級(jí)纜索吊大型起吊設(shè)備研究，超大噸位吊具設(shè)計(jì)研究，鋼梁起吊高空水平度監(jiān)控系統(tǒng)研究。確定中跨鋼桁梁快速施工的吊裝設(shè)備。

3.3 山區(qū)鐵路懸索橋中跨鋼桁梁架設(shè)及精度控制

在鋼桁梁架設(shè)過程前后，主纜空纜線性和成橋狀態(tài)下線形高差達(dá)7．22m，在施工過程中優(yōu)化架設(shè)方案，不線形斷調(diào)整計(jì)算完善，從而實(shí)現(xiàn)鋼桁梁架設(shè)線形和精度控制。

3.4 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁合龍施工技術(shù)研究

從跨中往兩岸主塔方向進(jìn)行架設(shè)，最后在兩岸主塔內(nèi)側(cè)位置合龍，鋼梁架設(shè)過程采用臨時(shí)鉸連接，根據(jù)計(jì)算分析及架設(shè)實(shí)際情況適時(shí)對(duì)鋼桁梁整節(jié)段之間進(jìn)行剛接。同時(shí)，確定主塔內(nèi)側(cè)位置具體合龍工藝方案。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)解決措施

4.1 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁制造及組拼

結(jié)合橋址交通情況、山區(qū)場(chǎng)地施工受限情況，鋼桁梁采用在工廠制造桿件，桿件通過火車和汽車運(yùn)輸至橋址下方鋼桁梁預(yù)拼場(chǎng)進(jìn)行雙節(jié)段整體預(yù)拼。為保證組拼精度，鋼桁梁采用2+2 的方式進(jìn)行兩個(gè)連續(xù)吊裝節(jié)段的組拼，同時(shí)在組拼過程中對(duì)弦桿標(biāo)高、偏距進(jìn)行測(cè)量，保證現(xiàn)場(chǎng)拼裝工藝精度。

圖2 鋼梁雙節(jié)段組拼圖

4.2 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝設(shè)備

在對(duì)吊裝設(shè)備選型研究中，通過對(duì)纜索吊機(jī)和纜載吊機(jī)的比選，結(jié)合實(shí)際情況，采用山區(qū)大跨800 噸級(jí)纜索吊大型起吊設(shè)備進(jìn)行雙節(jié)段鋼桁梁的吊裝施工，吊具采用鋼絲繩與纜索吊機(jī)下掛架柔性連接。為保證鋼桁梁在吊裝過程中姿態(tài)保持基本穩(wěn)定，研發(fā)鋼梁吊裝BIM 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在鋼桁梁、吊具上安裝傾角儀和GPS，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至BIM 平臺(tái)，同時(shí)反饋與施工人員進(jìn)行鋼桁梁姿態(tài)調(diào)整。

4.3 山區(qū)鐵路懸索橋中跨鋼桁梁架設(shè)線形及精度控制

在鋼桁梁架設(shè)過程前后，主纜空纜線性和成橋狀態(tài)下線形高差達(dá)7．22m。鋼桁梁在鋼梁預(yù)拼場(chǎng)進(jìn)行預(yù)組拼后分離解除，確保相鄰節(jié)段在空中對(duì)接的精度。在主纜架設(shè)完成后，通過連續(xù)觀測(cè)主纜線性，最終計(jì)算確定吊索長(zhǎng)度，減小成橋誤差。在施工過程中調(diào)整架設(shè)順序，不斷調(diào)整計(jì)算，一般先對(duì)鋼梁上弦做鉸接連接，優(yōu)化節(jié)段間剛接時(shí)機(jī)順序，待吊裝至某一階段在進(jìn)行鋼梁間的剛接，減小剛接時(shí)鋼桁梁內(nèi)力，同時(shí)通過剛接，調(diào)整鋼梁整體線性，從而實(shí)現(xiàn)鋼桁梁架設(shè)線形和精度控制。

圖3 纜索吊機(jī)圖

圖4 鋼桁梁鉸接圖

4.4 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁合龍施工技術(shù)

從跨中往兩岸主塔方向進(jìn)行架設(shè)，最后在兩岸主塔內(nèi)側(cè)位置合龍，鋼梁架設(shè)過程采用臨時(shí)鉸連接，根據(jù)計(jì)算分析及架設(shè)實(shí)際情況適時(shí)對(duì)鋼桁梁整節(jié)段之間進(jìn)行剛接。邊跨鋼梁利用0#、3#橋臺(tái)，1#、2#主塔下橫梁頂三向調(diào)整裝置中的豎向千斤頂起頂邊跨鋼梁，調(diào)整邊跨鋼梁合龍口位置高程及斷面轉(zhuǎn)角使其與中跨鋼梁合龍口相匹配，待中跨合龍段鋼梁吊裝、拼接完成后，利用縱向千斤頂將邊跨鋼梁整體向中跨側(cè)反頂，縱移邊跨鋼梁至合龍位置，進(jìn)行鋼梁合龍[2]。

圖5 鋼桁梁合龍圖

5 結(jié)語(yǔ)

目前，麗香鐵路金沙江特大橋鋼桁梁已經(jīng)施工完成，施工過程中采取了一系列的措施解決施工重難點(diǎn)，保證了施工質(zhì)量，同時(shí)也加快了施工進(jìn)度，并可以為其他類似工程提供施工技術(shù)參考[3]。