超高斜拉橋鋼混疊合梁安裝技術(shù)

李鋒　梁輝　張延輝

摘 要：山區(qū)橋梁由于地形復(fù)雜，道路存在大量陡坡、急彎，橋梁高度往往在100 m以上，在橋梁架設(shè)施工中，物資運(yùn)輸、設(shè)備進(jìn)場、構(gòu)件從地面向橋面轉(zhuǎn)運(yùn)等施工條件極為困難。本文提供一種基于附壁式起重機(jī)的超高斜拉橋的鋼混疊合梁安裝技術(shù)，解決構(gòu)件運(yùn)輸、構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)上超高橋面以及安裝等一系列難題，為類似超高斜拉橋安裝提供解決思路。

關(guān)鍵詞：安裝技術(shù);施工設(shè)備;附壁式起重機(jī);超高斜拉橋

1 概述

近年來，國家為促進(jìn)山區(qū)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，跨峽谷橋梁的建造越來越多，而其中超高鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋是最普遍一種形式。其常用的一種方法是采用起升設(shè)備自地面提梁上橋面，經(jīng)橋面運(yùn)輸后由橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)進(jìn)行架設(shè);貴州龍里縣朵花特大橋是一種典型的超高鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋，該橋?yàn)殡p塔雙索面鋼混疊合梁斜拉橋，鋼結(jié)構(gòu)為縱橫梁體系，均為工型梁，橋面結(jié)構(gòu)混凝土預(yù)制板+濕接縫形式。該橋架設(shè)方法為：以散件形式運(yùn)輸至主塔下，采用附壁式回轉(zhuǎn)起重機(jī)提梁至橋面，由橋面運(yùn)梁車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，最后由橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)安裝。

2 項(xiàng)目簡介

朵花特大橋采用528 m 主跨跨越朵花大峽谷。橋梁全長1 260 m，其中主橋斜拉橋橋長245 m+528 m+245 m=1 018 m，主橋橋?qū)?0 m。

主縱梁最大重量為43.7 t，最大長度12 m;橫梁長度17.06 m，最大重量14.07 t，預(yù)制板最大規(guī)格為3.4 m×8.45 m，最大重量32.86 t，其他構(gòu)件重量≤10 t。

3 總體安裝方案

3.1 總體施工方案

根據(jù)朵花特大橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場施工條件，橋梁采用散件運(yùn)輸安裝的施工方法。塔區(qū)共計(jì)5節(jié)段構(gòu)件采用附壁式起重機(jī)作為提升和安裝設(shè)備，橋梁底部布置滑移支架，通過附壁式起重機(jī)自地面將構(gòu)件提升至滑移支架上完成組拼，已組拼完成的節(jié)段滑移至設(shè)計(jì)位置，完成安裝。

其他梁段架設(shè)時(shí)，利用附壁式起重機(jī)作為提升設(shè)備，附壁起重機(jī)從地面將構(gòu)件提升至橋面人行道位置的運(yùn)梁車上進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，橋面起重機(jī)對(duì)稱懸拼。

3.2 方案比選

主塔位置的提升設(shè)備作用有三：一是塔區(qū)5節(jié)段的拼裝，二是橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)和運(yùn)梁車的安裝，三是全橋所有構(gòu)件自地面到橋面的轉(zhuǎn)運(yùn);塔區(qū)滑移支架采用既有STC7528P塔吊進(jìn)行安裝，該塔吊最大吊重為16 t，主要用于塔柱的施工，無法作為全橋構(gòu)件和橋面起重機(jī)的提升作業(yè)。針對(duì)起升設(shè)備的用途，初步擬定以下兩種提升設(shè)備方案。

方案一：選用大型塔吊D1100-63型作為起升設(shè)備（預(yù)計(jì)用時(shí)5個(gè)月），組拼塔區(qū)5節(jié)段橋梁、安裝提升站、橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)和運(yùn)梁車;提升站用作后續(xù)所有構(gòu)件提升上橋面。

方案二：選用50 t附壁式回轉(zhuǎn)起重機(jī)作為提升設(shè)備，承擔(dān)塔區(qū)5節(jié)段組拼安裝、構(gòu)件提升上橋面和橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)以及橋面運(yùn)梁車的安裝。

從施工工期、現(xiàn)場管理和施工成本比較上述兩種方案：

從施工工期方面比選，方案一中塔吊的安裝拆卸可與其他作業(yè)項(xiàng)目同步進(jìn)行，方案一中的提升站和方案二中的附壁式回轉(zhuǎn)起重機(jī)安裝時(shí)間基本相當(dāng)，兩方案施工工期基本持平。

從現(xiàn)場管理方面比選，方案一相對(duì)增加了塔吊的安裝與拆卸，導(dǎo)致其現(xiàn)場施工規(guī)劃管理的難度上升;同時(shí)也相應(yīng)增加了現(xiàn)場施工安全風(fēng)險(xiǎn);

從成本控制方面比選，方案一中塔吊費(fèi)用預(yù)計(jì)500萬左右，提升站與方案二中附壁起重機(jī)費(fèi)用基本相當(dāng)，其他設(shè)備費(fèi)用相同;方案一相對(duì)方案二要多出500萬成本。

綜上，方案二相對(duì)方案一更為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也更有利于現(xiàn)場施工管理。最終確定方案二為實(shí)際安裝方案。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 塔區(qū)節(jié)段施工

4.1.1 塔區(qū)節(jié)段的安裝

墩旁支架安裝完成后，利用附壁起重機(jī)吊裝鋼梁和預(yù)制橋面板，于支架上完成各節(jié)段組拼，后利用拖拉裝置拖拉滑移節(jié)段，每拼裝1個(gè)節(jié)段后，滑移1個(gè)節(jié)段，在拼裝第二節(jié)段，至所有5個(gè)節(jié)段連成整體達(dá)到設(shè)計(jì)位置。再次利用附壁起重機(jī)安裝橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)和運(yùn)梁車，完畢后對(duì)5節(jié)段調(diào)整定位后，進(jìn)行第一對(duì)斜拉索的初張拉、濕接縫澆筑施工、斜拉索終張拉和塔梁固定連接施工。塔區(qū)段主要施工流程如下圖所示：

4.1.2 附壁式起重機(jī)在塔區(qū)的安裝作業(yè)

附壁式起重機(jī)作為該橋架設(shè)的核心設(shè)備，其承擔(dān)了全橋所有構(gòu)件提升上橋面、塔區(qū)節(jié)段的拼裝以及橋面回轉(zhuǎn)起重機(jī)和運(yùn)梁車的安裝;其主要性能參數(shù)如下：

額定起重量：50 t

額定起重力矩：50 t×24 m

作業(yè)幅度：8 m～24 m

最大幅度下的最大吊重：42 t

起升高度：140 m

回轉(zhuǎn)角度：±90°

在塔區(qū)的節(jié)段施工時(shí)，附壁式回轉(zhuǎn)起重機(jī)由地面提升構(gòu)件至滑移支架上進(jìn)行組拼，通過滑移作業(yè)安裝塔區(qū)節(jié)段至設(shè)計(jì)位置，另外附壁起重機(jī)背側(cè)方向橋面起重機(jī)在附壁起重機(jī)的同側(cè)進(jìn)行反方向安裝，走行至背側(cè)施工位置，同側(cè)橋面起重機(jī)則直接安裝;采用塔區(qū)節(jié)段安裝后滑移和橋面起重機(jī)的安裝后走行，避免了附壁起重機(jī)背側(cè)無吊裝設(shè)備進(jìn)行安裝的情況。

4.2 一般節(jié)段施工

4.2.1 一般節(jié)段的安裝

為提高施工效率，一般節(jié)段采用連續(xù)架設(shè)2個(gè)節(jié)段澆筑1次濕接縫再進(jìn)行下一輪次架設(shè)的施工方法，其安裝順序?yàn)椋旱谝还?jié)段安裝——第一節(jié)段斜拉索初張拉——橋面起重機(jī)向前走行一節(jié)段距離——第二節(jié)段安裝——第二節(jié)段初張拉和第一節(jié)段二次張拉——澆筑濕接縫——斜拉索最后一次張拉——進(jìn)行下一輪次架設(shè)。

單節(jié)段組拼安裝時(shí)，需盡快形成閉合穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，在進(jìn)行斜拉索第一次張拉，方可安裝混凝土橋面板。

4.2.2 一般節(jié)段構(gòu)件的提升

一般節(jié)段構(gòu)建提升時(shí)，構(gòu)件達(dá)到橋面高度后，為避免附壁式起重機(jī)回轉(zhuǎn)至主橋面中間位置時(shí)與斜拉索干涉，在第一、二對(duì)斜拉索中間，于人行道位置設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，構(gòu)件落于轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)運(yùn)梁上橫移至橋面中間，在轉(zhuǎn)運(yùn)至橋面起重機(jī)位置進(jìn)行安裝。

5 結(jié)語

在山區(qū)超高斜拉橋鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中，塔區(qū)初始節(jié)段往往作為階段性的重要施工作業(yè)面，而由于橋梁高度和構(gòu)件重量的影響，塔吊作為塔區(qū)節(jié)段起升設(shè)備對(duì)起重能力要求較高，這就造成了施工成本的極大增加。采用而附壁式起重的使用，一是能充分發(fā)揮其作為起升設(shè)備的用途，不僅可用作塔區(qū)節(jié)段的安裝，還可用于全橋構(gòu)件的提升，而且，通過提前安裝附壁起重機(jī)，還可用于塔區(qū)臨時(shí)支架的安裝拆除，增加了施工現(xiàn)場的起重作業(yè)面;二是在作為提升設(shè)備時(shí)，避免在塔區(qū)節(jié)段的作業(yè)面上增加提升站，降低了對(duì)塔區(qū)作業(yè)面的負(fù)載;三是極大減少施工成本;附壁式起重機(jī)的使用在山區(qū)超高斜拉橋的安裝施工中，有著積極的參考意義。

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