棋盤洲長江公路大橋非通航區(qū)鋼箱梁架設(shè)施工技術(shù)

徐永明 宋超

摘要 棋盤洲長江公路大橋?yàn)橹骺? 038 m雙塔單吊跨鋼箱梁懸索橋，錨碇間距1 683 m，矢跨比為1/9，全橋鋼箱梁共計(jì)65個(gè)節(jié)段，其中非通航區(qū)兩岸各6個(gè)節(jié)段，非通航區(qū)鋼箱通過纜載吊機(jī)+滑車組蕩移至移梁支架，并采用一種可調(diào)節(jié)支座移梁，就位后纜載吊機(jī)再次垂直吊裝。整個(gè)施工過程質(zhì)量、進(jìn)度、工程效益等均取得了良好效果，可為類似工程的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞 懸索橋;非通航區(qū);鋼箱梁;蕩移法;纜載吊機(jī)

中圖分類號(hào) U445.469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）01-0160-04

0 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化都市改造及公路的建設(shè)成為了現(xiàn)今及未來若干年基建的主流，公路大橋施工過程中，各工序施工方法的選擇對(duì)工程對(duì)質(zhì)量起到?jīng)Q定性對(duì)作用。同時(shí)，采用一套完善的鋼箱梁架設(shè)施工工法，能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 工程概況

棋盤洲長江公路大橋位于黃石市和黃岡市境內(nèi)[1-2]，橋址區(qū)位于長江中下游，長江北側(cè)總體地貌為剝蝕殘丘地貌，為典型的亞熱帶大陸季風(fēng)性氣候區(qū)，極端最高氣溫在38～41℃之間，極端最低氣溫在-8～-11℃之間，多年平均水位14.25 m，大橋所在位置位于長江航道黃石段，黃石新港位于橋址下游約1 km處，橋位河段交通量較大。

棋盤洲長江公路大橋全橋長3 328 m，主橋?yàn)殡p塔單吊跨鋼箱梁懸索橋，主跨1 038 m，橋跨布置為（340+1 038+305）m，錨碇IP之間距離為1 683 m，矢跨比為1/9。橋面全寬39.6 m（含風(fēng)嘴及導(dǎo)流板），鋼箱梁吊索耳板中心及主纜中心橫向間距均為34.5 m，臨時(shí)吊耳中心間距29.3 m，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖如圖1。兩岸非通航區(qū)域各有6個(gè)主梁節(jié)段（S01、SJ1～SJ5;N01、NJ1～NJ5）無法用船舶直接運(yùn)輸至安裝位置下方，需將非通航區(qū)域的6個(gè)梁段分別采用運(yùn)梁支架滑移的方式運(yùn)達(dá)，臨時(shí)存在棧橋上，再通過纜載吊機(jī)起吊、安裝。

2 工藝原理

非通航區(qū)鋼箱梁通過船運(yùn)從廠家運(yùn)輸至施工吊裝現(xiàn)場，用550 t纜載吊機(jī)吊裝提升至移梁支架高度，由設(shè)置于岸側(cè)塔前的2臺(tái)10 t卷揚(yáng)機(jī)和50 t滑車組將鋼箱梁水平牽引指定位置，利用550 t纜載吊機(jī)下放鋼箱梁節(jié)段至移梁支架上，解開纜載吊機(jī)與鋼箱梁的連接，水平移運(yùn)鋼箱梁至設(shè)計(jì)吊裝位置，此時(shí)纜載吊機(jī)同步行走至鋼箱梁設(shè)計(jì)吊裝位置進(jìn)行垂直提升。

3 施工步驟

3.1 移梁支架搭設(shè)

3.1.1 黃岡側(cè)移梁支架

黃岡側(cè)移梁支架從索塔底部橋臺(tái)延伸至江內(nèi)，總長約69 m，支架前端枯水期水深約4 m。支架分上下游兩幅，寬度均為4.5 m，上、下幅之間中心距為13.2 m，中間采用鋼管桁架連接。支架主要跨徑為9 m、12 m兩種，頂部設(shè)置鋼箱梁移梁滑道能滿足5個(gè)梁段（NJ1～NJ5）的移運(yùn)。高支架布置在索塔底部中跨側(cè)，長度11 m，分上下游兩幅，寬度均為3 m，上、下幅之間中心距為13.2 m，中間采用鋼管桁架連接。支架頂部設(shè)置鋼箱梁滑道，滑道頂面高程為49.434 m，用于N01梁段的存放及安裝。（立面圖及平面圖見圖2、圖3）

3.1.2 黃石側(cè)移梁支架

黃石側(cè)移梁支架從索塔底部橋臺(tái)延伸至江內(nèi)，軌道總長約84 m。支架分上下游兩幅，上、下幅之間中心距為17.2 m，支架在前灘區(qū)采用承臺(tái)基礎(chǔ)+鋼管柱、鋼管樁基礎(chǔ)，岸上采用雙拼700工字鋼作為軌道承重梁，支撐在地面上，能滿足5個(gè)梁段（SJ1～SJ5）存運(yùn)。高支架布置在索塔底部中跨側(cè)，長度6.75 m，分上下游兩幅，寬度為3.5 m和7.0 m，上、下幅之間中心距為13.52 m，中間采用鋼管桁架連接。支架頂部設(shè)置鋼箱梁滑道，用于S01梁段的存放及安裝。

3.2 移梁系統(tǒng)布置

移梁支座采用“重物移位器+型鋼”加工而成，單個(gè)梁段布置6個(gè)支座，每個(gè)支座底設(shè)置2個(gè)50 t重物移位器，單個(gè)梁段共計(jì)12個(gè)移位器，滿足梁段承載移運(yùn)要求。支座位置布置完成后，縱向相鄰兩個(gè)支座之間采用兩根25#工字鋼進(jìn)行連接。移梁施工采用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行，牽引卷揚(yáng)機(jī)利用10 t卷揚(yáng)機(jī)，50 t滑車組錨固在相應(yīng)高支架鋼管樁根部位置。鋼管樁錨固位置進(jìn)行水平連接加固。該橋非通航區(qū)共計(jì)兩種梁段，N01/S01梁段吊裝完畢后，調(diào)節(jié)移梁支座使其滿足剩余SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段吊裝。

3.3 鋼箱梁架設(shè)

3.3.1 鋼箱梁蕩移至移梁支架

在鋼箱梁梁底按梁段結(jié)構(gòu)形式標(biāo)示出移梁支座的設(shè)計(jì)位置，在移梁支架上將支座擺放到設(shè)計(jì)位置。梁段通過運(yùn)梁駁船運(yùn)至棧橋碼頭后，通過纜載吊機(jī)垂直起吊，直至鋼箱梁底面高出棧橋支座頂面50 cm以上。啟動(dòng)水平牽引卷揚(yáng)機(jī)，將鋼箱梁蕩移至棧橋支座上方。纜載吊機(jī)緩慢下放梁段，水平牽引卷揚(yáng)機(jī)同步回拉調(diào)整梁段位置，直至鋼箱梁完全落在移梁支座上。鋼箱梁從運(yùn)輸船吊裝至棧橋上，最大蕩移角度為9°，水平距離17 m，550 t纜載吊機(jī)允許最大蕩移角度22°。該橋蕩移施工滿足施工要求見圖4。

3.3.2 移梁支架移梁

梁段下放至支座上后，利用高支架作為錨固點(diǎn)，采用“卷揚(yáng)機(jī)+滑車組”牽引系統(tǒng)移梁。移梁系統(tǒng)由高支架、10 t卷揚(yáng)機(jī)、50 t滑車組、牽引鋼絲繩、移梁支座及軌道組成。梁段牽引過程中，上下游應(yīng)保持同步。當(dāng)行走偏位時(shí)須及時(shí)調(diào)整糾正，禁止重物移位器側(cè)邊與槽鋼翼板相摩擦。SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段通過移梁支架運(yùn)輸至設(shè)計(jì)位置后，同步行走纜載吊機(jī)，分別進(jìn)行起吊安裝。

3.3.3 N01（S01）梁段二次蕩移

N01（S01）梁段水平移動(dòng)至NJI梁段后，纜載吊機(jī)行走至第二段梁段位置，垂直起吊N01（S01）梁段至梁底高于高支架支座頂面50 cm以上，再通過引橋上轉(zhuǎn)向水平牽引至下橫梁上，最大牽引角度7.5°，水平距離15 m，水平牽引力約35.5 t。N01（S01）梁段一端落于索塔下橫梁豎向支座上，另一端落于臨時(shí)支座上。待與相鄰梁段臨時(shí)連接后再解除臨時(shí)支座。

3.3.4 合龍段鋼箱梁吊裝

鋼箱梁在吊裝過程中測量已吊裝梁段的線性、長度等數(shù)據(jù)，與模擬施工過程計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，預(yù)測和計(jì)算合龍空間數(shù)據(jù)。[3-5]合龍段施工步驟如下：

（1）合龍前，利用邊跨引橋上設(shè)置的錨固點(diǎn)及轉(zhuǎn)向點(diǎn)，從塔頂10 t卷揚(yáng)機(jī)引鋼絲繩，通過50 t滑輪組走6線，連接在N01（S01）梁段臨時(shí)吊點(diǎn)上，對(duì)N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）梁段進(jìn)行整體牽引預(yù)偏50 cm，使合龍空間大于合龍梁段長度50 cm后，通過纜載吊機(jī)垂直起吊合龍段[6-8]。

（2）跨纜吊機(jī)提升合龍梁段的頂面與相鄰梁段底面平齊后，開始慢速提升，同時(shí)利用手拉葫蘆配合調(diào)整合龍段縱向位置防止梁段間碰撞損壞梁段端口，直至合龍連接完成。

（3）合龍段連接時(shí)應(yīng)先與中跨側(cè)梁段進(jìn)行連接，然后慢慢釋放副孔卷揚(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)的牽引力，使預(yù)偏梁段逐漸靠近合龍段，回歸原位后調(diào)整兩個(gè)梁段高差完成連接合龍。在NJ6～NJ7（SJ6～SJ7）梁段臨時(shí)吊點(diǎn)處，通過2個(gè)10 t手拉葫蘆進(jìn)行預(yù)偏梁段輔助回拉。

根據(jù)計(jì)算，N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）鋼箱梁最大重量為1 547 t，吊索平均長度取95 m，水平牽引距離0.5 m，牽引力為18.2 t，兩岸上下游各準(zhǔn)備一套“10 t卷揚(yáng)機(jī)+50 t滑輪組”，滿足合龍段預(yù)偏施工。

4 結(jié)束語

結(jié)合施工環(huán)境條件，文章探索了一種懸索橋非通航區(qū)環(huán)境條件下的加勁梁架設(shè)技術(shù)，發(fā)明了一種可調(diào)節(jié)移梁支座，以滿足多種梁型移運(yùn)。整套蕩移系統(tǒng)施工操作簡單，施工效率高;在蕩移過程中受力明確，安全可靠;該方法不僅實(shí)現(xiàn)了非通航區(qū)鋼箱梁的順利吊裝，而且節(jié)省了設(shè)備、材料、人工，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)，安全環(huán)保，保障了施工安全及進(jìn)度。該方法為同類型橋梁施工提供了借鑒，取得了良好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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