場地復雜條件下的彎斜拉橋鋼箱梁架設技術

王海峰

中鐵港航局集團，廣東廣州 510800

0 引言

新建貴廣、南廣鐵路在肇慶站并線后四線并行直至廣州南站，在佛山鹽步鎮(zhèn)與廣州芳村交界處以彎斜拉橋形式跨越穗鹽路及廣州西環(huán)高速兩層公路，其中與西環(huán)高速交角僅11°，H型主塔橫跨西環(huán)高速，彎斜拉橋緊臨運營中的武廣高鐵，與武廣高鐵水平距離最小處僅4.8m，見圖1跨穗鹽路斜拉橋位置圖。橋梁所處位置交通發(fā)達、房屋布置密集，施工風險巨大。

斜拉橋跨度布置為32.6+175+175+32.6m，其中2個175m主跨為鋼箱梁、32.6m邊跨為預應力混凝土結(jié)構(gòu)。主梁與主塔下橫梁固結(jié)，在兩邊跨及下橫梁兩側(cè)設置鋼-混結(jié)合段實現(xiàn)鋼梁與預應力混凝土梁及主塔下橫梁固結(jié)。主塔高度141.98m。主梁寬度24m、梁高3.684m、全橋鋼梁沿縱向共分24個標準節(jié)段、4個鋼-混結(jié)合段和2個合攏段，標準節(jié)段長度12m、重約250t，自主塔往邊跨編號為鋼混段→M～A節(jié)段→鋼混段（A為合攏段）。

1 成熟的鋼箱梁架設方法

該斜拉橋所處位置施工條件惡劣，在施工過程中不能影響交通繁忙的穗鹽路、西環(huán)高速及武廣高鐵的安全運營。對于鋼箱梁架設，成熟的方案有：

1）步履式吊機懸臂拼裝法。即工廠化制造好各鋼箱梁整節(jié)段，提前在主塔兩側(cè)搭設好首節(jié)段支架，主塔施工完成后用大型吊機將兩側(cè)首節(jié)段吊裝至支架上，完成首節(jié)段與主塔下橫梁間固結(jié)或下橫梁上的0#段固結(jié)后形成工作面，在該工作面上安裝對稱安裝步履式吊機，將僅接的鋼箱梁節(jié)段從地面運輸車或船上對稱起吊與首節(jié)段對接、焊接、斜拉索掛設張拉，如此循環(huán)直至鋼梁架設完成；

2）頂推法。沿橋梁縱向一定間距設置臨時墩，在主塔或邊跨位置設置頂推拼裝平臺和龍門吊機等起重設備，工廠制造好的鋼箱梁節(jié)段運輸至拼裝平臺處，起吊至平臺上完成與已在平臺上的鋼箱梁焊接，使用設置于臨時墩及平臺上的千斤頂將鋼箱梁整體往前進方向張拉，焊接一段頂推一段；頂推的同時，鋼-混結(jié)合段先與預應力混凝土梁澆筑形成整體，頂推到位后焊接，使所有鋼梁于臨時墩上形成整體。然后掛設斜拉索，張拉完成體系轉(zhuǎn)換將鋼箱梁脫離臨時墩，完成鋼箱梁架設；

3）滿堂支架法。即比照混凝土現(xiàn)澆梁支架，沿主梁走行搭設滿堂支架，在支架上安裝鋼箱梁制造胎架，鋼箱梁板件在工廠下料后運至現(xiàn)場，用現(xiàn)場吊機在胎架上組焊完成鋼梁，最后掛設斜拉索，張拉完成體系轉(zhuǎn)換將鋼箱梁脫離胎架，完成鋼箱梁架設。

2 成熟的鋼箱梁架設方法對該橋的適用性分析

第一種方法：該斜拉橋鋼箱梁標準節(jié)段尺寸為12×24×3.684m、重量250t，其橋下為繁忙的交通要道，運輸條件不能滿足且橋下也無位置可吊裝整段鋼箱梁，因此不能滿足該橋鋼箱梁架設。

第二種方法：廣州側(cè)邊跨位于西環(huán)高速公路上方且與武廣高鐵距離僅4.8m，沒有位置設置頂推拼裝支架與大型起重龍門吊機，同樣主塔位置也不具備條件；貴陽側(cè)邊跨位于一大型酒店，該酒店至2011年12月可進入拆遷程序，若等該酒店拆遷完成在進行拼裝平臺及起重龍門吊等準備工作，勢必使該橋的建設工期拖延至少1年以上，大大增加工程的建設費用。因此該方案也不能滿足需要。

第三種方法：為不影響穗鹽路及西環(huán)高速的運營，所采用支架必須跨越這兩條公路，且為避免支架下沉影響鋼箱梁拼裝精度，支架所需鋼材數(shù)量相當巨大且支架基礎處理要求很高，同時在拼裝鋼箱梁板件時吊機必定占用穗鹽路或西環(huán)高速的部分路面，因此該方案既不經(jīng)濟也不實用。

因此對于該橋的鋼箱梁，尋找一種既實用又相對經(jīng)濟的架設方案就顯得相當重要。

3 改進型的懸臂拼裝架設技術

為解決運輸問題，考慮將鋼箱梁節(jié)段分成小塊在工廠制造汽車運輸至現(xiàn)場拼裝；為解決鋼箱梁節(jié)段無法從橋面從下往上起吊的問題，考慮在橋面組成整節(jié)后往下放與首段對接。該技術由三部分組成：

1）鋼混結(jié)合段。主梁4個鋼混結(jié)合段，其中主塔下橫梁兩側(cè)2個與下橫梁通過箱體內(nèi)填充鋼筋混凝土、張拉預應力固結(jié)，邊跨各一個與預應力混凝土梁固結(jié)，由于鋼梁的熱脹冷縮，為避免影響固結(jié)效果，必須先完成固結(jié)后方可將主梁合攏。考慮到與鋼筋、鋼絞線的交叉施工及吊裝能力，4個鋼混結(jié)合段板件都在工廠加工制作，汽車運輸至現(xiàn)場在支架上設置胎架散拼、焊接；

圖2 鋼箱梁架設現(xiàn)場總體

圖3 鋼箱梁節(jié)段分塊

2）主塔一側(cè)支架上先期架設段。先在主塔一側(cè)安裝支架，在支架上安裝3個鋼梁節(jié)段形成橋面為架橋機、100t橋面龍門吊機、鋼梁組拼胎架提供工作面。按先K，再L，最后M節(jié)段的順序在支架的滑道上經(jīng)橫向、縱向滑移就位，然后將M向主塔方向縱移與鋼混段對接、焊接，再M-L，L-K間縱移、焊接；

3）懸臂拼裝。使用250t運梁臺車從橋面胎架上沿鋼軌鋪設的軌道運輸至專門針對該方法而研究特制的架橋機位置，起吊后天車走行至前端，架橋機吊具將梁旋轉(zhuǎn)90°后下放，與已架好的鋼梁對接。先架設貴陽方向的M～L段，塔兩側(cè)鋼梁對稱后，安裝廣州方向架橋機，對稱架設鋼箱梁，斜拉索隨鋼梁架設相應掛設。

除鋼混結(jié)合段外的其它節(jié)段，均在工廠沿橋梁縱向按縱隔板的布置分9個小塊體制造，汽車運輸至橋位附近的預拼場，在胎架上組焊成3個中塊體，再用載重100t的運梁車運輸至主塔處的提升站下，提升至橫移支架（廣州方向的M～K節(jié)段架設時，其頂面與支撐支架頂平齊，這3節(jié)段安裝后加高橫移支架至與橋面平齊）上。在支架或橋面胎架上完成整節(jié)段的焊接工作。

[1]朱彬.大跨度鋼箱混合梁斜拉橋無縫線路設計研究[J].鐵道標準設計，2012(2).

[2]閆斌，戴公連.高速鐵路斜拉橋上無縫線路縱向力研究[J].鐵道學報，2012(3).