大連濱海南部星海灣大橋懸索橋桁架梁吊裝技術(shù)

仝增毅，杜亞飛

(1.中交二公局第二工程有限公司；2.唐河縣市政管理處)

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大連濱海南部星海灣大橋懸索橋桁架梁吊裝技術(shù)

仝增毅1，杜亞飛2

(1.中交二公局第二工程有限公司；2.唐河縣市政管理處)

大連濱海大橋懸索橋由于處于海上冬季作業(yè)、桁架梁吊裝重量大、吊裝設(shè)備設(shè)備選擇多等特點(diǎn)，施工工藝難度大。桁架梁吊裝采用：浮吊吊裝、液壓跨纜吊機(jī)、同步提升吊裝工作，在懸索橋吊裝梁段中同步提升是國(guó)內(nèi)第一次利用千斤頂?shù)怪玫跹b，安全性可靠。

懸索橋；桁架梁；吊裝；施工方法

1 工程概況

大連濱海大橋主橋加勁梁為鋼桁梁結(jié)構(gòu)，主橋桁架軸線寬24m、主桁架高10m、縱橋向標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)10m。鋼桁梁由主桁架、主橫梁和上、下平聯(lián)組成，主桁架采用整體節(jié)點(diǎn)板連接，所有桿件均為閉口箱型截面。主桁架由上弦桿、下弦桿、豎腹桿、斜腹桿組成。上、下平聯(lián)采用K形結(jié)構(gòu)。橋面系由橋面板、U型加勁肋、橋面系縱梁和橋面系橫梁組成，橋面系縱梁與主桁架橫梁之間設(shè)置普通球形支座。鋼桁梁采用分段制造安裝，全橋梁段對(duì)稱(chēng)布置，共劃分為43 個(gè)塊段。

根據(jù)吊裝能力、冬季施工、工期等因素考慮，桁架梁吊裝分三種設(shè)備吊裝。1#梁段為主梁端部吊裝凈空不足梁段為1 200t浮吊吊裝，2#～9#梁段為邊跨梁段為4臺(tái)350t同步提升吊裝，10#為索塔橫梁段、11#～21#梁段及22#梁段為中跨梁段為2臺(tái)370t液壓跨纜吊機(jī)抬吊，邊跨梁段和中跨梁段為標(biāo)準(zhǔn)梁段，22#梁段為跨中梁段，梁段1#～21#梁段沿跨中中心線對(duì)稱(chēng)。

2 工程特點(diǎn)

(1)主索鞍在節(jié)段吊裝過(guò)程中，允許其在跨纜吊機(jī)限位范圍內(nèi)在鞍槽內(nèi)自由往返滑動(dòng)，即在鞍槽638mm預(yù)偏量范圍內(nèi)自由滑動(dòng)。

(2)節(jié)段吊裝過(guò)程中，新吊裝節(jié)段與原有節(jié)段桿件之間連接，通過(guò)設(shè)置臨時(shí)鉸保證梁段受力、線形整體性。

(3)由于1#節(jié)段吊桿為剛性吊桿，為防止節(jié)段安裝后剛性吊桿與索管接觸，1#節(jié)段采取支架支撐，且2#節(jié)段吊裝后不與1#節(jié)段連接。

(4)由于21#節(jié)段重量重，又位于跨中位置，為保證結(jié)構(gòu)安全，其吊裝方式采用與3#節(jié)段交叉吊裝的方式。

(5)冬季施工海風(fēng)海浪影響的因素比較多；

3 施工準(zhǔn)備

3.1 索夾吊索安裝

主纜緊纜結(jié)束對(duì)全橋主纜線形進(jìn)行觀測(cè)配合第三方監(jiān)控計(jì)算數(shù)據(jù)，放樣安裝索夾編號(hào)和位置安裝索夾和吊索。

3.2 同步提升拼裝

液壓同步提升系統(tǒng)采用的主要原理是千斤頂油缸倒置往復(fù)上下爬升，同步提升需在后場(chǎng)進(jìn)行拼裝完成靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)。

3.3 運(yùn)量船

為滿(mǎn)足跨纜吊機(jī)垂直起吊，減小吊升索股的偏角，要求駁船定位誤差不大于50cm。駁船采用拋錨全站儀定位。運(yùn)梁駁船到達(dá)指定區(qū)域拋錨，通過(guò)收放地錨纜繩反復(fù)調(diào)整駁船位置，使駁船定位誤差不大于50cm。

3.4 貓道改吊

進(jìn)行貓道改吊將貓道懸掛于主纜之上，使其保持與主纜線形一致，并在吊裝過(guò)程對(duì)貓道錨固系統(tǒng)調(diào)整裝置放松來(lái)控制貓道與主纜間距離相對(duì)不變。

在鋼桁梁的吊裝1#、2#為浮吊吊裝，散索鞍支墩前邊跨貓道中間寬度不足，梁斷面為24m兩貓道內(nèi)幅寬度為23m再加浮吊吊繩和吊鉤的夾角距離指使貓道變位。變位自散索鞍門(mén)架至邊跨方向25～30m，內(nèi)側(cè)3根貓道承重繩回收緊貼主纜下口。

3.5 橫通道的拆除

橫向通道考慮在施工鋼桁梁吊裝的影響的位置進(jìn)行拆除；橫向通道在鋼桁梁吊裝期間拆除時(shí)，塔頂下放卷?yè)P(yáng)機(jī)，主纜懸掛10t滑車(chē)，鋼絲繩錨固在橫向通道上，手拉葫蘆配合提起橫通拆除，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將橫向通道下放至駁船。

4 桁架梁吊裝順序

(1)邊跨1#梁段因整體吊裝重量較大，需要在梁段下面設(shè)置支架，臨時(shí)支撐1#梁段既采用浮吊吊裝；2#梁段因液壓同步提升系統(tǒng)凈空不能滿(mǎn)足要求，因此1#、2#采用浮吊吊裝。

(2)邊跨3#～9#梁段采用液壓同步提升系統(tǒng)吊裝，邊跨需投入兩套液壓同步提升系統(tǒng)。邊跨3#～9#梁段吊裝需要12個(gè)臨時(shí)索夾，其中8個(gè)用于兩套設(shè)備同時(shí)吊裝，另外4個(gè)用于周轉(zhuǎn)，臨時(shí)索夾加工按照永久索夾標(biāo)準(zhǔn)加工。

(3)索塔處10#梁段采用1臺(tái)370t跨纜吊機(jī)吊裝，利用現(xiàn)有設(shè)備，10#梁段因整體吊裝后重量較大，10#梁段上橋面板2次吊裝。

(4)中跨11#梁段～22#梁段采用2臺(tái)370t跨纜吊機(jī)抬吊，4臺(tái)跨纜吊機(jī)分2組由跨中向塔側(cè)吊裝，12#～22#吊具采用橫橋向雙根吊具。其中11#梁段整體吊裝重量過(guò)大，上橋面板需分2塊后蕩移安裝。

(5)吊裝順序表。

表1

續(xù)表1

5 同步提升吊裝桁架梁

(1)3#～9#同步提升吊裝

3#～9#同步提升吊裝工藝流程：

①鋼桁梁運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，在梁廠鋼桁梁上弦桿安裝活動(dòng)吊點(diǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)提前完成在主纜上安裝臨時(shí)索夾；

②安裝待吊裝梁段同步提升設(shè)備4臺(tái)(每臺(tái)千斤頂提升能力為350t);

③運(yùn)梁船停在施工現(xiàn)場(chǎng)主纜下方的起吊位置，定位誤差≤50cm，安裝液壓同步提升系統(tǒng)，塔頂利用10t卷?yè)P(yáng)機(jī)和手拉葫蘆進(jìn)行提升錨頭和安裝，預(yù)緊起重鋼絞線;

④提升系統(tǒng)起吊鋼桁梁，提升過(guò)程計(jì)算機(jī)同步控制；

⑤梁段到位利用手拉葫蘆‘八’字對(duì)拉輔助調(diào)整吊裝梁段與已安裝梁段靠攏，梁段提升至距離吊索錨箱約50cm處暫停提升程序，將吊索錨頭螺帽拆除做好入錨對(duì)位準(zhǔn)備，然后手動(dòng)控制提升距離，此時(shí)不可單點(diǎn)提升以免受力不均勻造成嚴(yán)重后果，待吊索進(jìn)入錨箱后四點(diǎn)同時(shí)提升直至標(biāo)記線外漏方可安裝螺帽；

⑥逐級(jí)釋放千斤頂受力轉(zhuǎn)換至吊索，逐級(jí)釋放千斤頂應(yīng)力直至吊索完全受力。液壓同步提升系統(tǒng)慢速卸載，吊索完全受力后解除千斤頂支架與鋼桁梁臨時(shí)吊點(diǎn)的連接；

⑦拆除錨頭與臨時(shí)索夾的連接，拆除錨頭后應(yīng)將其用8t卷?yè)P(yáng)機(jī)保護(hù)；鋼絞線回收；拆除吊裝臨時(shí)索夾，安裝至下一梁段吊裝位置，此時(shí)液壓同步提升吊裝過(guò)程完成；拆除液壓同步提升系統(tǒng)，將設(shè)備轉(zhuǎn)移到下一梁段；

⑧拆除活動(dòng)吊點(diǎn)、周轉(zhuǎn)臨時(shí)索夾重復(fù)上述步驟進(jìn)行后續(xù)梁段的吊裝；

(2)9#梁段蕩移吊裝：

步驟一：駁船9#梁拋錨與承臺(tái)保持≧1m距離防止起吊過(guò)程船與承臺(tái)的碰撞，臨時(shí)吊裝索夾9#梁按照垂直起吊，連接同步提升：

步驟二：7#梁段下橋面懸桿連接滑車(chē)組反拉起吊9#梁，調(diào)整鋼絞線反拉滑車(chē)組受力；

步驟三：?jiǎn)?dòng)同步提升9#緩慢提升，反拉滑車(chē)組反拉9#，梁超高承臺(tái)、靠塔柱梁段處于安全起吊距離放松滑車(chē)組；

步驟四：提升到位連接吊索錨頭，同步提升卸載止30%停止卸載以便與8#梁段合龍。

6 中跨10#～22#，邊跨1#、2#根據(jù)監(jiān)控指令順序配合同步提升吊梁

懸索橋在吊梁過(guò)程中鋼桁架形成有三種狀態(tài)：大鍋底形、平鍋底、上拱反鍋底，吊裝開(kāi)始前10片梁重量不足主纜線形達(dá)不到桁架梁連接要求，逐步梁段上去荷載增加利用吊裝機(jī)具進(jìn)行鉸接，前面沒(méi)有鉸接的安排人員進(jìn)行鉸接，盡量不要放在最后鉸接。

7 結(jié) 語(yǔ)

大連濱海南部星海灣大橋桁架梁吊裝精心組織施工，克服冬季施工及海上作業(yè)等影響，順利完成43片梁段的吊裝，吊裝上面采用了三種吊法，特別是利用千斤頂?shù)怪玫趿菏窃趪?guó)內(nèi)懸索橋施工中的首次使用，為我國(guó)懸索橋吊裝梁段在重量上使用取得經(jīng)驗(yàn)。

2015-02-06

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