三維狀態(tài)調(diào)平液壓索具在大體積異形鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用*

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 工程概況

1.1 建筑概況

背景工程為昆山中環(huán)跨越京滬高速公路而設(shè)置，位于原有橋梁兩側(cè)（B線橋和C線橋），與原有橋梁平行，位于直線段上。 B線橋自北側(cè)B61墩柱至B64墩柱，范圍為BK16+343.750～BK16+493.750，全長150 m；C線橋自北側(cè)C61墩柱至C64墩柱，范圍為CK16+342.793～CK16+492.793，全長150 m。上部結(jié)構(gòu)采用等截面連續(xù)鋼箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用花瓶墩接承臺及群樁基礎(chǔ)。 B線橋第20聯(lián)跨越京滬高速，跨徑44+70+36 m，梁高2.8 m；C線橋第20聯(lián)跨越滬寧高速，跨徑36+70+44 m，梁高2.8 m；橋面橫坡2%，通過頂、底板共同傾斜形成。鋼結(jié)構(gòu)總量逾3 600 t（包括鋼箱梁本體+壓重）（圖1、圖2）。

1.2 結(jié)構(gòu)概況

鋼箱梁制作分段的尺寸需考慮運(yùn)輸條件的限制和現(xiàn)場的安裝方式，根據(jù)節(jié)段劃分圖，以橋?qū)捵鳛榉侄伍L度，沿著橋長度分為4～6 m一段，單幅橋共分26 段，每段質(zhì)量約60 t（圖3、圖4）。除了橋墩和橋端等部位，每個分段的結(jié)構(gòu)大致相同，采用單箱三室斜腹板截面，頂板寬22 m，底板寬14 m，箱梁懸臂長2.5 m。

圖1 京滬高速公路跨線橋橋型平面布置

圖2 京滬高速公路跨線橋橋型斷面布置

圖3 鋼箱梁節(jié)段劃分

圖4 鋼箱梁剖面

2 安裝整體流程

分段鋼箱梁構(gòu)件采用工廠分節(jié)段制造、預(yù)拼，現(xiàn)場利用大型履帶吊起吊，通過一種特殊液壓索具調(diào)平，安裝到高空胎架上拼裝。分段構(gòu)件為一聯(lián)三室鋼箱梁。對于分段鋼箱梁，采用大型履帶吊利用特殊索具起吊，校正調(diào)平后進(jìn)行吊裝上胎架工作[1-3]。

3 特殊索具施工工藝

3.1 液壓拉泵索具

本工程橋箱梁分段后體型大、數(shù)量多，且每個分段內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布不均，重心和吊點位置相對關(guān)系存在差異，在現(xiàn)場進(jìn)行高空水平拼裝時，每個分段地面起吊都需要調(diào)平。我們通常的做法是利用倒鏈與滑輪組配合調(diào)節(jié)吊索具長度進(jìn)行調(diào)整，或根據(jù)重心和吊點位置更換索具。而本工程特制的單套液壓拉泵調(diào)整索具很好地解決了類似問題。

本液壓拉泵索具包括鋼絲繩gss1共1 根，φ80 mm，長44 m，做2根使用；鋼絲繩gss2共2 根，φ80 mm，每根長度19 m，單根使用。1 000 kN滑輪1 個，1 500 kN液壓拉泵2 個，550 kN卸扣4 個，850 kN卸扣4 個（圖5）。

圖5 液壓拉泵調(diào)平裝置示意

分段橋箱梁質(zhì)量較大，在面板下的縱橫隔板交叉位置設(shè)置4 個吊點。本套液壓拉泵調(diào)平裝置的其中1 根長鋼絲繩穿設(shè)于吊鉤處設(shè)置的滑輪里，兩端同鋼箱梁面板上吊點固定；另外2 根短鋼絲繩一端同吊鉤固定，另一端同液壓拉泵一端固定，液壓拉泵另一端同鋼箱梁面板上吊點固定。

利用本液壓拉泵調(diào)平索具，在起吊過程中可以做到不用電腦建模精確計算構(gòu)件重心，通過液壓拉泵伸長或縮短，調(diào)整跟拉泵連接的吊索具總長度，來控制橋箱梁整體平整度。避免使用滑輪組的煩瑣和多次更換鋼絲繩造成的成本增加，節(jié)省了施工時間，保證了吊裝的精確度。

3.2 橋面平整度調(diào)整

在分段鋼箱梁吊裝時，通過鋼絲繩和液壓拉泵，將所述液壓拉泵調(diào)平裝置與分段鋼箱梁面板吊點固定連接，使用大型履帶機(jī)械吊起液壓拉泵調(diào)平裝置，使分段鋼箱梁底板離開地面一定高度，使用儀器測量分段橋箱梁底板上多個位置的離地高度，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)對液壓拉泵進(jìn)行伸縮操作，以調(diào)節(jié)所述構(gòu)件上多個位置的離地高度至橋面平整，然后通過履帶吊將分段橋箱梁安裝高空胎架指定位置進(jìn)行拼裝。

在使用液壓拉泵調(diào)平裝置調(diào)節(jié)分段鋼箱梁平整度時，當(dāng)鋼箱梁需要沿x軸方向旋轉(zhuǎn)時，2 個液壓拉泵同時伸缸或縮缸，且伸縮量相同；當(dāng)鋼箱梁需要沿y軸方向旋轉(zhuǎn)時，2 個液壓拉泵同時分別一伸一縮，且伸縮量相同。

4 結(jié)語

此次京滬高速跨線橋工程主體結(jié)構(gòu)施工在各方的努力下順利完成了，在分段橋箱梁吊裝上胎架拼裝過程中主要遇到與攻克了這樣幾個難點：

第一，構(gòu)件體積龐大、結(jié)構(gòu)不規(guī)則，且數(shù)量較多，吊點位置和重心關(guān)系各不相同。如果使用固定鋼絲繩吊裝，鋼絲繩種類繁多且十分煩瑣。如使用滑輪組配合倒鏈調(diào)整鋼絲繩長度，鋼絲繩長度精確度難以保證，且浪費(fèi)人工，增加成本。本液壓拉泵索具通過液壓拉泵伸長或縮短，調(diào)整吊索具自身長度，使本索具以一種形式從頭到尾安裝完畢，大大減少了工作量。

第二，本索具同樣可以應(yīng)用于其他大體積異形鋼結(jié)構(gòu)三維空間定位吊裝，通過調(diào)整液壓拉泵長度，可以在一定范圍內(nèi)把構(gòu)件調(diào)整成任意角度，通過復(fù)測調(diào)整后的構(gòu)件特征點相對關(guān)系微調(diào)，實現(xiàn)構(gòu)件三維空間定位。

而在索具使用過程中也有考慮不足的地方，例如液壓拉泵伸縮長度有限，當(dāng)構(gòu)件水平度偏差超過液壓拉泵調(diào)整能力時，需要調(diào)整鋼絲繩自身長度，降低了施工效率，可考慮采用預(yù)估重心位置限定吊點范圍解決。綜合上述問題，本工程使用的特殊索具在實踐中取得了顯著的效益，并且在類似施工項目中有著指導(dǎo)作用[4-7]。