大型懸索橋鋼梁架設施工技術

鄭康

摘要：本文依據鸚鵡洲長江大橋建設經驗，通過對三塔四跨懸索橋鋼梁架設順序、鋼梁拼裝、大型纜載吊機、大重量鋼梁蕩移施工、橋面板結合技術等總結，為以后類似鋼梁施工提供經驗。文中多數措施結構簡單，投入小，可操作性強，并成功被運用到武漢鸚鵡洲長江大橋鋼梁施工。

Abstract： Based on the experience of the construction of the Parrot Island Yangtze River Bridge， this paper summarizes the steel beam erection sequence， steel beam assembly， large cable hoist， large weight steel beam swaying construction， bridge deck combination technology， etc. of the three-tower four-span suspension bridge， providing experience for similar steel beam construction in the future. Most of the measures in this paper are simple in structure， small in investment， and highly maneuverable， and have been successfully applied to the steel beam construction of Wuhan Parrot Island Yangtze River Bridge.

關鍵詞：懸索橋;鋼梁;蕩移;纜載吊機

Key words： suspension bridge;steel beam;swaying;cable crane

中圖分類號：U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）34-0138-04

1? 工程概況

武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢市中心城區，是武漢市規劃中的二環線的過江通道。橋址距下游長江大橋約2.0km，距上游的白沙洲大橋6.3km。大橋全長3420m，其中：主橋長2100m，采用200+2×850+200m三塔四跨懸索橋。全橋主梁沿中塔中心線對稱分布，合計143個節段，分為A～G共11種梁段類型。

加勁梁采用鋼-砼結合梁，梁高約3.0m，由鋼主梁、鋼橫梁、小縱梁和混凝土橋面板組成。其中鋼主梁高2.423m（中心線處），橫梁高2.735m（跨中），橡膠墊約0.026m，混凝土橋面板厚為0.2m，橋面鋪裝0.066m。

加勁梁標準節段長15m，橫向設兩片主梁，中心距31.2m。鋼梁全寬38m，吊索橫向間距36m，吊索錨點設在主梁外側的風嘴上。標準節段加勁梁鋼結構部分重量約180t，非標準節加勁梁鋼結構部分最大重量約190t。節段最大吊重約450t（含砼板及部分濕接縫）。

2? 鋼梁總體施工方案

全橋共4臺纜載吊機（1#～4#），其中3#、4#吊機負責2#塔武昌側梁段安裝（包括2#塔橫梁頂G梁段），1#、2#吊機負責2#塔漢陽側梁段安裝。現以武昌側為例對鋼梁架設順序說明。

步驟1：3#吊機在3#塔處拼裝完成后（4#吊機同時開始拼裝）向2#塔行走吊裝101#梁段。（圖3）

步驟2：3#吊機吊裝101#～76#梁段，然后蕩移法架設中塔下橫梁頂72、73#無吊索梁段和74#梁段;4#吊機拼裝完成后走行、試吊并吊裝102#～116#共16個節段。（圖4）

步驟3：4#吊機空載返回至3#塔塔頂處拆除并倒運至邊跨V構處安裝，3#吊機空載返回至117#梁段處，并架設117～119#梁段。（圖5）

步驟4：兩臺吊機空載走行至3#塔頂并對稱向兩邊架梁，3#吊機吊裝至121#梁段，4#吊機吊裝至139#梁段。（圖6）

步驟5：3#吊機合攏120#梁段。（圖7）

步驟6：3#吊機空載行走至75#梁段處，吊裝75#梁段。（圖8）

步驟7：南中跨梁段接頭連接，接頭橋面板吊裝就位。將中跨的部分濕接縫澆筑完成后，4#吊機吊裝邊跨剩余梁段將其合攏。（圖9）

步驟8：南邊跨梁段接頭連接，接頭橋面板吊裝就位，剩余濕接縫施工，同時拆除兩臺纜載吊機。（圖10）

3? 施工難點及應對措施

3.1 纜載吊機數量選擇要經濟

三塔四跨懸索橋受其跨數影響，若考慮完全對稱同期施工，每個中跨需兩臺纜載吊機、每個邊跨需一臺纜載吊機，全橋則需要六臺，而纜載吊機制作、操作及平時維護成本均較高，如若能減少纜載吊機的數量，則能取得較好的經濟效益。

應對措施：①兩臺纜載吊機先從南中跨同時向兩端架設，待3#吊機至2#塔位置，開始蕩移節段施工時，4#吊機轉跨至邊跨拼裝，并走行至3#塔;②利用4#吊機轉跨拼裝時間，3#吊機進行中塔處節段蕩移，117#～119#梁段架設，并走行至漢陽側3#塔塔頂;③3#吊機安裝完中塔處74#梁段后，因受主纜線形影響，75#梁段位置被占，故先安裝完成靠近邊塔處剩余鋼梁后3#吊機返回75#梁段處進行主跨合攏施工。

3.2 邊跨鋼梁安裝受限制多

①邊跨鋼梁不能于廠內拼成整節段運輸，必須采用現場散拼的形式。②受河道岸坡、防洪墻、臨江通道影響，地形復雜。③大節段物件運輸、吊裝所需場地不能滿足要求。④邊跨投影長度與邊跨鋼梁總長度不匹配。

應對措施：①施工跨岸坡、防洪墻、臨江通道的過渡支架，支架上設置拼裝臺座;②拼裝機械只在臺座一側進行鋼梁拼裝作業，待拼裝完成后縱移鋼梁至吊裝位置。④設雙層存梁臺座，頂層梁后期通過蕩移法安裝，避免最后節段單獨拼裝。以上措施利用主纜施工時間平行進行鋼梁拼裝施工，有效集中施工資源，保證了鋼梁安裝工期節點。

3.3 大重量加勁梁蕩移安裝要分別考慮

本工程中需要進行蕩移施工的梁段有：①邊塔處漢陽側和武昌側各一片，共兩片;②中塔處因受大型圍堰和下塔柱橫梁寬度較大影響，全橋中塔處共5片鋼梁需蕩移。③邊跨雙層存梁處的135#梁段。蕩移的各類節段重量、形態差距大，最大重量約450t。蕩移方案不可一蹴而就，須因地制宜，利用有限施工資源采用不同的方案。

應對措施：①中塔節段蕩移：蕩移水平力由固定在下橫梁的2臺10t卷揚機和走6滑車組提供。由于塔柱及橫梁上設置定滑輪錨固點困難，故將其設置在漢陽側已吊裝的68#鋼梁上，68#鋼梁及其以北各節段臨時連接，其自重水平分力可保證在蕩移時提供足夠的水平反力（圖11）。

②邊塔D、E節段蕩移法施工：3#塔下橫梁頂D節段（武昌側）與E節段（漢陽側）無吊索，采用墩旁托架作為鋼梁臨時支撐。梁段所處位置無法滿足垂直吊裝要求。架設D節段，由自重引起的水平力為52t，為施工方便，蕩移牽引利用拼裝纜載吊機的塔頂10t卷揚機提供牽引力，上下游各布置一臺，牽引繩通過固定在人洞的定滑輪錨固點后與50t走4滑車組連接，滑車組動滑輪一端與鋼梁連接（圖12）。

③因邊跨鋼梁總投影長度小于鋼梁總長，在邊跨鋼梁拼裝時設雙層存梁臺座，將135#與136#鋼梁雙層布置，通過蕩移避免最后節段單獨拼裝。135#梁段（60‘#吊索對應梁段）由自重引起的水平力為118t，蕩移時加工輔助用接長板，利用節段自重使其到位（圖13）。

3.4 橋面板結合技術

梁段間橋面板于鋼梁架設時臨時固定在鋼梁節段上，橋面板規格統一，外輪廓尺寸16.4m×3.4m×0.2m，單重23.35t。鋼梁接頭橋面板與接頭高栓焊接匹配施工，要求吊裝機械能夠跨作業面施工，而一般吊裝設備上橋后無法行走，為解決此問題，設計了專用橋面板縱移吊架。吊架由縱向和橫向桁片、聯結系、輪箱、鋼輪和吊點組成。輪箱與桁片組成的空間構架焊接，配備帶“V”形槽口及軸承的鋼輪。吊架走行時下放鋪設軌道，軌道為角鋼和槽鋼焊接件，可與鋼輪槽口匹配。軌道單側總長12m，為方便運輸，分為4節，節間栓接。根據橋面板吊筋平面布置，吊架共設4個吊點，每個吊點掛置一個10t的手拉葫蘆起落橋面板（圖14）。

4? 結語

鸚鵡洲長江大橋作為三塔四跨懸索橋，其結構具有懸索橋施工的特殊性和一般性。本案鋼梁安裝在保證受力要求的情況下，充分考慮了纜載吊機周轉使用，通過一臺纜載吊機在中跨往復移動，另一臺纜載吊機的轉跨架設完成鋼梁架設工作。邊跨鋼梁綜合采用跨防洪墻過渡支架、雙層存梁臺座等散拼形式，不但節省施工資源，還解決了岸坡、防洪墻、臨江通道、邊跨投影長度與邊跨鋼梁總長度不匹配等因素的影響。根據鋼梁特點對特殊梁段特殊處理，中塔、邊塔及邊跨三處鋼梁蕩移采用了三種不同的方案。吊架法縱移梁段接頭橋面板就位，結構簡單可靠，效率高。經實施證明了方案的可行性，為類似鋼梁施工方法提供了實際依據。

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