斜拉橋混凝土牛腿鋼錨梁的整體工裝定位施工技術

陳康 黃志彬 何超

摘 要：索塔拉索錨固采用混凝土牛腿+鋼錨梁的結構型式時，混凝土牛、鋼錨梁、索導管各自獨立安裝，其混凝土牛腿頂面及索塔內側壁的鋼錨梁預埋板的定位十分關鍵，將直接影響隨后鋼錨梁安裝的精度和速度。文章以實際工程為例，首先對鋼錨梁組成及安裝原理進行了分析，然后重點對鋼錨梁安裝定位工藝進行了探究，提出了施工質量控制措施與施工注意事項，減少定位次數，降低測量難度，提高了安裝精度，提高了施工質量和施工進度。

關鍵詞：工裝板設計 預埋板安裝 鋼錨梁安裝

1.工程概況

長門特大橋位于福州閩江的下游跨越閩江，為結構形式（35+44+66）m+550m+（66+44+35）m的雙塔雙索面混合梁斜拉橋。

鋼錨梁采用Q370qDNH鋼制作，單個塔柱共17對拉索，設置了13節鋼錨梁，其中第1～4對斜拉索直接錨固在混凝土齒塊上，第5～17對斜拉索錨固在鋼錨梁上。

2.鋼錨梁組成

鋼錨梁豎向間距從上到下依次為2×2.6m、3×2.7m、3×2.8m、4×3m。為施工吊裝方便，鋼錨梁采用分段式設計，單個鋼錨梁分為兩段，單段鋼錨梁最重的為4.5t，最輕的為4.3t，段與段之間采用高強螺栓連接。單根鋼錨梁長5.54m，高約1.3～1.7m，頂寬約為1m、底寬約為0.8m，為箱形結構。

3.鋼錨梁安裝原理

（1）混凝土牛腿澆筑之前，安裝鋼錨梁預埋板。

（2）在塔柱澆筑完成后，每段鋼錨梁分成兩半進行吊裝作業。

（3）每一側錨纜安裝時，錨梁底板對準預埋板、底板螺栓孔對正預埋板螺栓就位。

（4）在下方錨梁上搭設精度調整平臺，精確定位，最后通過高強螺栓將兩側錨梁連成整體。

4.鋼錨梁安裝定位工藝4.1常規定位工藝

混凝土牛腿澆筑前，逐一安裝鋼錨梁預埋板，分別對每一塊預埋板的軸線、里程、標高和平整度進行量測。難點如下：

（1）每塊預埋板的安裝標高、平面位置、平整度等精度均要求高。

（2）預埋板之間相對標高、相對位置精度要求高，很難到達。

（3）所有的預埋板在塔腔內，且貼近塔壁，測量通視差，甚至部分地方無法通視。

（4）測量定位要求高，每一施工步驟定位都影響這下一步驟定位安裝，最終影響整個斜拉橋斜拉索的掛設，所以測量定位必須嚴格控制。

4.2整體工裝定位工藝

制作整體快速定位工裝：根據所有預埋板螺栓孔距，加工同孔距工裝鋼板，并將鋼板安裝于鋼錨梁底，采用用型材焊接成整體吊架工裝。

所有的4塊預埋板與工裝一次安裝定位；定位時，僅需量測一次平面位置及標高。優點：

（1）減少定位次數，縮減3/4的工作量，加快了進度。

（2）降低測量難度，可選擇有利的測量位置。

（3）提高安裝精度，相對精度偏差幾乎沒有。

（4）有利于隨后的鋼錨梁安裝。

5.施工工藝5.1施工流程

施工工藝流程主要如下：勁性骨架安裝→塔柱和牛腿主筋安裝→牛腿預埋板加工運輸→預埋板檢查→牛腿預埋板安裝→測量精確定位、加固→混凝土澆筑→鋼錨梁加工運輸→鋼錨梁檢查→安裝半塊鋼錨梁→安裝另一塊鋼錨梁→連接板栓接鋼錨梁→高強螺栓終擰。

5.2施工要點

5.2.1施工前準備

根據現場施工進度安排，提前發出工程聯系單給鋼結構加工與制造單位，通知混凝土牛腿預埋板、鋼錨梁進場。每次塔柱混凝土節段澆筑后，必須確保已安裝牛腿預埋板高出混凝土面。

進場后及時進行牛腿預埋板、鋼錨梁驗收檢查工作，包括編號、標識標記、安裝部位、成品尺寸的檢查與記錄。檢查合格后，做好就位標志線的標識。

5.2.2鋼錨梁工裝設計

根據預埋板螺栓孔距，加工同孔距工裝鋼板。鋼錨梁工裝件采用槽鋼、角鋼與工裝板焊接而成。鋼錨梁工裝件加工時，先對工裝板預拼裝，在兩塊工裝板上對縱向槽鋼進行焊接、再對平聯槽鋼及斜撐角鋼的焊接加固，保證在安裝過程中不發生變形。

工裝板由鋼結構廠制作單位一同生產，連同鋼錨梁一起運輸至施工現場。利用汽車吊配合拼裝鋼錨梁后，利用型鋼與工裝板連接加工[2]。

5.2.3利用整體工裝進行預埋板安裝

（1）預埋板安放及調整。安裝完索導管、塔柱和牛腿主筋，在混凝土牛腿鋼筋骨架及預埋型鋼上做好牛腿預埋板輔助定位裝置。兩塊鋼錨梁預埋板通過工裝栓接，用塔吊將牛腿預埋鋼板吊裝至已安裝完成的定位鋼筋上，4個角使用4條導鏈落在塔柱鋼筋上。預埋板掛設就位后，通知測量利用全站儀對預埋板空間進行精確定位。每輪定位順序：先高程，再縱橋向，后橫橋向。利用4個導鏈調整4個預埋板角點高程，通過雙頭調節絲桿調整平面位置。控制誤差在5mm以內。定位完后預埋板與已安裝的塔柱鋼筋、勁性骨架進行加固，防止后期發生移動。

（2）工裝拆除。在施工時注意牛腿預埋板位置的精確性，需加強支撐措施，防止出現位移。預埋板位置精度調整滿足要求后，使用鋼板連接底面與相鄰的鋼筋，進行固定。再次檢查精度，不合格即刻進行解開固定，重新定位。合格后對預埋板進行再次加固、徹底固定，開始工裝拆除，必須保證高強螺栓外露長度符合要求。完成剩余鋼筋，安裝模板，進行混凝土澆筑。

5.2.4鋼錨梁安裝

在安裝鋼錨梁前，對牛腿預埋鋼板進行平面與標高檢查，同時對鋼錨梁進行試吊。

為了保證鋼錨梁起吊后底座水平便于安裝，采用5t導鏈配合鋼絲繩進行掛鉤，利用葫蘆可伸縮性控制底座。

安裝第一塊鋼錨梁就位后，擰緊與牛腿板螺栓后再進行解鉤。

吊裝第二塊鋼錨梁，第二塊鋼錨梁就位與混凝土牛腿安裝高強螺栓，將塔吊解勾掛設于兩塊鋼錨梁4個掛點上控制兩塊鋼錨梁處于同一水平，再利用機械千斤頂控制兩塊鋼錨梁對接口，保證鋼錨梁螺栓孔能與連接板螺栓孔一一對上。安裝完兩個連接板再對塔吊進行解勾。

安裝連接板和高強螺栓：先安裝側板，再安裝頂部，最后安裝底板，每塊連接板首先僅上3～4顆螺栓，待所有連接板均安裝就位后將剩余螺栓安放就位，逐步完成初擰和終擰。

6.施工質量控制

（1）對預埋板位置精度進行復測，合格后進入下一道工序。否則解開固定，重新定位。

（2）鋼錨梁安裝后，檢查鋼錨梁底座與預埋板之間是否存在縫隙，若有間隙采用薄鋼板進行塞墊[3]。

（3）鋼錨梁節段間連接高強度螺栓必須按規范要求施擰，扭矩扳手按要求進行標定后使用。

（4）對于已安裝的錨梁段應每隔一定高度采用防雨、防塵＼防火措施，避免損害鋼錨梁的涂裝層。

（5）對已破損的涂裝層，按工廠施工的工藝要求進行修補。

（6）斜拉橋索塔分離式鋼錨梁施工質量符合表1要求。

7.施工注意事項

（1）鋼錨梁運輸、吊裝過程中要進行適當的包裹保護，在吊裝過程中要求緩慢、平穩，避免施工過程中碰撞、變形或損傷涂層，嚴禁安裝具有變形的鋼錨梁構件。

（2）兩側（南北向）斜拉索不對稱布置，鋼錨梁兩端的索套管的角度不同，鋼錨梁安裝時需注意區分邊跨側和中跨側方向。

（3）注意工裝的存放防止受到擠壓變形，影響兩塊預埋板間距。

（4）施工時注意牛腿預埋板位置的精確性，需加強支撐措施，防止出現位移。

（5）采用小直徑振搗棒振搗牛腿壁板位置混凝土，振搗是避免振搗棒碰觸牛腿壁板，防止發生走位。

（6）鋼錨梁重量大，吊裝前嚴格檢查鋼絲繩質量。

（7）每次正式吊裝鋼錨梁前，必須進行試吊裝，確保吊裝幅度，保證塔吊安全。

8.結束語

綜上所述，混凝土牛腿的鋼錨梁施工是整個索塔施工的重點和難點，文章的整體工裝快速定位技術很好地解決這一難題，并大大提高了施工質量和施工進度，對類似工程有一定的參考指導作用。

參考文獻：

[1]JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2011

[2]JTG F80/2-2004.公路工程質量檢驗評定標準第二分冊機電工程[S].

[3]韓文立.工裝設計校驗及優化技術研究[D].北京：北京理工大學，2015.