特大跨徑斜拉橋主塔塔間鋼橫梁安裝技術(shù)分析

沈宜萍 （安徽省交通控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

某特大跨徑斜拉橋全長1448m，主跨828m，橋跨布置為3×48+96+828+280+100=1448m（圖1），主梁采用不對稱混合梁。主橋橋塔設(shè)計(jì)為花瓶形結(jié)構(gòu)，橋塔由塔柱及上、下橫梁等結(jié)構(gòu)組成，北主塔高237m，南主塔比北主塔高6m，兩者中、上塔柱及上、下橫梁部分均相同，高度的差異在下塔柱。塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上橫梁為鋼結(jié)構(gòu)，下橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其中，上塔柱高109.7m，橫橋向?qū)?m～6m（圖2）。

圖1 橋梁立面圖

圖2 主塔立面圖

鋼橫梁采用箱形結(jié)構(gòu)形式，高7.0m，順橋向?qū)?.5m，分為4塊，4塊之間通過高強(qiáng)螺栓連接，單塊最大重量為63t。鋼橫梁端部與預(yù)埋在混凝土塔壁的鋼板熔透焊接在一起。為承受鋼橫梁端部的彎矩及抵抗豎向剪力，鋼橫梁的端部與塔柱之間采用高強(qiáng)錨桿進(jìn)行連接，錨桿采用分級張拉錨固工藝。

2 塔間鋼橫梁安裝工藝

2.1 工藝流程

根據(jù)塔間鋼橫梁特點(diǎn)，結(jié)合高塔大構(gòu)件吊裝作業(yè)的施工方法，提出了大型塔吊+型鋼托架+三向千斤頂調(diào)位系統(tǒng)+型鋼與鋼絲繩軟硬結(jié)合防傾覆系統(tǒng)的鋼橫梁安裝方案，鋼橫梁節(jié)段吊裝順序?yàn)橄鹊跹b邊段，然后依次吊裝兩個中段，最后吊裝邊段的順序。詳細(xì)流程：施工準(zhǔn)備——預(yù)埋牛腿及支架安裝——三向千斤頂調(diào)位裝置安裝——靠近索塔鋼橫梁塊段定位架安裝——連接起吊吊具起吊鋼橫梁邊段——吊裝就位粗調(diào)，定位架臨時(shí)固定——鋼橫梁中段吊裝，精調(diào)到位——鋼橫梁邊段吊裝就位，臨時(shí)固定——安裝連接板和高強(qiáng)螺栓——整體調(diào)整鋼橫梁位置、復(fù)測——安裝短鋼筋、預(yù)應(yīng)力錨桿——分兩次澆筑鋼橫梁位置混凝土。

2.2 鋼橫梁托架安裝

考慮到鋼橫梁安裝精度高，為避免鋼橫梁在調(diào)位時(shí)因支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剛度及強(qiáng)度不足而帶來不可預(yù)期的影響，鋼橫梁安裝托架主要構(gòu)件的最大豎向位移不超過3.6mm。橫梁安裝托架為型鋼托架（圖3）。

鋼橫梁托架完成后，對托架進(jìn)行預(yù)壓施工，由于預(yù)壓荷載按315t考慮，考慮到空間限制，采用反壓支架+大噸位千斤頂?shù)男问綄ν屑芙Y(jié)構(gòu)受力性能進(jìn)行檢驗(yàn)，預(yù)壓過程中通過對布置監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析安裝托架的位移及形變，使其符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

2.3 鋼橫梁邊段吊裝

圖3 鋼橫梁安裝托架平面布置圖

首個鋼橫梁節(jié)段吊裝時(shí)，鋼橫梁節(jié)段垂直吊放在托架支墩上約5cm高度時(shí)，施工人員輔助鋼橫梁節(jié)段就位，就位時(shí)調(diào)整150t三向千斤頂輔以螺旋千斤頂精確調(diào)整鋼橫梁空間位置，每次千斤頂調(diào)位后，通過在鋼支墩處塞墊鋼板的形式固定其高程，測量人員均對鋼橫梁空間位置進(jìn)行觀測，在其橫縱向軸線滿足施工要求，將鋼橫梁邊段固定型鋼支架與鋼橫梁剪力釘一面焊接牢固，并在頂面拉設(shè)兩道纜風(fēng)繩加固，同時(shí)在鋼橫梁托架上焊接型鋼輔助鋼支墩對鋼橫梁節(jié)段進(jìn)行支撐，盡可能降低由于鋼支墩下?lián)蠈︿摍M梁安裝精度的影響。另一側(cè)邊段鋼橫梁安裝時(shí)，安裝空間受塔柱預(yù)留鋼筋影響及中段鋼橫梁連接板影響，鋼橫梁邊段應(yīng)從垂直方向下放，調(diào)位完成后，亦應(yīng)及時(shí)完成拼接板的臨時(shí)固定。

2.4 鋼橫梁中段吊裝

由于鋼橫梁中段內(nèi)外腹板位置部分連接板已臨時(shí)安裝完成，因此在鋼橫梁吊裝至塔上一定高度時(shí)，鋼橫梁節(jié)段需由塔柱向邊段緩慢靠攏或鋼橫梁節(jié)段沿中央隔板位置兩塊連接板空隙位置垂直下放至托架上，由150t三向千斤頂及螺旋千斤頂完成精確調(diào)位，在鋼橫梁邊段及中段對應(yīng)連接板位置施打臨時(shí)螺栓及沖釘完成其臨時(shí)連接，鋼橫梁中段的精確定位以與鋼橫梁邊段的相對位置為準(zhǔn)。第二塊鋼橫梁中段可由垂直方向平移就位，利用三向千斤頂完成調(diào)位，并及時(shí)將其與已安裝就位的節(jié)段完成臨時(shí)連接。鋼橫梁四塊節(jié)段安裝成一個整體后，用千斤頂進(jìn)行整體位置調(diào)整，并對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行鋼橫梁空間位置的復(fù)核。

2.5 鋼橫梁拼接板安裝

鋼橫梁節(jié)段拼裝完成后，即進(jìn)行鋼橫梁節(jié)段間拼接板的安裝，鋼橫梁拼接板在鋼橫梁安裝時(shí)先將對應(yīng)位置連接板擱置在對應(yīng)隔艙內(nèi)，鋼橫梁拼接完成，利用手拉葫蘆配合人工完成連接板的就位，連接板就位后，先在四角位置安裝幾顆臨時(shí)螺栓進(jìn)行初步定位，再施打沖釘，沖釘及螺栓安裝數(shù)量按照相關(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求執(zhí)行，螺栓與沖釘施打時(shí)，應(yīng)避免其處于同一條直線上，應(yīng)按照中間向兩側(cè)，跳孔的形式進(jìn)行施打。

2.6 高強(qiáng)錨桿施工

錨桿吊裝采用吊帶進(jìn)行吊裝，錨桿吊裝至塔上后，單根由塔吊配合人工穿入鋼橫梁內(nèi)，依次安裝錨桿混凝土段、螺旋筋、錨墊板、螺母及止退螺母。

高強(qiáng)錨桿因單根重量較大且長度較長，為避免其變形，錨桿安裝支承架采用∠75×8角鋼焊接而成，并通過支承架對錨桿進(jìn)行定位，保證錨桿的安裝精度，錨桿安裝時(shí)，錨桿于鋼橫梁的外露長度應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及圖紙要求進(jìn)行控制。

高強(qiáng)錨桿張拉時(shí)，張拉設(shè)備四根撐桿支撐于高強(qiáng)錨桿球形墊板上，通過連接器將錨桿與張拉桿進(jìn)行連接，張拉設(shè)備通過張拉桿實(shí)現(xiàn)對錨桿的張拉，錨桿張拉分級進(jìn)行，并以設(shè)計(jì)控制力為準(zhǔn)。高強(qiáng)錨桿張拉完成后，通過錨桿安裝時(shí)的應(yīng)力傳感器及時(shí)對錨桿張拉力進(jìn)行檢測，錨桿檢測由專業(yè)檢測單位完成。

2.7 鋼橫梁測量控制點(diǎn)布置

在鋼橫梁每個節(jié)段頂面加勁板位置設(shè)置6個測點(diǎn)，整個鋼橫梁共設(shè)置24個測點(diǎn)，測點(diǎn)均對稱分布于鋼橫梁上，每6組測點(diǎn)為一組，可用于鋼橫梁節(jié)段安裝時(shí)單個塊段的軸線及標(biāo)高精確定位，鋼橫梁節(jié)段拼裝完成后，利用24個測點(diǎn)精確調(diào)整鋼橫梁三維位置，保證其安裝精度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3 結(jié)語

本文創(chuàng)新采用大型塔吊+型鋼托架+三向千斤頂調(diào)位系統(tǒng)+型鋼與鋼絲繩軟硬結(jié)合防傾覆系統(tǒng)的斜拉橋主塔鋼橫梁安裝方案，通過細(xì)化施工工藝確保精度，有效的保證了工程質(zhì)量，對后續(xù)同類橋梁的施工具有一定的參考價(jià)值。