中興大橋變截面鋼梁曲線滑移施工技術

吳永敏

（宏潤建設集團股份有限公司，上海市200235）

0 引 言

近幾年橋梁頂推、滑移技術不斷發展，在國內大跨徑橋梁施工中也經常應用，其具有安全、經濟、便于施工控制等優點。但常規橋梁頂推、滑移技術主要應用在等截面主梁，變截面主梁基本上無應用案例。寧波中興大橋是國內首次采用變截面鋼梁曲線滑移技術，通過專用滑靴系統設計，實現自動適應坡度，達到實現曲線滑移工況。本文通過介紹施工關鍵技術，為今后類似橋梁的施工提供有價值的實例參考。

1 工程概況

寧波中興大橋主橋采用一跨過江矮塔斜拉橋，跨徑布置為（64+86）m+400 m+（86+64）m=700 m，主橋全寬29 m。上部結構主梁采用混合梁，中跨及部分邊跨467 m 范圍區段采用鋼箱梁，其他區段采用疊合梁；標準段梁高4.5 m，主墩墩頂梁高10.5 m[1]。主橋的效果圖如圖1 所示。

圖1 寧波中興大橋主橋效果圖

該工程主橋邊跨節段和主墩上部節段均采用曲線滑移工藝進行安裝，主橋南北兩岸單側滑移節段各19 個，總共38 個節段，滑移鋼梁總重約為6758 t。最長分段為11 m（LBS3、LBN3），最短分段為4.5 m（LS0B、LS0Z、LN0B、LN0Z）。最 大 分 段 重458.1 t（LBS1、LBN1），最小分段重100.7 t（LBS15）。單側滑移鋼梁分段如圖2 所示。

鋼梁節段均通過船舶水運至現場，采用600 t 浮吊將鋼箱梁節段依次吊裝到起始段滑移軌道上，安裝滑靴及設備，由跨中向邊跨方向滑移；滑移到位后拆除滑靴及設備，落梁到橋位標高。

2 曲線滑移設計

曲線滑移設計主要包括承重支架、滑移軌道、滑靴系統、滑移動力設備與控制系統等內容。

2.1 承重支架

承重支架因根據場地條件、地質情況、上部結構梁段重量、施工影響荷載等綜合進行設計，宜采用格構式組合支架。承重支架一般利用常用材料，立柱采用鋼管，柱頂分配梁、縱向滑道梁采用H 型鋼組合結構，基礎采用擴大基礎或樁承臺基礎。滑移起始段支架兼作吊裝平臺，設計時應適當加強。中興橋滑移支架布置如圖2 所示。

2.2 滑移軌道

滑移軌道一般采用重型鋼軌，布置在縱向滑道梁上，采用單側多軌布置，與滑道梁H 形豎向腹板對應。為適應縱向曲線，滑移軌道宜分段設置，軌道下方墊鋼板調整。軌道中心位置與設計軸線偏差不大于5 mm；單側多根軌道面橫向高差不大于2 mm，單根鋼軌接頭高差不大于2 mm[2]。

2.3 滑靴系統

滑靴系統由上、下兩部分組成，上部滑靴與下部滑靴通過銷軸連接，可以分拆倒運；在軌道上坡下坡時，銷軸轉動，滑靴適應坡度。該工程所設計滑靴可轉動角度為10°，能夠適用大多數工程。滑靴系統如圖3 所示。

圖2 單側滑移鋼梁分段及支架布置圖

圖3 滑靴系統示意圖

上部滑靴用以放置上部浮動油缸及連接下部滑靴結構作業，由上部的油缸座及下部的銷軸組成。上部油缸座由φ396×8 鋼管、30 mm 鋼板和12 mm 鋼板進行制作，下部銷軸為φ180 的圓鋼。

下部滑靴由鉸支座和滑靴組成，鉸支座用于放置上部滑靴的銷軸，與上部滑靴組成銷接結構；滑靴在滑移過程中與下部鋼軌接觸，用以支撐上部所有結構。為適應坡度，下部滑靴焊接兩根與滑靴成3°夾角的導行梁，確保爬行到轉角位置時避免卡住滑靴。

滑靴端部設置三組軌道限位板，放置滑移過程滑靴跑偏。下部滑靴伸出耳板，與爬行油缸連接。

2.4 滑移動力設備與控制系統

該工程單個節段鋼梁布置四個滑靴支點進行滑移，滑靴設置于箱梁底部，與隔板位置對齊。

滑移動力設備采用在每個滑靴后端耳板配置一臺頂推油缸及夾軌器，組成爬行系統，提供主梁分段向前滑移驅動力。滑移動力設備如圖4 所示。

圖4 滑移動力設備示意圖

頂推油缸選型需根據梁段重量及滑移支點數量計算單個千斤頂所需推力，一般推力儲備系數不小于2。千斤頂推力按式（1）進行計算：

式中：F 為所選爬行千斤頂額定推力；μ 為滑靴與滑移軌道摩擦系數，一般取0.15～0.2；η 為儲備系數，一般取大于等于2；G 為滑移梁段自重；n 為滑移爬行千斤頂數量。

根據各滑移點的液壓油缸種類和數量，以及要求的滑移速度來布置液壓泵站。根據泵站功率配備專用用電箱，將泵站與千斤頂通過油管連接，完成動力系統布置；在千斤頂油缸內安裝壓力、位移傳感器，并將傳感器與通信模塊完成連接，最終與計算機控制柜連接，完成計算機控制系統布置。

3 施工關鍵技術

3.1 鋼梁吊裝

鋼梁曲線滑移施工前，需將節段整體吊裝至起始段滑移支架平臺上方。施工前應根據現場施工條件選擇合適的吊裝方法，并編制吊裝專項方案指導施工。

節段鋼梁吊裝前應做好梁段尺寸、吊耳連接、吊索具等檢查工作，保證吊裝安全。中興大橋邊跨鋼梁吊裝如圖5 所示。

圖5 中興大橋邊跨鋼梁吊裝圖

該工程鋼梁節段與滑靴采用高強螺栓連接，橡膠墊板過渡，需提前核查梁底的開孔連接位置。滑靴應提前布置在既定吊裝就位位置，將構件吊裝至滑靴上，完成梁段與滑靴的連接。

3.2 滑移施工

（1）滑移施工前應做好油缸、油管連接、液壓泵站、計算機控制系統等檢查，確保系統運行完好[3]。

（2）各項系統檢查無誤后開始梁段滑移；油缸加載步驟按照最終所需壓力40%、60%、80%的步驟進行，在一切都穩定的情況下可加到100%，正式開始滑移。鋼梁滑移如圖6 所示。

圖6 中興大橋邊跨鋼梁滑移圖

（3）滑移過程中應觀測同步位移傳感器，監測滑移同步情況。根據實際情況制定現場滑移速度，一般為4～5 m/h，最大可達10 m/h。該工程單個油缸行程為615 mm，在單個行程內，通過同步控制系統控制其同步性（位移同步、力同步），精度可達毫米級，最大誤差控制在10 mm 內。

（4）由于各種施工因素可能造成滑移同步性控制誤差，應通過現場人工測量記錄核查；每三個行程測量一次，并通過單個油缸調節誤差。

（5）為保證滑移過程中的位移、負載同步，系統中需設置超差自動報警功能；一旦某跟隨點同主令點的同步距離差超過某一設定值，系統將自動報警停機以便檢查，通過手動干預調節。

3.3 鋼梁就位

（1）待鋼梁滑移初步到位后，利用滑靴系統內的橫向千斤頂進行橫向精確調位。

（2）因外側油缸與落梁豎向油缸位置沖突，拆除滑移器外側橫向頂推油缸，安裝豎向落梁千斤頂，油缸與鋼梁底板間采用墊箱與鋼墊板墊實。落梁布置如圖7 所示。

圖7 落梁布置示意圖

（3）拆除滑移設備，在軌道面上安裝卸載支座。卸載支座采用鋼墊箱組合疊高，四個滑靴拆除與支座安裝替換須逐個進行，確保安全。四個卸載支座安裝時必須保證墊梁高度的組合方式是相同的，當梁為變截面梁時，通過鋼板、橡膠墊調節剩余高差。

（4）通過豎向落梁千斤頂與鋼墊箱組合卸載支座交替承載，移除墊箱，逐步實現落梁就位。落梁時，四個支點每次抽離墊箱數量必須保持一致，對稱同步進行。

3.4 鋼梁局部復核

鋼梁滑移、落梁時，支撐點處呈現集中受力狀態。滑移系統設計時要對梁段局部強度、穩定性進行校核，不足時需進行補強。

4 結 語

寧波中興大橋的變截面鋼梁曲線滑移施工于2018年3月順利實施完成，實測鋼梁線形結果符合設計與規范要求。與原計劃采用的大跨度門式起重機架梁方案比較，具有較高的經濟性與安全性。曲線滑移技術拓寬了施工應用領域，其成功經驗可為其他類似橋梁的施工所借鑒。