山區(qū)大跨鐵路懸索橋重型鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝施工技術(shù)

馬建華 胡雯杰 張露

1.中國鐵路昆明局集團有限公司 云南昆明 650000

2.中鐵大橋局集團有限公司麗香鐵路項目經(jīng)理部 云南迪慶 674402

1 工程概況

金沙江特大橋麗江至香格里拉鐵路重點控制性工程，該橋采用三跨連續(xù)單跨懸吊上承式鋼桁梁懸索橋，鋼桁梁三跨布置為（110+660+98）m，主纜三跨布置為（132+660+132）m，橋梁全長882．5m。主纜垂跨比1/10，矢高66m，中跨660m 區(qū)域設(shè)置吊索，采用平行主纜，橫向中心距22m，鋼梁主桁橫向中心距22m；邊跨不設(shè)吊索，采用空間纜，主塔頂主纜橫向中心距22m，散索鞍處主纜中心距29m。

主桁鋼梁采用帶豎桿的平行華倫式桁架。桁高12m，桁寬22m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長度12．2m，麗江岸端部2 個節(jié)間及香格里拉岸端部1 個節(jié)間長度12m，主塔附近2 個節(jié)間長度12．8m。全橋共計71 個節(jié)間，麗江岸邊跨設(shè)9 個節(jié)間，香岸邊跨設(shè)8 個節(jié)間；中跨54 個節(jié)間（其中麗岸側(cè)2．5 個節(jié)間、香岸側(cè)1．5 個節(jié)間分別與兩岸邊跨鋼梁頂推架設(shè)），剩余50 個節(jié)間劃分為25 個拼裝節(jié)段。每個節(jié)段長度24．4m，中心桁高12m。

圖1 鋼桁梁雙節(jié)段立面圖（單位：cm）

2 總體施工方案

中跨鋼梁節(jié)段在鋼梁預(yù)拼場進行組拼并利用運梁臺車運輸至起吊位置，采用纜索吊機將鋼梁整節(jié)段垂直起吊并進行永久吊索的連接，上弦利用工裝臨時鉸接，然后選擇合適的時機通過工裝措施完成高栓連接。鋼梁節(jié)段吊裝順序為自跨中向兩岸依次對稱架設(shè)[1]。

鋼梁合龍段架設(shè)前，橋臺墊石施工完成，同時邊跨鋼梁比設(shè)計位置向邊跨側(cè)預(yù)偏，中跨鋼梁節(jié)段架設(shè)完成后，利用縱移千斤頂邊跨鋼梁反頂并利用豎向千斤頂調(diào)整姿態(tài)，完成邊跨鋼梁與中跨鋼梁的對接，進行鋼梁合龍。合龍后安裝永久支座，并利用千斤頂將鋼梁落在永久支座上。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁制造及組拼

結(jié)合橋址交通情況、山區(qū)場地施工受限情況，確定鋼桁梁制造分塊方法及現(xiàn)場拼裝工藝精度。

3.2 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝設(shè)備

大跨鐵路懸索橋中跨鋼梁架設(shè)技術(shù)研究，山區(qū)大跨800 噸級纜索吊大型起吊設(shè)備研究，超大噸位吊具設(shè)計研究，鋼梁起吊高空水平度監(jiān)控系統(tǒng)研究。確定中跨鋼桁梁快速施工的吊裝設(shè)備。

3.3 山區(qū)鐵路懸索橋中跨鋼桁梁架設(shè)及精度控制

在鋼桁梁架設(shè)過程前后，主纜空纜線性和成橋狀態(tài)下線形高差達7．22m，在施工過程中優(yōu)化架設(shè)方案，不線形斷調(diào)整計算完善，從而實現(xiàn)鋼桁梁架設(shè)線形和精度控制。

3.4 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁合龍施工技術(shù)研究

從跨中往兩岸主塔方向進行架設(shè)，最后在兩岸主塔內(nèi)側(cè)位置合龍，鋼梁架設(shè)過程采用臨時鉸連接，根據(jù)計算分析及架設(shè)實際情況適時對鋼桁梁整節(jié)段之間進行剛接。同時，確定主塔內(nèi)側(cè)位置具體合龍工藝方案。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)解決措施

4.1 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁制造及組拼

結(jié)合橋址交通情況、山區(qū)場地施工受限情況，鋼桁梁采用在工廠制造桿件，桿件通過火車和汽車運輸至橋址下方鋼桁梁預(yù)拼場進行雙節(jié)段整體預(yù)拼。為保證組拼精度，鋼桁梁采用2+2 的方式進行兩個連續(xù)吊裝節(jié)段的組拼，同時在組拼過程中對弦桿標(biāo)高、偏距進行測量，保證現(xiàn)場拼裝工藝精度。

圖2 鋼梁雙節(jié)段組拼圖

4.2 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁雙節(jié)段整體吊裝設(shè)備

在對吊裝設(shè)備選型研究中，通過對纜索吊機和纜載吊機的比選，結(jié)合實際情況，采用山區(qū)大跨800 噸級纜索吊大型起吊設(shè)備進行雙節(jié)段鋼桁梁的吊裝施工，吊具采用鋼絲繩與纜索吊機下掛架柔性連接。為保證鋼桁梁在吊裝過程中姿態(tài)保持基本穩(wěn)定，研發(fā)鋼梁吊裝BIM 安全監(jiān)測系統(tǒng)，在鋼桁梁、吊具上安裝傾角儀和GPS，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至BIM 平臺，同時反饋與施工人員進行鋼桁梁姿態(tài)調(diào)整。

4.3 山區(qū)鐵路懸索橋中跨鋼桁梁架設(shè)線形及精度控制

在鋼桁梁架設(shè)過程前后，主纜空纜線性和成橋狀態(tài)下線形高差達7．22m。鋼桁梁在鋼梁預(yù)拼場進行預(yù)組拼后分離解除，確保相鄰節(jié)段在空中對接的精度。在主纜架設(shè)完成后，通過連續(xù)觀測主纜線性，最終計算確定吊索長度，減小成橋誤差。在施工過程中調(diào)整架設(shè)順序，不斷調(diào)整計算，一般先對鋼梁上弦做鉸接連接，優(yōu)化節(jié)段間剛接時機順序，待吊裝至某一階段在進行鋼梁間的剛接，減小剛接時鋼桁梁內(nèi)力，同時通過剛接，調(diào)整鋼梁整體線性，從而實現(xiàn)鋼桁梁架設(shè)線形和精度控制。

圖3 纜索吊機圖

圖4 鋼桁梁鉸接圖

4.4 山區(qū)鐵路懸索橋鋼桁梁合龍施工技術(shù)

從跨中往兩岸主塔方向進行架設(shè)，最后在兩岸主塔內(nèi)側(cè)位置合龍，鋼梁架設(shè)過程采用臨時鉸連接，根據(jù)計算分析及架設(shè)實際情況適時對鋼桁梁整節(jié)段之間進行剛接。邊跨鋼梁利用0#、3#橋臺，1#、2#主塔下橫梁頂三向調(diào)整裝置中的豎向千斤頂起頂邊跨鋼梁，調(diào)整邊跨鋼梁合龍口位置高程及斷面轉(zhuǎn)角使其與中跨鋼梁合龍口相匹配，待中跨合龍段鋼梁吊裝、拼接完成后，利用縱向千斤頂將邊跨鋼梁整體向中跨側(cè)反頂，縱移邊跨鋼梁至合龍位置，進行鋼梁合龍[2]。

圖5 鋼桁梁合龍圖

5 結(jié)語

目前，麗香鐵路金沙江特大橋鋼桁梁已經(jīng)施工完成，施工過程中采取了一系列的措施解決施工重難點，保證了施工質(zhì)量，同時也加快了施工進度，并可以為其他類似工程提供施工技術(shù)參考[3]。