棋盤洲長江公路大橋非通航區鋼箱梁架設施工技術

徐永明 宋超

摘要 棋盤洲長江公路大橋為主跨1 038 m雙塔單吊跨鋼箱梁懸索橋，錨碇間距1 683 m，矢跨比為1/9，全橋鋼箱梁共計65個節段，其中非通航區兩岸各6個節段，非通航區鋼箱通過纜載吊機+滑車組蕩移至移梁支架，并采用一種可調節支座移梁，就位后纜載吊機再次垂直吊裝。整個施工過程質量、進度、工程效益等均取得了良好效果，可為類似工程的施工提供借鑒。

關鍵詞 懸索橋;非通航區;鋼箱梁;蕩移法;纜載吊機

中圖分類號 U445.469 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）01-0160-04

0 引言

隨著中國經濟的發展，現代化都市改造及公路的建設成為了現今及未來若干年基建的主流，公路大橋施工過程中，各工序施工方法的選擇對工程對質量起到決定性對作用。同時，采用一套完善的鋼箱梁架設施工工法，能夠取得良好的經濟效益和社會效益。

1 工程概況

棋盤洲長江公路大橋位于黃石市和黃岡市境內[1-2]，橋址區位于長江中下游，長江北側總體地貌為剝蝕殘丘地貌，為典型的亞熱帶大陸季風性氣候區，極端最高氣溫在38～41℃之間，極端最低氣溫在-8～-11℃之間，多年平均水位14.25 m，大橋所在位置位于長江航道黃石段，黃石新港位于橋址下游約1 km處，橋位河段交通量較大。

棋盤洲長江公路大橋全橋長3 328 m，主橋為雙塔單吊跨鋼箱梁懸索橋，主跨1 038 m，橋跨布置為（340+1 038+305）m，錨碇IP之間距離為1 683 m，矢跨比為1/9。橋面全寬39.6 m（含風嘴及導流板），鋼箱梁吊索耳板中心及主纜中心橫向間距均為34.5 m，臨時吊耳中心間距29.3 m，標準橫斷面圖如圖1。兩岸非通航區域各有6個主梁節段（S01、SJ1～SJ5;N01、NJ1～NJ5）無法用船舶直接運輸至安裝位置下方，需將非通航區域的6個梁段分別采用運梁支架滑移的方式運達，臨時存在棧橋上，再通過纜載吊機起吊、安裝。

2 工藝原理

非通航區鋼箱梁通過船運從廠家運輸至施工吊裝現場，用550 t纜載吊機吊裝提升至移梁支架高度，由設置于岸側塔前的2臺10 t卷揚機和50 t滑車組將鋼箱梁水平牽引指定位置，利用550 t纜載吊機下放鋼箱梁節段至移梁支架上，解開纜載吊機與鋼箱梁的連接，水平移運鋼箱梁至設計吊裝位置，此時纜載吊機同步行走至鋼箱梁設計吊裝位置進行垂直提升。

3 施工步驟

3.1 移梁支架搭設

3.1.1 黃岡側移梁支架

黃岡側移梁支架從索塔底部橋臺延伸至江內，總長約69 m，支架前端枯水期水深約4 m。支架分上下游兩幅，寬度均為4.5 m，上、下幅之間中心距為13.2 m，中間采用鋼管桁架連接。支架主要跨徑為9 m、12 m兩種，頂部設置鋼箱梁移梁滑道能滿足5個梁段（NJ1～NJ5）的移運。高支架布置在索塔底部中跨側，長度11 m，分上下游兩幅，寬度均為3 m，上、下幅之間中心距為13.2 m，中間采用鋼管桁架連接。支架頂部設置鋼箱梁滑道，滑道頂面高程為49.434 m，用于N01梁段的存放及安裝。（立面圖及平面圖見圖2、圖3）

3.1.2 黃石側移梁支架

黃石側移梁支架從索塔底部橋臺延伸至江內，軌道總長約84 m。支架分上下游兩幅，上、下幅之間中心距為17.2 m，支架在前灘區采用承臺基礎+鋼管柱、鋼管樁基礎，岸上采用雙拼700工字鋼作為軌道承重梁，支撐在地面上，能滿足5個梁段（SJ1～SJ5）存運。高支架布置在索塔底部中跨側，長度6.75 m，分上下游兩幅，寬度為3.5 m和7.0 m，上、下幅之間中心距為13.52 m，中間采用鋼管桁架連接。支架頂部設置鋼箱梁滑道，用于S01梁段的存放及安裝。

3.2 移梁系統布置

移梁支座采用“重物移位器+型鋼”加工而成，單個梁段布置6個支座，每個支座底設置2個50 t重物移位器，單個梁段共計12個移位器，滿足梁段承載移運要求。支座位置布置完成后，縱向相鄰兩個支座之間采用兩根25#工字鋼進行連接。移梁施工采用卷揚機進行，牽引卷揚機利用10 t卷揚機，50 t滑車組錨固在相應高支架鋼管樁根部位置。鋼管樁錨固位置進行水平連接加固。該橋非通航區共計兩種梁段，N01/S01梁段吊裝完畢后，調節移梁支座使其滿足剩余SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段吊裝。

3.3 鋼箱梁架設

3.3.1 鋼箱梁蕩移至移梁支架

在鋼箱梁梁底按梁段結構形式標示出移梁支座的設計位置，在移梁支架上將支座擺放到設計位置。梁段通過運梁駁船運至棧橋碼頭后，通過纜載吊機垂直起吊，直至鋼箱梁底面高出棧橋支座頂面50 cm以上。啟動水平牽引卷揚機，將鋼箱梁蕩移至棧橋支座上方。纜載吊機緩慢下放梁段，水平牽引卷揚機同步回拉調整梁段位置，直至鋼箱梁完全落在移梁支座上。鋼箱梁從運輸船吊裝至棧橋上，最大蕩移角度為9°，水平距離17 m，550 t纜載吊機允許最大蕩移角度22°。該橋蕩移施工滿足施工要求見圖4。

3.3.2 移梁支架移梁

梁段下放至支座上后，利用高支架作為錨固點，采用“卷揚機+滑車組”牽引系統移梁。移梁系統由高支架、10 t卷揚機、50 t滑車組、牽引鋼絲繩、移梁支座及軌道組成。梁段牽引過程中，上下游應保持同步。當行走偏位時須及時調整糾正，禁止重物移位器側邊與槽鋼翼板相摩擦。SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段通過移梁支架運輸至設計位置后，同步行走纜載吊機，分別進行起吊安裝。

3.3.3 N01（S01）梁段二次蕩移

N01（S01）梁段水平移動至NJI梁段后，纜載吊機行走至第二段梁段位置，垂直起吊N01（S01）梁段至梁底高于高支架支座頂面50 cm以上，再通過引橋上轉向水平牽引至下橫梁上，最大牽引角度7.5°，水平距離15 m，水平牽引力約35.5 t。N01（S01）梁段一端落于索塔下橫梁豎向支座上，另一端落于臨時支座上。待與相鄰梁段臨時連接后再解除臨時支座。

3.3.4 合龍段鋼箱梁吊裝

鋼箱梁在吊裝過程中測量已吊裝梁段的線性、長度等數據，與模擬施工過程計算結果進行比較，預測和計算合龍空間數據。[3-5]合龍段施工步驟如下：

（1）合龍前，利用邊跨引橋上設置的錨固點及轉向點，從塔頂10 t卷揚機引鋼絲繩，通過50 t滑輪組走6線，連接在N01（S01）梁段臨時吊點上，對N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）梁段進行整體牽引預偏50 cm，使合龍空間大于合龍梁段長度50 cm后，通過纜載吊機垂直起吊合龍段[6-8]。

（2）跨纜吊機提升合龍梁段的頂面與相鄰梁段底面平齊后，開始慢速提升，同時利用手拉葫蘆配合調整合龍段縱向位置防止梁段間碰撞損壞梁段端口，直至合龍連接完成。

（3）合龍段連接時應先與中跨側梁段進行連接，然后慢慢釋放副孔卷揚機牽引系統的牽引力，使預偏梁段逐漸靠近合龍段，回歸原位后調整兩個梁段高差完成連接合龍。在NJ6～NJ7（SJ6～SJ7）梁段臨時吊點處，通過2個10 t手拉葫蘆進行預偏梁段輔助回拉。

根據計算，N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）鋼箱梁最大重量為1 547 t，吊索平均長度取95 m，水平牽引距離0.5 m，牽引力為18.2 t，兩岸上下游各準備一套“10 t卷揚機+50 t滑輪組”，滿足合龍段預偏施工。

4 結束語

結合施工環境條件，文章探索了一種懸索橋非通航區環境條件下的加勁梁架設技術，發明了一種可調節移梁支座，以滿足多種梁型移運。整套蕩移系統施工操作簡單，施工效率高;在蕩移過程中受力明確，安全可靠;該方法不僅實現了非通航區鋼箱梁的順利吊裝，而且節省了設備、材料、人工，實現了循環經濟，安全環保，保障了施工安全及進度。該方法為同類型橋梁施工提供了借鑒，取得了良好的社會效益。

參考文獻

[1]王志誠，梁振有，閆永倫，等.棋盤洲長江公路大橋南錨碇地下連續墻設計[J].橋梁建設，2018（2）：89-93.

[2]張暉.重力嵌巖式錨碇深基坑開挖施工技術[J].世界橋梁，2020（3）：27-31.

[3]侯佳琳.淺覆蓋層鋼棧橋抗傾覆加固施工技術[J].交通世界，2019（23）：100-102.

[4]張暉.BIM技術在棋盤洲長江公路大橋北錨碇施工中的應用[J].世界橋梁，2021（1）：89-94.

[5]劉源，李鷗，林吉明.復雜海域條件下大跨懸索橋鋼箱梁安裝關鍵技術[J].世界橋梁，2021（2）：36-42.

[6]彭強，王奇銳.大跨徑鋼桁梁懸索橋加勁梁吊裝過程的關鍵技術研究[J].公路，2020（12）：1-5.

[7]趙宇清.杭瑞洞庭大橋鋼桁梁架設施工技術要點分析[J].中外建筑，2018（7）：266-270.

[8]趙公明，王凱，葛德宏.非漂移體系鋼箱梁安裝與控制技術[J].工程與建設，2017（4）：543-546.