半封閉分離式鋼箱梁斜拉橋主梁纜索吊裝施工

李凱光

摘要：鋼箱梁斜拉橋上部結構的施工以往主要采用橋面吊機懸臂安裝，也可以用到頂推法作業，但是纜索吊裝技術在鋼梁斜拉橋的上部結構施工中很少使用。纜索吊裝上部結構施工工藝保證對稱張拉斜拉索，利用邊跨搭設鋼管貝雷架縮短工期。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨通過纜索吊裝把鋼箱梁運輸至邊跨已搭設好的落地支架上，鋼管貝雷架支撐上面的鋼箱梁，纜索吊可松開進行下階段吊裝作業進而縮短工時。當邊跨鋼箱梁吊裝焊接成整體，纜索吊吊裝中跨鋼箱梁，每吊裝一階段，對稱張拉邊中跨斜拉索，直到中跨合龍。

關鍵詞：分離式鋼箱梁;纜索吊裝;鋼管貝雷架支撐;對稱張拉

1 工程概括

勐古怒江特大橋位于保山至瀘水高速公路K48+440m處，為跨越怒江而設，為保瀘高速公路控制性工程之一。結合受控因素以及地形、地貌、地質、水文等情況，主橋采用（100+240+100）m雙主梁鋼箱斜拉橋，主橋鋼箱梁采用半封閉分離式鋼箱梁設計，由兩個倒梯形鋼箱梁做為邊主梁，通過橫隔板連接。主橋全長440米（含主橋側伸縮縫）。

隨著中國西南地域交通基礎設施的快速發展，我國橋梁穿越大江大河、深山峽谷的能力越來越強，尤其是大跨徑鋼梁施工方面。鋼箱梁斜拉橋的主梁不需要考慮混凝土的收縮徐變現象、自重輕、跨越能力大、易于工廠化生產、現場施工方便、施工周期短等優點;尤其是分離式鋼箱梁具有良好的顫振穩定性能，不論是施工期間還是運營期間，主梁采用分離式鋼箱梁，其顫振臨界風速遠大于顫振檢驗風速，抵抗風荷載的作用滿足顫振檢驗風速的設計要求。

2 上部結構施工方法確定

鋼箱梁斜拉橋上部結構的施工以往主要采用橋面吊機懸臂安裝，也可以用到頂推法作業，但是纜索吊裝技術在鋼梁斜拉橋的上部結構施工中很少使用，全國僅有四座鋼梁斜拉橋采用纜索吊裝技術，所以纜索吊裝施工技術在鋼梁斜拉橋上部結構中應用是當今值得討論的熱門話題。

在峽谷或水深流急的河段上，或在通航河流上需要滿足船只的順利通行，或在洪水季節施工并受漂流物影響等條件下修建斜拉橋，以及采用有支架方法施工將會遇到很大困難或很不經濟時，宜優先考慮采用無支架施工方法。纜索吊裝施工是無支架施工最常用的方法之一[1]。

上部結構施工周期長，施工期間最高水位與最低水位落差較大，技術方案、施工進度與水位關系密切，而且高水位水流湍急，無法搭設落地支架進行施工，也不適合船運吊裝施工，在跨江河區域安裝箱梁難度極大可使用纜索吊裝[2]。

無水運條件或陸運受限制，斜拉橋的鋼箱梁加工制造流程是從廠家定制板單元，現場加工成型鋼箱梁，采用橋面吊裝綜合成本高時可使用纜索吊裝體系。

上部結構的原施工方案是邊跨采用支架法和龍門吊配合，中跨使用龍門吊、軌道車及橋面吊機配合使用。主橋邊跨保山和瀘水兩岸分別搭設龍門吊和鋼箱梁加工廠;中跨需要鋪設軌道，還需要兩臺桅桿式起重機，人工、材料、機械雙重消耗大，尤其是兩岸建設兩個鋼箱梁加工廠，兩臺制定龍門吊，中跨定制兩臺固定式桅桿吊，成本費用昂貴。全橋上部結構均采用纜索吊裝體系，所需施工時間長，且施工保通風險大。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨鋼箱梁采用支架法加上纜索吊一天可以吊裝兩個階段梁體，相比全橋均采用纜索吊裝施工，邊跨每個階段節省兩天時間。

當上部結構施工邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝時，應先對主橋邊跨進行地基處理并搭設落地支架，邊跨支架搭設完成后應進行預壓。主橋保山岸邊跨左側搭設龍門吊和鋼箱梁加工工廠，通過軌道平移至13號墩架梁處，現場使用纜索吊進行邊跨鋼箱梁吊裝。邊跨鋼箱梁吊裝完成后應進行邊跨鋼梁配重施工。邊跨鋼箱梁焊接形成整體，并與索塔臨時固結。施工中跨采用纜索吊裝技術，先在加工廠拼裝焊接好中跨標準梁段，通過龍門吊移動到提升梁體位置，鋼箱梁橫截面平行于全橋軸線方向（標準段長9米，含風嘴鋼箱寬30.1米，方便梁體通過索塔處），纜索吊掛鉤固定好鋼箱梁，提升梁體上升至適當高度，縱橋向移動鋼箱梁通過索塔后，把鋼箱梁旋轉90度再移動至中跨架梁位置，初步調整梁體與上一階段橫截面吻合好，打馬板，安裝匹配件，精調鋼箱梁標高，軸線偏位后，焊接頂板，再焊接腹板，最后焊接底板。此安裝中跨鋼箱梁時，可同步掛及伸展中邊跨拉索，中跨鋼箱梁焊接完畢后，同步張拉邊中跨拉索至監控單位給的索力值?？芍貜蜕鲜鲭A段纜索吊裝中跨鋼箱梁，同步張拉邊中跨索力，直到階段12號拉索張拉完畢，施加中跨臨時配重1800kN（配重中心位于Z12斜拉索橫隔板處），吊裝ZH梁段并合龍中跨，拆除中跨臨時配重。施加索塔支座處臨時配重600 kN，拆除塔梁臨時固結。施工二期鋪裝、橋面系等設施并拆除索塔支座處臨時配重。安裝斜拉索減震設施、阻尼器、橋檢車等附屬結構。成橋荷載試驗后可全橋建成通車。

3 纜索吊裝施工效益分析

3.1 ?經濟效益分析

（1）邊跨采用纜索吊裝和支架法時，一天可以吊裝兩個階段梁體，相比邊中跨全部使用纜索吊裝，邊跨每個階段要節省兩天時間;全橋共有26個邊跨梁段，整橋節省52天工期，一天人工費、機械費、材料費節省10萬元，全橋節省520萬元。

（2）纜索吊各個組件拼裝而成，施工結束后可拆卸回收再利用，不僅具有節能減排的效益，而且有效降低了材料成本，實現資源的有效利用，經濟效益顯著。

（3）關鍵技術是通過邊跨利用鋼管貝雷架支撐梁體縮短工期，提高纜索吊裝施工的適用性、安全性和可靠性，提高了施工效率和施工質量，規避了不必要的施工成本，橋梁建設的順利開展也帶動了周邊地區的經濟發展，產生了良好的間接經濟效益。

3.2 ?社會效益分析

（1）纜索吊線形采用拋物線法，結構受力明確、穩定性強、變形可控，有效降低了纜索吊裝安全風險。

（2）纜索吊裝構件及邊跨鋼管貝雷架可回收再利用，符合綠色施工理念，表現出良好的社會和環保效益。

4 結論

纜索吊吊裝上部結構施工工藝保證對稱張拉斜拉索，利用邊跨搭設鋼管貝雷架縮短工期。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨通過纜索吊裝把鋼箱梁運輸至邊跨已搭設好的落地支架上，鋼管貝雷架支撐上面的鋼箱梁，纜索吊可松開進行下階段吊裝作業進而縮短工時。當邊跨鋼箱梁吊裝焊接成整體，纜索吊吊裝中跨鋼箱梁，每吊裝一階段，對稱張拉邊中跨斜拉索，直到中跨合龍。

本施工方法可有效解決邊跨采用支架法和龍門吊配合，中跨使用龍門吊、軌道車及橋面吊機結合或全橋均采用纜索吊裝時成本昂貴、耗費的時間和人力多問題，以及單向張拉拉索易使主塔偏位問題。有效降低施工成本，加快施工進度，極大的保證了施工安全，同時提高工程質量，具有一定的社會經濟性，因此該工法具有較強的先進性和實用性。

參考文獻

[1] 顧安邦，向中富.橋梁工程（下冊）[M]. 北京： 人民交通出版社，2017： 246.

[2]鐘意.大跨徑鋼箱梁斜拉橋主梁架設過程中的不平衡受力問題研究[D].重慶：重慶交通大學， 2017.