大桥斜拉桥钢箱梁桥面综合安装施工

大桥斜拉桥钢箱梁桥面综合安装施工

陈宇东

身份证：32128219720614023X

摘 要:吴江学院路大桥主桥为主为123+75米独塔双面索斜拉桥，塔、梁、墩相互固结，不设置辅助桥墩。主梁采用钢箱梁与预应力混凝土箱梁组合形式结构。介绍其斜拉桥钢箱梁的安装步聚和方法以及施工控制措施和手段,并详细阐述吊装的施工操作过程。以供同仁参考。关键词:斜拉桥;钢梁;混凝土梁;箱形梁;桥梁架设;施工方法。

1、工程概况

吴江经济技术开发区学院路大桥工程位于吴江市北部，是学院东路需横穿227省道、跨京杭运河，向东与庞金路相接。跨京杭运河主桥桥型为123+75米的独塔双面索斜拉桥，塔、梁、墩相互固结，不设置辅助桥墩。主桥中跨桥面结构经多次优化，将主跨距离主塔中心线28.3m以外的砼结构桥面部分改为钢箱梁结构。桥面钢箱梁长95.84m，宽度43m，高度2.3m，总重量在2400t。下跨Ⅲ级京杭运河航道（京杭运河—吴江段），通航净宽度60m，航道水深均在5m以上，通航高度大于7m。运河航道东西两侧均设有砌筑块石驳岸，东侧有22m长钢箱梁结构在陆地上，西侧有6m左右长在陆地上，其它均在京杭运河航道上。运河航道水路交通运输十分烦忙，南来北往船舶较多，难以中断航道交通。

2、钢箱梁安装方案

2.1钢箱梁总体安装方案

学院路大桥钢箱梁结构，跨径和自重都比较大，航道水运繁忙。根据主跨桥面钢箱梁在工厂内分段加工制造和桥位现场安装设备的要求，安装高度均在水面以上8.0-10m。经过对多种现场安装方案和工况条件制约的比选,该桥主跨钢箱梁现场安装采用300t中型内河拼装式浮吊和组装式桥面悬臂吊架相结合的方法进行综合安装施工。

对于跨运河航道上钢箱梁，主要采用2榀120t级步履式桥面悬臂吊架安装，即吊架停置在已安装好的钢箱梁桥面上，锁定前后锚固点，然后直接从运梁船舶上，提升起吊架设的钢箱梁分段，至桥面安装部位，装配焊接成形，并穿索张拉斜拉索固定。依次逐段起吊钢箱梁分段焊接成型，穿索张拉固定，直至钢箱梁分段全部安装结束为止。

2.2、钢箱梁节段划分

综合考虑公路交通管理部门和水运航道部门的限制，满足吊装设备工况要求，以及设计对划段总体结构的要求。根据钢结构桥面箱梁构件在工厂内集中制作、运输，然后现场吊装焊接固定。因此对各节段钢箱梁等节段的细部划分很重要。

该桥面钢箱梁采用分段制作安装，根据斜拉索的布置，全桥钢箱梁桥面分为11个节段，每个节段长度为8.0-10m，宽均为全幅桥面宽43m，重量控制在220t左右。陆地部分钢结构段为JH、FB、M1、DL四个段，水上部分为M2-M8七个段。航道西侧DL节段, 长9.64m，重287.7t（6米长为陆地）；中间标准段8个节段，长8.7m，每节重204.05t（航道上空）；航道东侧FB节段，长8.7m，重211.4t（陆地）；JH节段，长8.0m，重280.7t（陆地）。

2.3、总体安装工艺流程图

作业区施工放线→陆地支架基础处理，临时支墩、承台施工→搭置型钢滑道横梁→测放安装位置→钢箱梁节段运至桥位→吊装、推拉钢箱梁节段→安装就位、穿索张拉→装配、焊接验收合格→安装桥面吊架→吊装钢箱梁标准段→装配焊接穿索张拉→验收合格→拆除桥面吊架→拆除航道两侧箱梁下横梁和支架。

2.4、临时支架

根据工程实际情况，桥位现场安装箱梁的支架为临时性独立支架。临时支架为￠40-60cm*8mm钢管立柱支架，以满足上部受力要求。经过对该地区地质分析和现场勘察,基础采用独立的板式钢筋砼基础（2.5m*2.5m*0.4m），内配￠14＠250双向单层。对基础地基土层承载较差，采用沉入3—5根￠180圆木桩进行基础加固处理。东侧有一排钢管支架有部分在运河航道边2米范围内，设为钢管桩基础，采用15m长￠600*8mm钢管桩，然后和上部支架连结成整体。钢管支架组装高度在7m左右，考虑竖向刚度和稳定性，在高度方向采用16-20#槽钢等型钢作为支撑稳固；支架顶部横梁和滑道以2根30#和40#工字钢组合而成。考虑FB、JH段箱梁的推拉滑移，吊装时在钢箱梁块体下安放6组定向滚轴装置，以便于钢箱梁的推拉。滑道横梁必须确保钢箱梁在上面推拉安装就位和承受上部荷载的作用。

2.5、浮吊安装钢箱梁

钢箱梁安装时根据制作的分段长度和宽度，以及分段的重量，合理的选用起吊安装设备和索具。处于陆地部分的4个钢箱梁，采用300t浮吊，8只吊耳吊装，直接将钢箱梁从运输船起吊，安放在临时型钢横梁上。钢箱梁的吊点，同时也是桥面吊架的后锚点，均为设计图纸布设。箱梁就位于支架横梁后，由河道中部向东侧塔柱处推拉安装，直至预定的钢砼结合区。每起吊一块钢箱梁安放到支架横梁上，随即进行水平纵向推拉到预定安装位置，并顶升落梁就位，调整装配固定。依次进行推拉、装配、焊接固定，直至JH段、FB、M1段三段钢箱梁全部施工结束为止。结束后转至吊装西侧一段DL段钢箱梁，直接起吊安放在钢管支架上，无需推拉滑移。推拉时，在钢箱梁的底部与型钢横梁滑道上接触处铺设定向水平滚动滑移装置。分别将钢箱梁块体吊放在滚动滑移装置上面，用千斤顶和手拉葫芦、或卷扬机牵引，将钢箱梁块体滑移至所需安装的位置，然后用千斤顶顶升箱梁一定高度，拆除滚动滑移装置，落梁至临时支架安装的位置上；钢箱梁上下高度的调节，可在箱梁下面设置调节垫块，垫块可采用硬杂木或型钢垫铁铺垫。

2.6、悬臂吊架提升安装钢箱梁

桥面悬臂吊架提升安装钢箱梁，主要是采用固定在已安装成型的钢箱梁桥面上的悬挑型钢桁架、提升油缸集合群、柔性钢绞线承重等，利用计算机控制液压同步提升新原理，结合现代化施工工艺，不断顶升收缩提升箱梁钢绞线，使钢箱梁上升至预定位置处。

计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。

液压提升控制系统

桥面吊机提升安装钢箱梁

桥面悬臂吊架的行走采用油缸步履式行走装置。开启吊架行走前趾顶升油泵，将吊架前趾轨道梁顶升，距离桥面2cm的高度；启动吊架前支趾轨道梁行走油泵，在千斤顶的作用下，使前支趾轨道梁向前伸展80cm；顶升油泵回油，使吊架全部落架于行走轨道上，启动吊架行走油泵，使吊架在千斤顶的伸展作用下向前滑移，就位后关闭油泵；再次启动吊架顶升油泵，吊架前趾轨道梁顶升，轨道梁行走油泵回油，吊架行走千斤顶缩回，带动轨道梁向前伸展行进。按照上述工作程序，重复进行，直到轨道梁移动至所需位置。

2.6.2、标准箱梁段吊装

桥面悬臂吊架安装调试完成后，进行标准梁段的悬拼施工。标准梁段的悬拼施工流程：运梁船抛锚定位→桥面吊架扁担梁与钢箱梁连接起吊→钢箱梁临时匹配→钢箱梁精确定位→梁段间栓焊连接→挂索并第一次张拉→前移桥面吊架就位→斜拉索第二次张拉→吊装下一梁段。

提升安装钢箱梁节段步骤：

步骤一：吊装前准备工作，运梁驳船抛锚定位；桥面吊架下放扁担梁至待吊梁段上方。

步骤二：将扁担横梁上钢丝绳索与箱梁段吊耳连接，用千斤顶调整吊点位置至钢箱梁水平，缓慢提升收紧起吊钢绞线，控制两个提升油泵受力均衡；检查吊架、后锚、箱梁吊耳、钢丝索情况。

步骤三：逐级加力，拆除梁段和船舶临时固定装置，两边同时连续提升起吊；梁段脱离运输驳船60cm后，停止提升，安装桥面下检修滑移工作脚手架工字钢轨道；结束后移走驳船；桥面箱梁继续提升，并保持箱梁大至水平。

步骤四：箱梁段提升至桥面相平后，微调吊架顶部提升油泵位置，进行梁段匹配坡面调节和桥面控制点的测量定位，同时进行钢码板的临时焊接固定和箱梁环缝的焊接。

步骤五、穿挂箱梁斜拉索并作临时锚固；环缝焊接结束，检测合格后，第一次张拉该梁段斜拉索；待桥面吊架前移固定后，再第二次张拉调节斜拉索应力，同时做好进行下一梁段的吊装准备。

2.6.3、钢箱梁提升安装调节控制

悬臂式桥面吊架提升安装钢箱梁，细部节点调节控制是至关重要的工作，应严格控制其操作步骤和要领。由于桥面设有纵向坡度，桥面吊架所在的钢箱梁前支点和斜拉索拉力未调整的情况下，已安装的钢箱梁出现中间下挠，两边上翘的临时状态；正在提升的钢箱梁在提升吊具和箱梁自重的作用下会出现正好相反变形状态；另外，由于提升的箱梁为水平状态，提升箱梁和已安装成型的箱梁接口不能匹配，不是箱梁面板接口缝隙大，就是箱梁底板接口缝隙大，或者箱梁左右两端缝隙不均衡，造成箱梁的调节就位和临时匹配件的连接有一定的困难。为此，严格控制安装调节操作步骤和要领。

2.7、安装测控

钢箱梁安装测量监控，特别是轴线、高程、位置的控制，全部采用全站仪和经纬仪，进行测量控制就位；经纬仪、水准仪、卷尺可进行复合检测，是否符合要求。具体控制数据以监理、监控和总包方发出的指令为准。

3、结语

在吴江学院路大桥的建设中，设计、施工单位大胆利用高新技术，充分发挥自身的专长，在许多方面进行了独特创新。这座实用、科学、美观、经济的大桥的建成，是大跨度斜拉桥钢箱梁高强螺栓拼接的又一成功典范。

参考文献[1] 毕桂平,李宗平,殷峰,曲洪春.大跨度斜拉桥分离式公轨共面钢箱梁关键施工技术研究M.世界桥梁.2009(S1).