姚增峰 劉營 史永亮

【摘要】介紹國內(nèi)大跨徑懸索橋扁平鋼箱梁式加勁梁安裝施工工藝，鋼箱梁的吊裝方法及在吊裝過程中出現(xiàn)的問題及處理方法。扁平鋼箱梁采用單元件及分段結(jié)合形式出廠、龍門吊機(jī)吊裝的施工方案。鋼箱梁安裝完畢后各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，可供類似大跨徑扁平鋼箱梁懸索橋施工時(shí)作為參考。

【關(guān)鍵詞】大跨徑懸索橋；扁平鋼箱梁；加勁梁

1、引言

扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)是由眾多縱橫加勁和蓋板組成的封閉式扁平薄壁箱型結(jié)構(gòu)，梁高與跨徑和梁寬相比很小。自從1966年英國的賽文懸索橋第一次采用扁平鋼箱梁以來，其抗風(fēng)性能好、整體性強(qiáng)、線條美觀等優(yōu)點(diǎn)得到了認(rèn)可，扁平鋼箱梁適合于大跨度斜拉橋、懸索橋和拱橋等，尤其在大跨度懸索橋建設(shè)中受到越來越多的關(guān)注。

隨著我國刺激內(nèi)需政策的進(jìn)一步深入和我國國力的增強(qiáng) ，作為重要交通樞紐的大跨懸索橋在我國將大有發(fā)展前途。同時(shí)，對(duì)于扁平鋼箱梁式加勁梁架設(shè)方法的的研究具有重要意義。

2、架設(shè)方法

根據(jù)橋梁的線型搭設(shè)跨河棧橋，路面搭設(shè)臨時(shí)支架并在支架上部鋪設(shè)滾輪行走軌道，將加工好的鋼箱梁單元段吊裝至行走滾輪上并在橋的另一側(cè)安裝拖拉用卷揚(yáng)機(jī)等牽引設(shè)備，沿橋軸縱向拖拉鋼箱梁至預(yù)定的位置，通過千斤頂落梁并調(diào)整鋼箱梁至準(zhǔn)確位置后，對(duì)鋼箱梁進(jìn)行拼裝焊接。

2.1 箱梁節(jié)段的運(yùn)輸

鋼箱梁單元件及分段在工廠制造好后，結(jié)合陸路交通和水路運(yùn)輸，龍門吊機(jī)吊裝，運(yùn)至安裝場地。其中，海港運(yùn)輸具有明顯的優(yōu)越性，特點(diǎn)是鋼箱梁主箱體采用單元件在工廠制作，運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行安裝，既不受道路運(yùn)輸條件限制，也保證了鋼箱梁現(xiàn)場整體拼裝質(zhì)量；挑臂及靠近橋墩位置（考慮交通疏導(dǎo)）采用分段在工廠制作，減少了現(xiàn)場拼裝工作量，也保證施工區(qū)域兩側(cè)車輛能順暢通行；采用龍門吊機(jī)吊裝，也避免了吊機(jī)對(duì)箱涵的影響，節(jié)約了施工成本。

2.2 箱梁節(jié)段的吊裝

鋼箱梁節(jié)段吊裝采用的方法有兩種，一種為大型浮吊吊裝，另一種為橋面步履式起重機(jī)吊裝。大型浮吊吊裝需在鋼箱梁吊裝前先把節(jié)段吊裝到位，直接吊裝到臨時(shí)支架上，并調(diào)整好鋼箱梁節(jié)段的平面位置、里程及標(biāo)高。節(jié)段吊裝到臨時(shí)支架后，調(diào)整好平面位置，為了使合攏段順利吊裝，待第一節(jié)段吊裝完后，再將第二節(jié)段移到設(shè)計(jì)位置，并調(diào)整好標(biāo)高。

橋面步履式起重機(jī)的吊裝，采用橋面步履式吊機(jī)進(jìn)行分節(jié)段的吊裝，橋面步履式吊機(jī)根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)或改裝，吊機(jī)的前支腿落在鋼箱梁的縱橫腹板交錯(cuò)處，橫向?qū)挾雀鶕?jù)鋼箱梁的縱向腹板進(jìn)行設(shè)計(jì)，后錨根據(jù)鋼箱梁上的后錨點(diǎn)進(jìn)行布置，其整機(jī)的布置與吊裝情況可根據(jù)具體實(shí)際情況確定。

2.3 主跨加勁梁安裝

為防止吊裝中風(fēng)力造成鋼箱梁節(jié)段的搖擺，在節(jié)段上安設(shè)抗風(fēng)纜索，且抗風(fēng)纜索是由兩臺(tái)輕型電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)拉緊。鋼箱梁臨時(shí)連接件應(yīng)在大風(fēng)來臨前臨時(shí)緊固（含上下口）以保證安全，警報(bào)解除后，再松開以方便施工。

為解決無索區(qū)梁段超過兩次蕩移過程中，鋼箱梁重量的轉(zhuǎn)換問題，設(shè)計(jì)了專用的鋼箱式扁擔(dān)梁。扁擔(dān)梁上端設(shè)置兩對(duì)吊點(diǎn)，靠內(nèi)側(cè)一對(duì)用于與主提升液壓千斤頂下部錨固座連接，靠外側(cè)一對(duì)吊點(diǎn)用于無索區(qū)梁段超過兩次蕩移時(shí)與臨時(shí)吊索聯(lián)系；下端也設(shè)置一對(duì)吊點(diǎn)，用于與縱扁擔(dān)連接。為完成牽引作業(yè)，在散索鞍支墩上設(shè)置卷揚(yáng)式牽引系統(tǒng)提供蕩移所需的水平力。

在無索區(qū)梁段位置，特設(shè)置固定支架作為無索區(qū)梁存梁及后期線形調(diào)整平臺(tái)，在固定支架前方，另搭設(shè)一移動(dòng)支架，可橫向移動(dòng)并能與固定支架聯(lián)成整體，解決短（無）吊索區(qū)吊機(jī)蕩移角度不足的問題。

2.4 邊塔處加勁梁安裝

主跨箱梁吊裝前，主纜在邊塔處向下彎，鞍座上承受向下的力，且當(dāng)整個(gè)架梁完成后也是這樣。在主跨安裝箱梁節(jié)段的過程中，邊跨主纜越繃越緊，以致在邊塔鞍座上出現(xiàn)向上的拉力。如果繼續(xù)在主跨上進(jìn)行主梁節(jié)段的吊裝，這個(gè)向上的拉力將會(huì)增大到超出允許范圍。因此，在主跨加勁梁節(jié)段拼裝到一定數(shù)量后，在每個(gè)邊塔旁應(yīng)安裝相同節(jié)段。

鑒于纜載吊機(jī)在主纜上的行走效率低、蕩移作業(yè)時(shí)間長，為此可設(shè)置高矮支架結(jié)合牽引卷揚(yáng)機(jī)、移位器等裝置的移梁、存梁構(gòu)造以及臨時(shí)吊索等裝置，以減少吊機(jī)蕩移次數(shù)與提高行走效率。

擺動(dòng)式吊裝法可在邊塔旁吊起箱梁節(jié)段，最后向岸邊移動(dòng)到安裝處與吊索相連。

2.5 焊接

在安裝工作開始時(shí)，加勁扁平鋼箱梁呈現(xiàn)向上彎曲的現(xiàn)象，箱梁節(jié)段之間的接縫上面閉合，而下面會(huì)張開幾公分的縫隙。隨著安裝工作繼續(xù)不斷地進(jìn)行，主纜會(huì)逐漸接近其最終的幾何線性，箱梁節(jié)段間的剩余縫隙也都能閉合，電焊工作就可逐一進(jìn)行。

扁平鋼箱梁標(biāo)高精調(diào)好后，即刻焊上馬板進(jìn)行定位，焊接前，應(yīng)將焊縫兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污、預(yù)涂底漆打磨干凈，露出金屬光澤，并對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行打磨。焊接時(shí)，先用手工電弧焊接焊一層底，再用埋弧自動(dòng)焊焊完剩下層數(shù)的焊縫，埋弧自動(dòng)焊焊接過程中不宜斷弧，如有斷弧則必須將停弧處刨成1：5的斜坡并搭接50mm施焊，焊后應(yīng)將搭接處修磨勻順。多層焊的每一道焊完后必須及時(shí)將熔渣及缺陷清除干凈，徹底清除藥皮、熔渣、焊瘤等焊接缺陷。

3、架設(shè)時(shí)注意事項(xiàng)

1）在施工中，按設(shè)計(jì)的匹配件進(jìn)行安裝時(shí)，要控制外腹板的錯(cuò)臺(tái)，通過調(diào)整匹配件的位置，盡量減少錯(cuò)臺(tái)的數(shù)值，使外腹板的錯(cuò)臺(tái)在可校正的范圍內(nèi)（25mm），而后再采用千斤頂校正。

2）確保節(jié)段施工時(shí)鋼箱梁內(nèi)縱腹板的剛度，對(duì)空腹式結(jié)構(gòu)的縱腹板上進(jìn)行臨時(shí)加勁。

3）當(dāng)一個(gè)節(jié)段的底板組合單元件組焊完畢后，切割一端余量，再組裝相鄰的下一節(jié)段底板組合單元件；焊接時(shí)組焊完該節(jié)段，再繼續(xù)組焊相鄰的節(jié)段。

4）每節(jié)段頂板上設(shè)置有節(jié)段的縱橫基準(zhǔn)線和標(biāo)高控制點(diǎn)，采用全站儀確定節(jié)段縱、橫基準(zhǔn)線及用水準(zhǔn)儀確定標(biāo)高。

5）鋼箱梁線型既有豎曲線又有預(yù)拱度，因此架設(shè)鋼箱梁棧橋的搭設(shè)線型應(yīng)該與鋼箱梁制造的線型保持一致。鋼箱梁到達(dá)設(shè)計(jì)位置后，采用千斤頂精確調(diào)整橫縱向位置及高程。

4、結(jié)語

通過對(duì)扁平鋼箱梁式加勁梁架設(shè)方法進(jìn)行研究，采用鋼箱梁節(jié)段卸船運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝及焊接等工藝，解決了施工難題，實(shí)現(xiàn)了工藝創(chuàng)新，提高了施工進(jìn)度。為大跨徑懸索橋鋼箱梁安裝技術(shù)提供了借鑒和參考。

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