曹 軼

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

同濟(jì)大橋鋼箱梁頂推施工設(shè)計(jì)

曹 軼

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

同濟(jì)大橋鋼箱梁頂推智能同步頂升系統(tǒng)，施工操作簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，安全和質(zhì)量容易保證；對(duì)鋼箱梁無(wú)損傷，不需要為設(shè)置錨拉梁在梁底開(kāi)孔或做其他處理，臨時(shí)支墩在不承受水平力的情況下設(shè)計(jì)，施工安全性容易保證。

同濟(jì)大橋 鋼箱梁 頂推施工 設(shè)計(jì)

1 工程概況

同濟(jì)大橋位于貴港市郁江大橋下游2.12km處，主橋鋼箱梁全長(zhǎng)518m，鋼箱頂面全寬39m，呈封閉式箱形截面，兩側(cè)外挑人行道，底部平底板寬28.6m，兩側(cè)挑臂板各寬5.2m，橋梁中線處梁高3.5m。兩吊索在鋼梁上橫向間距36.5m，縱向索距6.0m，鋼梁的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為9.0m。全橋共分61個(gè)鋼箱節(jié)段，總重為11000t。

2 主橋鋼箱梁頂推施工設(shè)計(jì)

主梁采用先梁后纜的施工方法，頂推場(chǎng)地布置于郁江南岸，由南向北頂推施工，先合龍北岸，最后合龍南岸。

2.1 鋼梁頂推總體思路及平面布置

根據(jù)自錨式懸索橋先架梁后拉索的施工特點(diǎn)，采用“多點(diǎn)同向分段連續(xù)頂推”方法進(jìn)行鋼梁安裝，最大頂推重量11000t。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，拼裝頂推預(yù)拼平臺(tái)需要設(shè)置在郁江南岸，鋼梁由郁江南岸向郁江北岸方向頂推，每5個(gè)節(jié)段頂推一次。

2.2 鋼箱梁頂推安裝步驟

2.2.1 施工完成主塔下塔柱、錨墩、邊墩及臨時(shí)墩，完成場(chǎng)地、通道及頂推平臺(tái)等臨建。

2.2.2 1～7榀鋼箱梁從組拼場(chǎng)運(yùn)至頂推預(yù)拼平臺(tái)預(yù)拼焊接，安裝前導(dǎo)梁(55m)。

2.2.3 1～7榀鋼梁梁段焊接檢測(cè)完畢后，開(kāi)始頂推，頂推過(guò)程中注意對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)和鋼梁結(jié)構(gòu)線型的監(jiān)控和調(diào)整。鋼箱梁采用預(yù)拼平臺(tái)和各臨時(shí)墩多點(diǎn)同步連續(xù)頂推法，繼續(xù)拼裝。

2.2.4 鋼箱梁頂推按“5+1”短線組拼法進(jìn)行，即頂推預(yù)拼臺(tái)座共6榀長(zhǎng)度，每次頂推5榀梁長(zhǎng)，臺(tái)座始終至少保持1榀鋼箱梁長(zhǎng)度，以控制鋼箱梁預(yù)拼軸線偏差。當(dāng)節(jié)段JD16過(guò)南橋塔后，利用汽車(chē)吊在橋面開(kāi)始安裝鋼梁風(fēng)嘴。

2.2.5 鋼箱梁逐步頂推至北岸主塔，當(dāng)節(jié)段JD1過(guò)北橋塔后，開(kāi)始安裝前端鋼梁風(fēng)嘴。

2.2.6 繼續(xù)頂推，前導(dǎo)梁過(guò)7#臨時(shí)墩后，分節(jié)段拆除前導(dǎo)梁。

2.3 頂推(拼裝)平臺(tái)及龍門(mén)吊設(shè)置

2.3.1 頂推(拼裝)平臺(tái)設(shè)置。頂推支撐平臺(tái)每組采用縱橋向2排，鋼管柱橫橋向布置4根?，F(xiàn)場(chǎng)拼焊施工平臺(tái)根據(jù)鋼梁現(xiàn)場(chǎng)拼焊長(zhǎng)度，考慮拼裝平臺(tái)總長(zhǎng)54m，鋼管立柱及連接系均為φ500×6mm螺旋鋼管。

2.3.2 龍門(mén)吊設(shè)置。為滿(mǎn)足鋼梁吊裝要求，在拼裝焊接區(qū)域設(shè)置100t+100t-42m-25m龍門(mén)吊一臺(tái)，提升吊架按最大起吊重量200t設(shè)計(jì)，龍門(mén)吊凈高為25m，橫向跨度為42m。龍門(mén)吊支腿采用φ630mm×12mm螺旋鋼管，縱橫梁均采用型鋼拼裝而成。

2.4 頂推加強(qiáng)措施及導(dǎo)梁設(shè)計(jì)

前導(dǎo)梁共4根，單根總長(zhǎng)55m，總高由3.4m逐漸變?yōu)?m，寬度由0.9m逐漸變成0.5m，最前端采用階梯狀，上部安裝頂升千斤頂和伸縮支腿，便于頂推過(guò)程中前導(dǎo)梁順利過(guò)墩。前導(dǎo)梁與鋼箱梁連接方式及前導(dǎo)梁節(jié)段間連接方式，均為全焊接形式。前導(dǎo)梁采用工廠分節(jié)段加工、現(xiàn)場(chǎng)組拼安裝的方法施工。

過(guò)臨時(shí)墩時(shí)，在導(dǎo)梁端部上方設(shè)豎向千斤頂，每臺(tái)千斤頂?shù)钠痦斄Π?00t考慮，起頂時(shí)各點(diǎn)應(yīng)同步、對(duì)稱(chēng)，且高差不得大于3mm。

2.5 頂推滑道及滑板

鋼梁頂推滑座滑道內(nèi)鋪設(shè)聚四氟乙烯滑板和不銹鋼板，滑道寬度為500mm。為減小頂推過(guò)程中的摩阻力，在滑板與不銹鋼板之間涂抹硅脂，涂抹后摩擦系數(shù)約為0.05。滑道安裝在型鋼焊接而成的滑道梁上，頂板蓋板厚度δ=30mm，要求平整度偏差小于3mm；臨時(shí)墩墩頂滑道長(zhǎng)度，邊墩為5m，中墩為8m。

在整個(gè)頂推過(guò)程中，必須保證鋼梁與支點(diǎn)滑道間有足夠的接觸面積?；懒壕翠摿旱木€型制作，滑座上設(shè)一塊加厚的特制橡膠板，通過(guò)橡膠板的不均勻壓縮，實(shí)現(xiàn)鋼梁與滑道梁上的滑板始終保持緊密接觸。同時(shí)應(yīng)設(shè)置限位裝置，保證橡膠板不發(fā)生水平移動(dòng)，防止橡膠板被剪壞。

2.6 頂推牽引系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)多點(diǎn)同步頂升液壓系統(tǒng)分為5個(gè)部分：液壓泵站，PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，位移壓力檢測(cè)與人機(jī)界面操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將液壓頂升系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)PLC信號(hào)處理、位移監(jiān)控與橋梁結(jié)構(gòu)分析和施工技術(shù)進(jìn)行集成，并在集成系統(tǒng)上進(jìn)行成套技術(shù)開(kāi)發(fā)。其核心是在橋梁結(jié)構(gòu)分析與施工技術(shù)總結(jié)的基礎(chǔ)上，根據(jù)橋梁特性設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)PLC信號(hào)處理與液壓系統(tǒng)，輸入外部監(jiān)控設(shè)施的位移信號(hào)，輸出液壓系統(tǒng)油量控制信號(hào)，利用終端多組千斤頂來(lái)達(dá)到平衡、安全與高效的橋梁頂升和水平移動(dòng)的目的。

頂升載荷100t～3200t，頂升高度為10mm～500mm。水平移動(dòng)載荷100t～3600t，水平推進(jìn)量程為10mm～1200mm。

2.7 導(dǎo)梁頂推過(guò)墩

每條滑道梁前端均設(shè)計(jì)成階梯狀，可在導(dǎo)梁過(guò)墩及滑道卡板時(shí)，起輔助上墩和應(yīng)急作用。

2.8 豎向調(diào)整

頂推過(guò)程中鋼箱梁的受力狀態(tài)與成橋時(shí)受力狀態(tài)完全不同，整個(gè)頂推過(guò)程的監(jiān)控，應(yīng)按以支反力控制為主、線型控制為輔的原則進(jìn)行。因此每輪頂推前依據(jù)監(jiān)控指令，明確該輪頂推鋼箱梁所經(jīng)墩臺(tái)的豎曲線變化范圍(即標(biāo)高變化值)及箱梁許用支反力(即墩臺(tái)的許用壓應(yīng)力)變化范圍。

2.8.1 標(biāo)高調(diào)整方法?；腊惭b前應(yīng)計(jì)算滑道標(biāo)高，進(jìn)行測(cè)量精確控制，四角不平度要求小于2mm?；澜^對(duì)標(biāo)高可根據(jù)橋面線形計(jì)算得出。頂推前在各臨時(shí)墩上設(shè)置自動(dòng)位移計(jì)，在頂推過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)臨時(shí)墩沉降。在每個(gè)滑道梁的滑座下布置有4臺(tái)豎向千斤頂，作為標(biāo)高調(diào)整的裝置(箱梁頂推就位調(diào)整梁底標(biāo)高時(shí)使用)，每墩16個(gè)千斤頂同時(shí)起頂調(diào)整，起頂后根據(jù)空隙在滑道梁下墊相應(yīng)厚度的鋼板，然后落頂。

2.8.2 具體施工步驟

(1)首先根據(jù)監(jiān)控指令的標(biāo)高變化值，確定該輪頂推的頂舉千斤頂?shù)恼{(diào)整范圍。若調(diào)整范圍超過(guò)千斤頂活塞行程，則意味著必須進(jìn)行分級(jí)分次調(diào)整，應(yīng)提前準(zhǔn)備好調(diào)整用的鋼支墩及臨時(shí)鋼墊塊；

(2)根據(jù)許用支反力變化，確定頂舉千斤頂?shù)膲毫φ{(diào)整范圍，并將±85%壓力調(diào)整范圍設(shè)定為壓力控制閥值；

(3)頂推前，根據(jù)標(biāo)高變化值調(diào)整頂舉千斤頂?shù)某跏几叨龋M量避免頂推過(guò)程中再次調(diào)整；

(4)在箱梁許用支反力變化范圍內(nèi)，控制頂舉千斤頂將鋼箱梁頂起，取出臨時(shí)鋼墊塊，轉(zhuǎn)由千斤頂受力；

(5)將壓力監(jiān)控系統(tǒng)置為自動(dòng)狀態(tài)，獲得頂推最高控制權(quán)后，才能進(jìn)行后續(xù)的頂推施工。

2.9 頂推過(guò)程中橋梁中心線調(diào)整糾偏方法

在頂推過(guò)程中，可在主墩處安放全站儀觀測(cè)中心線的偏差。在主塔上安裝鋼箱梁頂推導(dǎo)向裝置，預(yù)防鋼箱梁的橫向偏移。

在頂推過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)梁體橫向偏移，可在主力墩(3#、4#、5#墩)使用橫向調(diào)偏千斤頂進(jìn)行橫橋向糾偏。

3 結(jié)語(yǔ)

智能同步頂升系統(tǒng)，特點(diǎn)是高速置零、低速頂升，升降速度可以任意控制。液壓千斤頂外置式(或內(nèi)置)位移、壓力傳感器、均載閥，保證了頂升系統(tǒng)在惡劣工作環(huán)境下的高可靠性。均載閥的過(guò)載保護(hù)功能，可避免多缸頂升時(shí)常見(jiàn)的脹缸事故。先進(jìn)的進(jìn)油調(diào)速和重載液壓回路，不但頂升時(shí)能達(dá)到高精度同步，還在帶載下降時(shí)同樣可保證高精度同步。該頂升系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便直觀，并可實(shí)現(xiàn)工作的側(cè)滾、俯仰等姿態(tài)的調(diào)整。可以掛接彩色觸摸屏或工控機(jī)，實(shí)時(shí)在線操作并準(zhǔn)確顯示實(shí)時(shí)頂升位移和頂升載荷；可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步控制及監(jiān)控，并可進(jìn)行單點(diǎn)調(diào)整。系統(tǒng)可以擴(kuò)展至32點(diǎn)或32點(diǎn)以上的多點(diǎn)同步，在多點(diǎn)同步工作狀態(tài)下，除保持多點(diǎn)位置的同步外，并可按用戶(hù)的要求調(diào)節(jié)各支點(diǎn)的載荷分布。同濟(jì)大橋箱梁頂推采用該系統(tǒng)取得了較好效果，可供類(lèi)似項(xiàng)目參考。

U448.213∶U

B

2095-1809(2016)06-0028-03

曹 軼(1980-)，男，陜西鳳翔人，本科，工程師，長(zhǎng)期從事水利水電工程、市政公用工程技術(shù)管理。

■