寧朝新

（中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇南京 210031）

1 工程概況

滬通長江大橋主航道橋采用雙塔三索面公鐵兩用鋼桁梁斜拉橋，孔跨布置為（142+462+1 092+462+142）m，全長2 300 m。采用深水沉井基礎(chǔ)、鉆石形混凝土索塔、三主桁箱桁組合主梁、2 000 MPa 平行鋼絲拉索、鋼錨梁錨固的總體設(shè)計(jì)方案［1-2］。滬通長江大橋主航道橋立面布置見圖1。

圖1 滬通長江大橋主航道橋立面布置（單位：m）

2 鋼錨梁

鋼錨梁由受拉錨梁和錨固構(gòu)造組成，每對斜拉索面內(nèi)的恒載平衡水平分力由鋼錨梁承受，恒載不平衡水平分力通過錨梁腹板與牛腿預(yù)埋鋼板間的高強(qiáng)度螺栓傳至塔壁由主塔承受。運(yùn)營階段不平衡水平分力通過錨梁腹板與牛腿預(yù)埋鋼板間及錨梁底板與牛腿蓋板間的高強(qiáng)度螺栓傳至牛腿，再傳遞至塔壁，由主塔和鋼錨梁共同承受。豎向分力通過牛腿傳至主塔，全部由主塔承受，空間索在面外的水平分力由錨梁自身平衡［3-6］。在中跨側(cè)錨梁與鋼牛腿的接觸面之間采用不銹鋼和四氟板構(gòu)成的滑動(dòng)摩擦副，錨梁高強(qiáng)度螺栓孔邊跨側(cè)為圓孔，中跨側(cè)為長圓孔。鋼錨梁及鋼牛腿擰緊邊跨側(cè)高強(qiáng)度螺栓，中跨側(cè)高強(qiáng)度螺栓初擰至設(shè)計(jì)值的20%，安裝定位沖釘后吊裝就位。斜拉索張拉時(shí)松開中跨側(cè)高強(qiáng)度螺栓及沖釘，鋼錨梁沿縱向可以通過四氟板摩擦面滑動(dòng)，待二期恒載施工完成調(diào)索，再擰緊中跨側(cè)高強(qiáng)度螺栓，鋼錨梁與塔壁共同受力，確保鋼錨梁在運(yùn)營階段沿縱向不產(chǎn)生位移［7-8］。

索塔總高325 m，上塔柱120 m范圍為索塔錨固區(qū)段。單塔共36 對斜拉索，全橋共432 根。其中1#—3#斜拉索直接錨固于中、上塔柱連接段的隔板上，4#—36#斜拉索采用鋼錨梁錨固，鋼錨梁豎向間距從上到下依次為26×2.8 m，2×3.0 m，2×3.2 m，2×3.4 m。

每節(jié)鋼錨梁錨固邊、中跨的邊桁、中桁共6根斜拉索。全塔鋼錨梁共分為A，B，C 3 類，其中A 類鋼錨梁錨固 19#—36#斜拉索；B 類鋼錨梁錨固11#—18#斜拉索；C類鋼錨梁錨固4#—10#斜拉索。除腹板凈距、板厚略有差異外，各類型鋼錨梁結(jié)構(gòu)形式均相同。鋼錨梁總布置見圖2，鋼錨梁及牛腿效果圖見圖3。

3 錨固裝置廠內(nèi)制造及立式預(yù)拼

錨固裝置包括鋼錨梁、鋼牛腿及索導(dǎo)管，均由專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠家制造。鋼錨梁和鋼牛腿制造采用“零件→合件→整體→試裝”的程序生產(chǎn)。鋼錨梁分為腹板、底板、頂板、端隔板、加勁板、水平隔板、錨室、索導(dǎo)管等部件，經(jīng)下料、邊緣加工、制孔、涂裝后在專用胎架上組焊成鋼錨梁整體。鋼牛腿分為牛腿蓋板、牛腿支撐板、加勁板等部件，分別制作后再在胎架上焊成鋼牛腿。

圖2 鋼錨梁布置（單位：mm）

鋼錨梁、牛腿組拼完成并驗(yàn)收合格后，在立式胎架上按半長線法（2 層+1 層）進(jìn)行匹配預(yù)拼（圖4）。鋼錨梁與牛腿通過對接面螺栓孔連接，先插打定位孔內(nèi)沖釘確保準(zhǔn)確對位，再安裝對接面螺栓孔眼內(nèi)高強(qiáng)度螺栓并擰緊。邊跨側(cè)直接使用永久高強(qiáng)度螺栓按規(guī)范規(guī)定初擰、終擰工藝流程施擰完成［9］；中跨側(cè)使用高強(qiáng)度栓初擰至設(shè)計(jì)值20%，完成單層鋼錨梁+牛腿總拼。檢測合格再安裝后續(xù)一層，上下層之間通過牛腿上的匹配件對接。當(dāng)3層鋼錨梁全部立式總拼結(jié)束并驗(yàn)收合格后，按鋼錨梁+鋼牛腿組合件脫胎，利用專用架凳立式存放。最上1層用作后續(xù)總拼輪次的母段重新吊裝入胎架，如此循環(huán)總拼。

圖3 鋼錨梁及牛腿效果圖

圖4 鋼錨梁廠內(nèi)預(yù)拼

4 索塔錨固系統(tǒng)安裝

1）鋼錨梁墩位處存放及起吊上塔

將廠內(nèi)驗(yàn)收合格的鋼錨梁+鋼牛腿組合件整體立式裝船運(yùn)輸至墩位處，預(yù)先在承臺(tái)上設(shè)置鋼錨梁存放滑道。在滑道頂面布置4 臺(tái)鋼錨梁存放平車，采用150 t 浮吊起吊鋼錨梁至存放平車上?；纼啥烁髟O(shè)置2臺(tái)5 t卷揚(yáng)機(jī)，用于牽引臺(tái)車至塔吊作業(yè)范圍內(nèi)。

單層鋼錨梁+2個(gè)鋼牛腿+索導(dǎo)管組合結(jié)構(gòu)最大總質(zhì)量84.3 t，與吊具合計(jì)質(zhì)量為89.3 t；起升高度325 m，起升質(zhì)量大，高度高，對起升設(shè)備要求高。經(jīng)方案比選和論證，選擇ZSL2700塔吊，使得吊裝半徑為22.0～26.5 m時(shí)起吊質(zhì)量100 t，滿足吊裝要求。鋼錨梁墩位處存放及塔吊布置見圖5，鋼錨梁吊裝與滑移見圖6。

圖5 鋼錨梁墩位處存放及塔吊布置（單位：mm）

圖6 鋼錨梁吊裝與滑移

2）鋼錨梁安裝精度控制

首節(jié)鋼錨梁安裝前，對已經(jīng)施工完成的中下塔柱進(jìn)行監(jiān)測，通過計(jì)算分析確定首節(jié)鋼錨梁安裝的準(zhǔn)確平面位置。同時(shí)根據(jù)基礎(chǔ)沉降值、塔柱壓縮量等確定首節(jié)鋼錨梁安裝的預(yù)抬高值。

首節(jié)鋼錨梁以6個(gè)錨固點(diǎn)坐標(biāo)高程為基準(zhǔn)，中桁2個(gè)錨固點(diǎn)與橋理論縱軸線吻合為定位基準(zhǔn)，利用調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整，直至精度滿足要求［10-11］。首層鋼錨梁調(diào)整裝置由承重牛腿、分配梁、墊梁、定位支座、三向千斤頂?shù)冉M成。鋼錨梁調(diào)整裝置見圖7。

以首層鋼錨梁的高精度定位作為后續(xù)鋼錨梁定位精度的前提和保證，后續(xù)鋼錨梁可通過臨時(shí)匹配件直接安裝。當(dāng)施工無誤差時(shí)，2 層鋼牛腿臨時(shí)匹配件之間1 cm間隙采用1 cm厚標(biāo)準(zhǔn)墊板抄墊，實(shí)現(xiàn)上下層鋼牛腿匹配、密貼。由于存在制造及安裝誤差隨著鋼錨梁不斷接高，單純通過上下層匹配連接定位將導(dǎo)致鋼錨梁定位誤差逐漸累積、加大，故施工中需根據(jù)實(shí)際測量情況進(jìn)行調(diào)整和修正。通常利用臨時(shí)匹配件之間預(yù)留的1 cm 間隙，根據(jù)實(shí)測偏差計(jì)算出厚度，并采用薄鋼板或楔形鋼板襯入匹配件之間的方式進(jìn)行調(diào)整。

圖7 鋼錨梁調(diào)整裝置（單位：mm）

5 結(jié)語

滬通長江大橋主航道橋鋼錨梁具有結(jié)構(gòu)新、質(zhì)量大、制造安裝精度要求高等特點(diǎn)。通過采用工廠內(nèi)胎架匹配制造、半長線法廠內(nèi)預(yù)拼、浮吊+承臺(tái)上滑移系統(tǒng)+大型塔吊相結(jié)合的吊裝系統(tǒng)、首節(jié)鋼錨梁三向精確調(diào)整定位系統(tǒng)、后續(xù)節(jié)段匹配安裝的成套施工技術(shù)，解決了鋼錨梁制造精度、起吊安裝、精確定位的技術(shù)難題。滬通長江大橋主航道橋鋼錨梁施工技術(shù)定位快，精度高，可為其他同類橋梁鋼錨梁施工提供參考。