韋苡松

摘要：隨著拱橋建設(shè)的發(fā)展，大跨徑拱橋的建設(shè)用到的纜索起重系統(tǒng)也隨著跨徑的增加而不斷更新進步。在纜索起重機系統(tǒng)中，塔架的施工方法也突破了傳統(tǒng)的萬能桿件架設(shè)，更新出裝配式的塔架施工方法。為建設(shè)跨徑為575m的中承式鋼管混凝土拱橋，平南三橋使用的大跨徑拱橋用纜索起重機采用了新型裝配式重型塔架。文章簡述了塔架的施工關(guān)鍵技術(shù)，包括塔架預埋定位、塔身安裝以及纜風索的安裝等關(guān)鍵要點。

關(guān)鍵詞：拱橋;裝配式;塔架;橋梁施工

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.010

文章編號：1673—4874（2020）11-0034-05

0引言

近年來，我國大力推進交通網(wǎng)絡(luò)的完善，各類交通工程的建設(shè)如火如茶。在廣西，由于其地勢綿延起伏，許多高速公路工程都會采取隧道或者橋梁的形式進行。根據(jù)廣西境內(nèi)的地質(zhì)情況，鋼管混凝土拱橋的建設(shè)成為了在山區(qū)跨越河道及峽谷的一個很好的方案。拱橋的建設(shè)一般采用無支架及有支架兩種類型進行施工，其中無支架施工最主要的方式就是采用纜索起重機進行施工。一般在建設(shè)高差大、跨徑長、需要縱向運輸?shù)匿摴芄皹虻臅r候，就會運用到纜索起重機。在纜索起重機的體系里，塔架是支撐起承重索、起重索和牽引索的重要結(jié)構(gòu)，是纜索起重機里十分重要的一個組成部分。傳統(tǒng)的塔架采用萬能桿件進行搭設(shè)，結(jié)構(gòu)剛度及搭設(shè)效率較為一般。目前，新出一種裝配式塔架搭設(shè)的施工方法，既能加大塔架結(jié)構(gòu)整體的剛度和穩(wěn)定性，又可以提高塔架搭設(shè)施工效率。接下來，文章將以575m跨徑的鋼管混凝土拱橋——平南三橋為例，對新型裝配式重型塔架施工過程進行介紹。

1工程概況及特點

平南三橋纜索吊裝斜拉扣掛采用“主扣合一”塔架，塔腳預埋在拱座內(nèi)，塔底固結(jié)，塔中及塔頂位置設(shè)縱向纜風索。塔架采用鋼管桁式結(jié)構(gòu)（材質(zhì)為Q345B），橫向?qū)?9。9m，縱向?qū)?2m，高199.76m;塔頂設(shè)箱梁橫梁，長46.4m，寬4.64m。

平塔架采用大型鋼管搭設(shè)，拱座處預埋一節(jié)6.6m長φ610mmx 20mm岡管，管內(nèi)灌注c50混凝土。預埋段往上為標準立柱，長度均為8m，規(guī)格為φ610m×20mm，立柱與立柱間采用法蘭連接。立面斜桿采用φ219m×6m鋼管，水平橫桿和水平斜桿采用φ168m×5m鋼管，水平橫隔斜撐桿采用φ114mm×5mm鋼管，鋼管材質(zhì)為Q345B。水平桿、水平斜桿及立面斜桿與豎向主管間用節(jié)點板連接。立柱主管的橫向間距為4.9m，縱向間距為4m，豎向每個節(jié)間的高度為4m。格構(gòu)柱間設(shè)置6道橫聯(lián)。塔頂設(shè)鋼箱橫梁，長46.4m，寬4.64m。布置圖如圖1所示。

2塔架施工關(guān)鍵工藝

塔架安裝工藝流程見圖2。

2.1塔吊安裝

根據(jù)施工現(xiàn)場布置、塔架位置及塔吊的參數(shù)要求，在塔架兩側(cè)安裝2臺7036型塔吊，并根據(jù)規(guī)范要求，采用高低塔吊布置，高塔吊比低塔吊高出18m。取高塔吊臂長55m，低塔吊臂長40m，各自負責安裝各自的半幅塔架，塔架中間橫聯(lián)和塔頂中間節(jié)段由長臂塔吊負責安裝。塔吊基礎(chǔ)按照塔吊公司提供的圖紙進行鋼筋安裝，并預埋塔吊預埋件。塔吊在塔架上共設(shè)6處附著，附著的位置在塔架橫聯(lián)附近，在塔架安裝完成4節(jié)塔架立柱后，安裝塔吊附著及塔吊標準件頂升。其布置如圖3所示。

2.2塔腳安裝

在施工拱座第四層時，預埋定位骨架（角鋼），用于支撐塔腳預埋鋼管。在預埋角鋼上焊接1塊1m×1m×16mm的鋼板，焊接前要求鋼板水平。在拼裝區(qū)提前拼裝好預埋立柱吊裝單元，由2根預埋立柱與之間的水平桿GS02、水平斜桿GS04構(gòu)成。隨后采用吊車配合人工安裝預埋立柱單元，使用手拉葫蘆微調(diào)立柱的垂直度。所有立柱安裝完畢后，需復測及調(diào)整垂直度、高程、平面位置誤差在2mm內(nèi)，定位準確后將預埋鋼管底面與定位骨架上鋼板焊接牢固。焊接完成后，安裝橫縱向剩余的水平桿GS02和水平斜桿GS03、GS04。立柱安裝就位且位置、高程復核完畢后，安裝立柱間定位角鋼，并與立柱焊接連接穩(wěn)固。如圖4所示。

由于拱座寬度較小，塔架鋼管邊緣距拱座兩側(cè)邊緣距離小，而塔腳處應力較大，為了防止拱座開裂，在拱座邊緣處的鋼管周圍增加鋼筋籠以增強附近混凝土強度。塔腳預埋立柱安裝完畢后，采用c50混凝土澆筑管內(nèi)。如圖5所示。

2.3塔身安裝

塔身安裝整體分為兩部分進行，即塔身節(jié)段及橫聯(lián)安裝、塔頂橫梁安裝。塔身節(jié)段及橫聯(lián)安裝先進行地面拼裝，再完成空中安裝。地面拼裝區(qū)內(nèi)設(shè)有龍門吊及拼裝胎架，桿件在拼裝區(qū)拼裝成吊裝單元后，通過吊車及平板車將其轉(zhuǎn)運至塔吊工作區(qū)域，再使用塔吊將節(jié)段單元吊至空中進行就位安裝。塔頂橫梁在地面預拼裝完成無誤后，轉(zhuǎn)運至塔吊工作區(qū)域，按照安裝順序進行吊裝。其中南岸總體布置圖如圖6所示。

2.3.1吊重驗算

塔架吊裝單元節(jié)段有立柱片裝單元、橫聯(lián)吊裝單元、扣索平臺吊裝單元及塔頂橫梁等，各單元的吊重如表1所示，單元示意圖見圖7～16。吊裝區(qū)距離高塔吊25m，距離矮塔吊27m，起重能力分別為13.28t、13.45t，滿足吊裝要求。

2.3.2塔身安裝步驟

在地面拼裝區(qū)完成8m的立柱片裝單元拼接，然后用汽車吊轉(zhuǎn)運至塔吊工作區(qū)域，將第一個8m的立柱片裝單元都吊裝安裝于塔腳預埋段后，安裝片裝單元間的水平桿、水平斜桿及立面斜桿。重復此步驟至完成3層8m的片裝單元后，安裝第一道橫聯(lián)。先在拼裝區(qū)拼裝好橫聯(lián)處拼裝單元，然后吊裝就位，上螺栓，安裝第一道橫聯(lián)剩余斜桿。安裝好橫聯(lián)后安裝第4個8m段鋼管立柱，安裝帶扣索平臺的立柱單元，以及扣索平臺之間的節(jié)點板、螺栓。重復以上步驟，直到安裝至最頂層8m鋼管立柱，最后安裝GSl3塔頂斜撐管，即完成塔身的安裝。其流程如圖17所示。

2.3.3塔頂橫梁安裝步驟

塔頂橫梁單元運送至現(xiàn)場存放區(qū)后，先在存放區(qū)進行預拼，預拼無問題后，將其拆分成塔頂A、塔頂B、塔頂C、塔頂D、縱梁A、縱梁B。將拆分好的單元運送至拱座區(qū)域，用塔吊逐個單元吊裝至最頂端鋼管立柱，塔頂橫梁安裝順序為：（1）安裝塔頂B及其之間的縱梁;（2）安裝塔頂A及其之間的縱梁;（3）安裝塔頂C及其之間的縱梁;（4）安裝塔頂D及其之間的縱梁。見，圖18。

2.4纜風索安裝

2.4.11^#纜風索安裝

在塔身安裝至第18層8m立柱片裝單元后，安裝1^#纜風索：尾索采用2束8A 15.24鋼絞線，前索采用4束4A 15.24鋼絞線;塔上錨固端均采用P型錨;地面錨固端前索采用OVMKS-6型專用錨具，尾索采用OVMKS-1型專用錨具（單錨）。

2.4.22^#纜風索安裝及側(cè)纜風索安裝

在塔頂橫梁均安裝完成后，安裝2^#纜風索：尾索采用4束10A 15.24鋼絞線，且有2束作為塔架智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)索，其在地面錨固端合為1束20A15.24;前索采用4束8A 15.24鋼絞線;塔上錨固端均采用P型錨;地面錨固端前索采用OVMKS-8型專用錨具，尾索采用OVMKS-10型及OVMKS-20型專用錨具。

塔架側(cè)纜風索采用4束4A 15.24鋼絞線，塔上錨固端采用P型錨，地面錨固端采用OVMKS-8型專用錨具。塔架的纜風索布置如圖19所示。

3監(jiān)測與質(zhì)量監(jiān)控

3.1塔架位移監(jiān)測

塔架位移測點布置在塔四周和中部，每個橫聯(lián)處布置8個位移測點。塔架測點布置如圖20所示。根據(jù)本塔架施工方案，為確保塔架的垂直度，塔架位移監(jiān)測包括安裝第一個標準節(jié)段工況、安裝橫聯(lián)工況、安裝塔頂橫梁階段工況。

3.2地錨位移監(jiān)測

由于地錨直接測位移較困難，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況在地錨和地錨旁邊土體之間布置千分表進行地錨位移監(jiān)測。如現(xiàn)場千分表布置較困難且容易被擾動，可以采取在錨固端鋼絲繩上用紅油漆作標記并與地面上固定的標記作比較推算，在吊裝過程中派專人巡視地錨周圍的土體情況及主索卡扣等有無滑動情況，若發(fā)現(xiàn)超過此標志時，應立即停工并協(xié)同各方分析查找原因。

3.3質(zhì)量控制

（1）節(jié)點連接檢查：設(shè)計要求頂緊的節(jié)點，接觸面應≥70%緊貼，且邊緣最大間隙應≤O.8mm。檢查方法：鋼尺或塞尺現(xiàn)場實測。

（2）法蘭連接檢查：法蘭連接中，法蘭實際接觸面與設(shè)計接觸面之比應≥70%，用O.3mm塞尺不能插入即認為達到實際接觸要求。對法蘭未達到實際接觸要求的區(qū)域，若縫隙寬度在2.0m以上，則應用墊片墊實，墊片應鍍鋅，墊入后其邊緣應與法蘭盤焊接，然后做現(xiàn)場防腐處理。加墊片處的螺栓夾距不得大于5倍螺栓直徑。

檢查數(shù)量：50%法蘭。檢查方法：目測，用鋼尺測量，塞尺檢查。

（3）螺栓終擰檢查：普通螺栓連接應牢固、可靠，外露絲扣不應少于2扣，雙螺母放松時，絲應扣平。螺栓方向在同層同種節(jié)點中應一致。

檢查數(shù)量：連接點數(shù)的10%，且同層同種節(jié)點不應少于3個。檢查方法：觀察，用扭矩扳手檢查。

4結(jié)語

新型裝配式重型塔架，采用標準片裝、索鞍片裝、塔頂橫梁等單元裝配而成。塔架的安裝過程，實際上即為各個構(gòu)件的拼接安裝。各個構(gòu)件以“搭積木”的形式一層一層地將塔架安裝完成。裝配式工藝實現(xiàn)了塔架的經(jīng)濟性和可操作性，而鋼結(jié)構(gòu)的采用，又能增強承受一定荷載的塔架的剛度，保證了整個纜索系統(tǒng)的可靠性，并且塔架單元節(jié)段均可以在地面進行拼接，再將其吊運至空中進行裝配，極大減少了高空作業(yè)的工作量。除此之外，在塔架構(gòu)件尺寸標準化加工的要求下，塔架單元構(gòu)件的拼裝也更為方便快捷，從而保證裝配式塔架安裝時效上的優(yōu)勢。由于塔架的構(gòu)件都是按標準化的尺寸加工制造的，所以在實現(xiàn)重型塔架的搭設(shè)快捷的同時還能保證整體的質(zhì)量和穩(wěn)定性。