嚴(yán)陳

（福建省馬尾造船股份有限公司，福建福州 350015）

1 技術(shù)背景

我國地域遼闊，是一個橋梁大國，混凝土和鋼材是我國現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中最主要的兩大材料，以鋼材作為主梁或拱肋材料為的橋梁，一般稱為鋼橋，橋墩、橋塔、橋面板等其他材料有鋼材、混凝土等。如今，作為國家重點發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，中國交通建設(shè)事業(yè)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其中橋梁更是典型的代表。尤其是近年來，鋼結(jié)構(gòu)橋梁以其眾多顯著的優(yōu)點而備受工程界歡迎。因此，在未來，為了適應(yīng)橋梁工程高強度、可焊性、防斷性、疲勞性、耐候性良好的高性能要求，橋梁鋼的發(fā)展顯得尤為重要。其中，斜拉橋?qū)蛄轰撔阅艿囊缶驮絹碓絿?yán)格。當(dāng)前，鋼錨梁在斜拉橋建設(shè)中的使用越來越頻繁，工程界對其材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝工藝也就越來越關(guān)注。

鋼錨梁是由受拉錨梁和錨固構(gòu)造（鋼牛腿）組成。鋼錨梁牛腿的制作是一道非常重要的工序，成品質(zhì)量直接關(guān)系橋梁的整體性能。鋼錨梁牛腿在鋼結(jié)構(gòu)加工廠制作完成后、出廠前，相鄰的節(jié)段之間需要進(jìn)行預(yù)拼裝，以獲得相鄰鋼錨梁牛腿之間的匹配度、尺寸與高層誤差等相關(guān)重要的數(shù)據(jù)。預(yù)拼裝工作不僅可以驗證制作精度，以便后續(xù)制作時進(jìn)行必要的調(diào)整，同時還可以最大限度利用制作廠優(yōu)勢，在廠內(nèi)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正，避免橋址因設(shè)備不足造成的修改困難，提高工作質(zhì)量和效率。

橋梁一般由多組鋼錨梁組成，一組鋼錨梁又由10~15 個不等的節(jié)段構(gòu)成。如今，橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造廠的普遍做法是：在鋼錨梁、牛腿分節(jié)段拼裝完成后，進(jìn)行立式分段預(yù)拼裝。

立式預(yù)拼裝需要在專用的平臺上進(jìn)行，同時需要大型起重設(shè)備配合施工。受限于吊裝設(shè)備的起吊預(yù)拼時，根據(jù)設(shè)計要求采用三個或三個以上節(jié)段為一個輪次進(jìn)行連續(xù)匹配拼裝，拼裝順序由下而上。因此立式組拼對起重設(shè)備要求很高，同時無法完成連續(xù)匹配。

2 施工重難點分析

目前采用的鋼錨梁立式預(yù)拼方法的弊端在于：

（1）整組鋼錨梁無法一次性完成匹配，導(dǎo)致施工周期長，累計誤差大。節(jié)段連續(xù)匹配的最大高度受限于吊車的最大起吊高度，因此節(jié)段連續(xù)匹配數(shù)量有限，需要分成多個輪次進(jìn)行預(yù)拼。同時為了保證預(yù)拼裝的準(zhǔn)確性，需要將上一輪次的末尾節(jié)段保留到下一輪次作為測量的基準(zhǔn)段。節(jié)段多次流轉(zhuǎn)導(dǎo)致施工效率降低，同時也會因為無法對整個鋼錨梁的制作精度進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)測，容易導(dǎo)致累計誤差。

（2）預(yù)拼裝場地基礎(chǔ)承載力要求高。節(jié)段所有受力均作用于預(yù)拼裝平臺上，且鋼錨梁與地面接觸面積很小，所以對預(yù)拼裝平臺的地基承載力要求很高，同時也要求平臺需要有足夠的剛度。

（3）高空作業(yè)，安全隱患大。一節(jié)鋼錨梁的高度一般在3m 左右，預(yù)拼數(shù)量不少于三節(jié)，因此整體高度在9m 以上。為保證施工作業(yè)面，需搭設(shè)多層腳手架作為施工平臺。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《高處作業(yè)分級（GB/T 3608—2008）》，凡是墜落高度精準(zhǔn)面2m 以上的都成為高處作業(yè)，因此安全隱患較大。同時腳手架的搭設(shè)也影響施工成本和施工效率。

采用立式預(yù)拼裝時錨梁的安裝姿勢與其在橋址完工后的實際狀態(tài)相同，其主要受力為錨梁的自重，將原先的立式預(yù)拼裝工藝改進(jìn)為臥式預(yù)拼裝工藝，通過頂推工裝對鋼錨梁施加壓力，模擬成橋受力的狀態(tài)，這樣一來就可以降低對起吊設(shè)備的依賴，同時還可以一次性完成整段鋼錨梁拼裝，減少不必要的工程量。

3 鋼錨梁牛腿臥式預(yù)拼工藝的解讀

為了解決上述技術(shù)問題，擬采用一種錨梁臥式預(yù)拼裝方法，如圖1 所示，包括以下步驟：將首段臥倒的錨梁節(jié)段固定并沿預(yù)設(shè)水平方向依次拼接兩段以上臥倒的錨梁節(jié)段，每拼接完一段臥倒的錨梁節(jié)段后，在拼接后的臥倒的錨梁節(jié)段沿預(yù)設(shè)水平方向的一端對應(yīng)施加與預(yù)設(shè)水平方向相反的預(yù)設(shè)壓力。施加的壓力達(dá)到計算值后，將節(jié)段與基準(zhǔn)線進(jìn)行比照，根據(jù)對比情況修改節(jié)段。重復(fù)以上步驟，直至完成整組鋼錨梁的預(yù)拼裝工作。

圖1 鋼錨梁臥式平面

錨梁臥式預(yù)拼裝結(jié)構(gòu)，包括水平安裝平臺、錨梁節(jié)段、固定工裝、限位工裝和頂推工裝，如圖2 所示。

圖2 鋼錨梁臥式工藝主要設(shè)備

首先錨梁、牛腿以節(jié)為單位進(jìn)行組拼，之后將錨梁節(jié)段放倒成臥式狀態(tài)。其次在水平安裝平臺上沿預(yù)設(shè)水平方向以相同間距并列預(yù)設(shè)四條以上地樣線標(biāo)識。再次在預(yù)設(shè)水平方向首端的地樣線標(biāo)識上設(shè)置限位工裝，將首段臥倒的錨梁節(jié)段的一端與限位工裝固定后，根據(jù)相鄰的地樣線標(biāo)識對首段臥倒的錨梁節(jié)段的另一端進(jìn)行修整，如圖3 所示。

圖3 頂推模擬受力后根據(jù)基準(zhǔn)線進(jìn)行修補

最后將首段臥倒的錨梁節(jié)段與其余兩段以上臥倒的錨梁節(jié)段沿預(yù)設(shè)水平方向利用頂推工裝在拼接后的臥倒的錨梁節(jié)段沿預(yù)設(shè)水平方向的一端以與預(yù)設(shè)水平方向相反的方向施加對應(yīng)的預(yù)設(shè)壓力。每拼接一節(jié)臥倒的錨梁節(jié)段后，根據(jù)地樣線標(biāo)識對錨梁節(jié)段進(jìn)行修整，并利用固定工裝將相鄰兩段臥倒的錨梁節(jié)段固定，如圖4 所示。

圖4 節(jié)段逐一拼接

4 工藝改進(jìn)效果

（1）采用臥式拼裝工藝后整組鋼錨梁可以一次性完成匹配，減少了因多次組拼造成的累計誤差。臥式組拼避免了吊車高度的限制，同時極大的縮短施工時吊車的占用時間，提高了設(shè)備的利用率。

（2）不需要額外加強地基的承載力，可以減少施工成本。

（3）可以壓縮腳手架搭設(shè)的層數(shù)，以此降低高空墜落的風(fēng)險，同時腳手架搭設(shè)工程量少，可以降低施工成本，提高工程設(shè)備的周轉(zhuǎn)效率。

5 結(jié)語

采用對拼接后的錨梁施加預(yù)設(shè)壓力的方式，消除了臥式預(yù)拼后的錨梁結(jié)構(gòu)由于受力方式與實際立式安裝狀態(tài)不同而對預(yù)拼后的安裝精度產(chǎn)生的影響，實現(xiàn)錨梁的臥式拼接，降低施工高度從而提高了施工的安全性，加大工件與地面的接觸面積從而克服由于傳統(tǒng)立式預(yù)拼平臺受力集中，對平臺的地基承載力的要求較高的問題，采用臥式拼裝、模擬錨梁受力的方式保證了預(yù)拼后錨梁結(jié)構(gòu)的安裝精度，解決了傳統(tǒng)的利用吊車等設(shè)備進(jìn)行立式拼裝存在的安裝高度受限、安裝風(fēng)險高等問題，可在較低的安裝高度范圍一次性完成整組錨梁的預(yù)拼作業(yè)，極大的縮短施工周期。