強(qiáng)偉亮，周俊龍，韋永斌，林金地，蔡送寶，謝朋林，張偉

（1.中國建筑第六工程局有限公司，天津300451；2.中國建筑股份有限公司技術(shù)中心，北京101300；3.中建工程產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，北京101300）

近年來，我國大型橋梁工程不斷興建，而斜拉橋因優(yōu)美的景觀效果、經(jīng)濟(jì)的造價以及超大的跨越能力，受到了廣泛青睞。鋼桁梁作為斜拉橋主梁最常用的結(jié)構(gòu)形式之一，具有跨越能力大、安裝速度快、便于運(yùn)輸和適合工業(yè)化制造的特點(diǎn)。本文以高低塔斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢︿撹炝杭茉O(shè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

紅巖村嘉陵江大橋是高低塔雙索面公軌兩用鋼桁梁斜拉橋[1]，主跨跨徑為375 m，橋塔為門形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高塔總高202 m，低塔總高150.7 m。見圖1。

圖1 橋形布置

主梁采用雙主桁等高度連續(xù)鋼桁梁，為三角桁架，寬28.2 m，高11.163 m；全橋鋼桁梁共分為49個節(jié)段，鋼梁總質(zhì)量2.5萬t，最大質(zhì)量節(jié)段為631 t，單個構(gòu)件最大質(zhì)量70 t。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼梁包括上弦桿、下弦桿、上橋面板、下橋面板、斜腹桿5種構(gòu)件，加寬段鋼梁增加了懸挑橋面板、橫梁、邊縱梁、斜拉桿等構(gòu)件。見圖2。

圖2 鋼梁斷面

2 鋼桁梁總體施工方案

2.1 鋼桁梁總體架設(shè)流程

鋼桁梁架設(shè)采用散拼方案，南北兩岸分別從P3、P4主塔開始向兩側(cè)對稱架設(shè)，在跨中設(shè)置合龍段。

第1步：施工南北兩岸墩旁支架及北岸運(yùn)梁棧橋、桅桿吊基礎(chǔ)，安裝桅桿吊。

第2步：在主塔橫梁及墩旁支架上安裝回轉(zhuǎn)吊機(jī)支架并拼裝75 t全回轉(zhuǎn)吊機(jī)。

第3步：利用回轉(zhuǎn)吊機(jī)在墩旁支架上進(jìn)行塔頂區(qū)域鋼桁梁拼裝；待工作點(diǎn)具備條件時，再拼裝一臺回轉(zhuǎn)吊機(jī)。

第4步：利用后拼裝的回轉(zhuǎn)吊機(jī)拼裝岸側(cè)部分鋼梁構(gòu)件；同時，南北兩岸安裝第一對斜拉索，回轉(zhuǎn)吊機(jī)向岸側(cè)移動15 m。

第5步：南北兩岸分別再拼裝岸側(cè)一個節(jié)段鋼梁并安裝第二對斜拉索。

第6步：南北兩岸分別利用2臺回轉(zhuǎn)吊機(jī)開始對稱懸臂拼裝直至合龍段，鋼梁安裝過程中同步安裝斜拉索，斜拉索安裝滯后鋼梁1～2個節(jié)段[2]。

第7步：拆除南岸2臺回轉(zhuǎn)吊機(jī)，北岸靠岸側(cè)的回轉(zhuǎn)吊機(jī)移動至P3主塔位置，利用北岸回轉(zhuǎn)吊機(jī)拼裝合龍段鋼梁，實(shí)現(xiàn)合龍。線形、索力調(diào)整到位后拆除墩旁支架、運(yùn)梁棧橋等臨時設(shè)施，完成鋼梁施工。

2.2 鋼桁梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段安裝

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼桁梁由2個下弦桿、4個腹桿、2個上弦桿、2塊下橋面板、2塊上橋面板組成。

南岸鋼梁構(gòu)件前期通過運(yùn)梁棧橋運(yùn)輸至P3主塔位置，然后通過回轉(zhuǎn)吊機(jī)提升安裝，后續(xù)直接移動存梁駁船至江中拼裝節(jié)段位置，利用回轉(zhuǎn)吊機(jī)從存梁駁船上取梁拼裝，岸側(cè)鋼梁構(gòu)件通過上層橋面的運(yùn)梁小車運(yùn)輸至岸側(cè)拼裝位置。北岸由于瀕臨主航道，河床較深，前期利用小型駁船將鋼梁構(gòu)件運(yùn)輸至P4主塔位置，然后利用回轉(zhuǎn)吊機(jī)提升，后期同樣采取北岸江中取梁的方式進(jìn)行鋼梁拼裝。見圖3。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段構(gòu)件架設(shè)工藝

3 鋼桁梁架設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 高空吊裝

鋼桁梁桿件多超大、超長、超重，為確保起吊安全和安裝便利，須設(shè)計專用的吊具和吊點(diǎn)，以方便對位和防止吊點(diǎn)打滑[3]。構(gòu)件提升移動至預(yù)定位置后，通過纜風(fēng)繩或手拉葫蘆調(diào)整桿件位置，使連接栓孔與已經(jīng)拼裝完成桿件的部分栓孔基本重合，然后打入定位沖釘。定位沖釘打入后可再緩慢移動桿件打入其余沖釘，全部打入后安裝粗制螺栓。在支架上拼裝鋼桁梁時，沖釘和粗制螺栓總數(shù)不得少于孔眼總數(shù)的1/3，其中沖釘不得多于沖釘和粗制螺栓總數(shù)2/3；孔眼較少的部位，沖釘和粗制螺栓總數(shù)不少于6個，也可以將全部孔眼插入沖釘或粗制螺栓。懸臂或半懸臂法拼裝鋼桁梁時，連結(jié)處所需沖釘數(shù)量應(yīng)按所承受荷載計算確定，但不得少于孔眼總數(shù)的一半，其余孔眼布置精制螺栓。吊裝桿件的吊鉤必須待桿件完全固定后方可卸載。

高強(qiáng)度螺栓施擰前應(yīng)做好工藝性試驗(yàn)。初擰值一般可取終擰值的50%，初擰后須對每個螺栓用敲擊法進(jìn)行檢查；終擰采用扭矩法，用電動扳手將初擰后的螺母擰緊至終擰值，考慮到螺栓預(yù)應(yīng)力損失及施工誤差，實(shí)際扭矩應(yīng)按設(shè)計預(yù)拉力提高10%確定。

3.2 斜拉索安裝

本工程斜拉索為塔端張拉，施工時先安裝塔端錨具，再安裝梁端銷軸，最后在塔端進(jìn)行分級張拉。為減小梁端斜拉索水平拉力，塔端采用剛性張拉桿增加索長，必要時塔端采用軟牽引。

3.2.1 塔端斜拉索安裝

1#、2#斜拉索通過回轉(zhuǎn)吊機(jī)提升至橋面，其余斜拉索通過橋面桁車提升至橋面，放置于索盤上。放索盤要求必須有制動裝置，可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)動速度，必要時可以停止轉(zhuǎn)動。每根斜拉索梁端盤在內(nèi)側(cè)，塔端盤在外側(cè)。

先使用塔吊或汽車吊將索放出一定長度放置在橋面上，橋面5 t卷揚(yáng)機(jī)通過塔頂滑輪組與索夾具連接固定。在斜拉索索頭位置安裝張拉桿，然后利用塔頂卷揚(yáng)機(jī)將鋼絲繩通過滑輪組從塔內(nèi)穿過對應(yīng)索道管至橋面，與張拉桿端頭連接；同時啟動塔頂及橋面卷揚(yáng)機(jī)，將斜拉索提升至索導(dǎo)管口。調(diào)整塔頂兩臺卷揚(yáng)機(jī)使得張拉桿及索頭順利進(jìn)入索導(dǎo)管后安裝螺母，解除橋面卷揚(yáng)機(jī)，拆除索夾，完成塔端安裝。

3.2.2 展索

塔端安裝完成后，沿著斜拉索豎直投影到橋面方向，在距已掛好的斜拉索內(nèi)側(cè)0.5 m左右的位置安裝固定托輪，縱向間距為3 m/個；然后用橋面上10 t卷揚(yáng)機(jī)牽引放索盤，邊牽引邊放索，保證索在滾輪上前行。

3.2.3 梁端斜拉索安裝

采用銷軸與錨拉板固定，在橋面展索的過程中，安裝第n根斜拉索時，將橋面轉(zhuǎn)向滑輪組安裝固定在第n+1根斜拉索的錨拉板上。10 t卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組可以提供40 t拉力，在接近錨拉板的位置，可以再使用2個10 t手拉葫蘆協(xié)助調(diào)整位置，垂直方向調(diào)整可以用25 t汽車吊或者橋面回轉(zhuǎn)吊機(jī)協(xié)助。索頭調(diào)節(jié)到位，銷軸安裝完成即完成梁端掛索。

3.2.4 張拉

一套完整的張拉設(shè)備包括1根材質(zhì)為40cr的張拉桿和材質(zhì)為40cr的配套螺母，1臺650 t穿心式千斤頂和配套動油泵以及張拉撐腳1個，全橋共需4套。

從下向上依次安裝斜拉索螺母、張拉桿一螺母、撐腳、千斤頂、張拉桿二螺母；啟動千斤頂，進(jìn)行張拉，利用張拉桿一、張拉桿二的螺母反復(fù)緊固受力繼續(xù)張拉；通過不斷張拉，張拉桿一探出千斤頂后，拆除張拉桿二及螺母，在千斤頂端安裝張拉桿一螺母，利用兩個張拉桿一螺母的反復(fù)緊固受力繼續(xù)張拉；持續(xù)張拉至索頭探出索道管，張拉力達(dá)到監(jiān)控指令要求后，擰緊斜拉索螺母，張拉完成，拆除千斤頂、撐腳、張拉桿等。見圖4。

圖4 斜拉索張拉

3.3 鋼桁梁跨中合龍技術(shù)

先合龍下弦桿，若合龍口兩下弦桿之間存在少許偏差，通過墩頂千斤頂施加頂推力將南側(cè)鋼桁梁向跨中頂推，待下弦桿上螺栓孔與拼接板螺栓孔重合時立即打入沖釘鎖定。下弦桿合龍完成后按照腹桿→上弦桿→下橋面板→上橋面板的順序進(jìn)行安裝，待所有桿件全部安裝完成后進(jìn)行高強(qiáng)栓焊接施工，完成全橋的合龍[4～6]。見圖5。

圖5 鋼桁梁合龍

3.4 鋼桁梁架設(shè)線形調(diào)整

南北岸墩頂節(jié)段在墩旁支架上拼裝完成，線形采用千斤頂調(diào)整，千斤頂設(shè)置于P3、P4主塔橫梁及墩旁支架相應(yīng)位置。主墩位置鋼桁梁節(jié)段拼裝完成后，使用兩臺回轉(zhuǎn)吊機(jī)對稱拼裝，邊架梁邊掛索。

3.4.1 懸臂拼裝過程中調(diào)整

懸臂拼裝過程中鋼梁標(biāo)高以調(diào)整斜拉索的索力為主，利用墩頂千斤頂輔助調(diào)節(jié)。若弦桿軸線出現(xiàn)偏差，可用千斤頂配合拉桿進(jìn)行調(diào)整。

3.4.2 墩頂位置調(diào)整

支座安裝前須對鋼桁梁軸線、標(biāo)高再次進(jìn)行精確調(diào)整。直接在墩頂支座墊石旁安裝千斤頂進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整；在支座墊石側(cè)面設(shè)置預(yù)埋鋼板，在預(yù)埋鋼板上焊接型鋼，然后通過千斤頂進(jìn)行軸線調(diào)整。

4 結(jié)語

本文總結(jié)了高低塔斜拉橋總體施工工藝，即先利用墩旁支架進(jìn)行塔頂區(qū)域鋼桁梁架設(shè)，然后分別從主塔開始向兩側(cè)對稱架設(shè)，在跨中設(shè)置合龍段；同時，對鋼桁梁構(gòu)件吊裝、斜拉索安裝、線形調(diào)整及合龍等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，為同類橋梁施工提供了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參考。