章 欣，劉 洋，陳 勇

中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000

1 工程概況

池州長(zhǎng)江公路大橋北主塔（Z4#）設(shè)計(jì)為花瓶形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主塔結(jié)構(gòu)由下、中、上塔柱及上、下橫梁幾部分組成，如圖1所示。

圖1 池州長(zhǎng)江公路大橋主橋立面布置圖（單位：m）

Z4#北主塔高237m，其中塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上橫梁為鋼結(jié)構(gòu)，下橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。為了減小風(fēng)阻系數(shù)，改善渦震性能和景觀效果，上、中塔柱外側(cè)兩邊角設(shè)有60cm×60cm倒角，下塔柱外側(cè)兩邊角設(shè)有60cm×60cm～150cm×150cm倒角。

兩上塔柱通過(guò)鋼橫梁相連，斜拉索以集聚錨的形式分別錨于6個(gè)鋼橫梁內(nèi)，鋼橫梁由上向下編號(hào)分別為GH1～GH6，鋼橫梁外包鋼珠結(jié)構(gòu)。鋼橫梁采用箱形結(jié)構(gòu)形式，高7.0m，順橋向?qū)?.5m，鋼橫梁外腹板厚40mm，橫橋向設(shè)置有3道橫隔板，其中中央橫隔板厚60mm，兩側(cè)邊隔板厚40mm，間距為1.5m。單個(gè)鋼橫梁橫橋向切割成3塊，縱橋向切割成2塊，如圖2所示。鋼橫梁分塊之間采用M30高強(qiáng)螺栓連接，接縫寬20mm[1]。

圖2 鋼橫梁結(jié)構(gòu)布置圖（單位：mm）

鋼橫梁端部與預(yù)埋在混凝土塔壁的鋼板熔透焊接在一起，預(yù)埋鋼板厚50mm、高7780mm、寬6280mm。鋼板與塔柱最外層的φ32mm豎向主鋼筋通過(guò)φ20mm的短鋼筋焊接在一起，短鋼筋長(zhǎng)80mm，豎向間距為500mm。在φ32mm豎向鋼筋外側(cè)的短鋼筋之間，設(shè)置有φ20mm橫向箍筋。為承受鋼橫梁端部的彎矩及抵抗豎向剪力，鋼橫梁GH1～GH5的端部與塔柱之間采用144根φ70mm和24根φ60mm的高強(qiáng)錨桿連接，鋼橫梁GH6的端部與塔柱之間采用144根φ80mm和24根φ60mm的高強(qiáng)錨桿連接。

2 鋼橫梁安裝施工

2.1 施工工藝流程

鋼橫梁采用大型塔吊分節(jié)段吊裝就位，其具體安裝步驟如下：施工準(zhǔn)備→支撐調(diào)位系統(tǒng)安裝→上游側(cè)邊段塔吊吊裝就位→邊段粗調(diào)位、臨時(shí)固定→塔吊依次吊裝兩個(gè)中段→節(jié)段間調(diào)位及臨時(shí)固定→下游邊段塔吊吊裝就位→鋼橫梁整體調(diào)位→安裝并焊接φ32mm抗剪鋼筋和高強(qiáng)錨桿→分兩次澆筑鋼橫梁位置混凝土→高強(qiáng)錨桿張拉→高強(qiáng)螺栓施擰。

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）安裝托架設(shè)計(jì)?？紤]到鋼橫梁安裝精度高，避免鋼橫梁在調(diào)位時(shí)因支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剛度及強(qiáng)度不足而帶來(lái)不可預(yù)期的影響，鋼橫梁安裝托架在設(shè)計(jì)之初即進(jìn)行了多次調(diào)整、加強(qiáng)，將安裝托架主要構(gòu)件的最大豎向位移由15.5mm縮小至3.6mm，并在托架結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整到位后，利用大噸位千斤頂+反力架結(jié)構(gòu)對(duì)托架進(jìn)行反壓試驗(yàn)，確保其結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度指標(biāo)。橫梁安裝托架為型鋼托架，安裝在塔柱壁的6個(gè)鋼牛腿上，托架主橫梁為2HN900mm×300mm型鋼，3道主橫梁間通過(guò)8根2HM588mm×300mm型鋼聯(lián)系梁連接成整體，牛腿為2HM588mm×300mm型鋼，牛腿與預(yù)埋在塔柱上的預(yù)埋鋼板焊接固定，鋼牛腿與托架間設(shè)置墊塊。

（2）鋼橫梁吊點(diǎn)布置。為方便鋼橫梁節(jié)段吊裝，分別在鋼橫梁邊段與中段上設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)由鋼結(jié)構(gòu)廠家在場(chǎng)內(nèi)焊接完成。根據(jù)鋼橫梁結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算出鋼橫梁節(jié)段質(zhì)心點(diǎn)，邊段鋼橫梁4個(gè)吊點(diǎn)布置在5cm預(yù)埋板與錨固支撐板上，中段鋼橫梁吊點(diǎn)設(shè)置在中段鋼橫梁頂面無(wú)連接板區(qū)，對(duì)應(yīng)耳板吊點(diǎn)鋼橫梁頂板內(nèi)側(cè)設(shè)置加勁板。

（3）鋼橫梁安裝設(shè)備選型。鋼橫梁?jiǎn)蝹€(gè)塊段最大吊重約78t（含部分連接板），鋼橫梁安裝時(shí)間為長(zhǎng)江枯水期，長(zhǎng)江水位較低，該項(xiàng)目索塔位于長(zhǎng)江大堤壓浸臺(tái)上，運(yùn)輸船及大型設(shè)備難以直接將鋼橫梁吊裝至施工作業(yè)區(qū)。結(jié)合鋼橫梁最大吊裝與現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)工況，選取1臺(tái)MD3600塔吊作為鋼橫梁安裝吊裝設(shè)備，1臺(tái)200t浮吊作為鋼橫梁上岸設(shè)備。

2.3 鋼橫梁節(jié)段翻身、上岸

鋼橫梁由平板駁水運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，由1臺(tái)200t浮吊完成鋼橫梁節(jié)段的上岸工作，受長(zhǎng)江水位影響，鋼橫梁上岸后位于主墩江灘臨時(shí)便道上，需MD3600塔吊完成一次倒運(yùn)至施工作業(yè)區(qū)。

2.4 鋼橫梁節(jié)段拼裝

鋼橫梁節(jié)段由塔吊提升至安裝支架，利用預(yù)先設(shè)置好的鋼支墩進(jìn)行支撐，然后利用4臺(tái)150t三向千斤頂完成調(diào)位，通過(guò)在鋼支墩上加墊鋼板及反復(fù)測(cè)量軸線及標(biāo)高后鎖定節(jié)段位置，然后采用型鋼支撐輔以纜風(fēng)繩的形式對(duì)首個(gè)節(jié)段進(jìn)行鎖定，后續(xù)節(jié)段以首個(gè)節(jié)段為基準(zhǔn)，依次完成節(jié)段間的軸線及標(biāo)高調(diào)整，并通過(guò)沖釘及高強(qiáng)螺栓完成節(jié)段間的臨時(shí)鎖定，最后通過(guò)4臺(tái)150t三向千斤頂進(jìn)行鋼橫梁節(jié)段的整體精調(diào)位，反復(fù)測(cè)量其軸線、高程后，完成最終鎖定[2]。

2.5 短鋼筋焊接

鋼橫梁安裝完成后，即進(jìn)行邊段鋼橫梁剪力釘一側(cè)短鋼筋的焊接工作，上塔柱主筋由3層增加至4層，施工作業(yè)空間有限，難以在鋼筋綁扎完成后進(jìn)行短鋼筋的焊接工作，且由于短鋼筋數(shù)量多且焊接質(zhì)量要求較高。因此，先要進(jìn)行塔柱最外層主筋的安裝及短鋼筋的焊接工作。鋼筋焊接由專業(yè)焊工完成，安裝鋼橫梁對(duì)應(yīng)位置第一節(jié)塔柱鋼筋，先安裝順橋向內(nèi)側(cè)最外層φ32mm主筋，主筋間隔安裝，保證外側(cè)主筋與鋼橫梁預(yù)埋板之間的φ20mm的短鋼筋焊接空間滿足要求。焊接完成后，及時(shí)進(jìn)行φ20mm的水平箍筋安裝。安裝完成后，再進(jìn)行順橋向內(nèi)側(cè)面其他主筋和箍筋的安裝，其他三個(gè)面鋼筋可穿插進(jìn)行安裝，焊接完一根短鋼筋即安裝一根塔柱對(duì)應(yīng)最外側(cè)主筋，直至短鋼筋焊接完成后，再進(jìn)行剩余豎向主筋的綁扎工作。

2.6 高強(qiáng)錨桿安裝

鋼橫梁錨桿有φ85mm、φ75mm、φ65mm三種直徑類型，每根錨桿由錨桿、球形墊板、螺母及止退螺母四部分組成。錨桿一端錨固在塔柱砼內(nèi)，一端錨固在鋼橫梁內(nèi)。高強(qiáng)錨桿進(jìn)場(chǎng)后，先完成防腐膠的涂裝工作，為避免防腐膠的破壞，錨桿吊裝采用吊帶進(jìn)行吊裝，錨桿吊裝至塔上后，單根由塔吊配合人工穿入鋼橫梁內(nèi)，并通過(guò)設(shè)置在塔柱上的錨桿支撐架進(jìn)行支撐，依次安裝錨桿混凝土段，螺旋筋、錨墊板、螺母及止退螺母。由于螺母直徑較大，且單個(gè)重量較大，施工困難，在加工螺母時(shí)，外側(cè)預(yù)留孔洞，現(xiàn)場(chǎng)在孔洞內(nèi)焊接短鋼筋，工人通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)短鋼筋使螺母旋進(jìn)。對(duì)于部分在螺母旋進(jìn)過(guò)程中連軸轉(zhuǎn)的錨桿，在錨桿端頭焊接1根短鋼筋與塔柱鋼筋焊接。

2.7 高強(qiáng)錨桿張拉

錨桿張拉端位于鋼橫梁一側(cè)，在鋼橫梁對(duì)應(yīng)塔柱節(jié)段混凝土澆筑完成且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即開始高強(qiáng)錨桿張拉。高強(qiáng)錨桿張拉設(shè)備主要由張拉端、連接器及撐桿組成，高強(qiáng)錨桿張拉時(shí)，張拉設(shè)備4根撐桿支撐于高強(qiáng)錨桿球形墊板上，通過(guò)連接器連接錨桿與張拉桿，張拉設(shè)備通過(guò)張拉桿實(shí)現(xiàn)對(duì)錨桿的張拉，錨桿張拉分級(jí)進(jìn)行，并以設(shè)計(jì)控制力為準(zhǔn)[3]。

2.8 高栓施工

高栓施擰分為終擰及初擰兩次完成，高栓的施擰配備3臺(tái)1500型初擰電動(dòng)扳手和3臺(tái)2500型終擰電動(dòng)扳手，并配備1臺(tái)TG-760手動(dòng)扳手輔助高栓施擰，1臺(tái)數(shù)顯扳手對(duì)終擰的高栓進(jìn)行扭矩檢測(cè)。在鋼橫梁上完成高栓的穿栓工作，先進(jìn)行中段鋼橫梁中央隔板的高栓施擰施工，在鋼橫梁錨桿張拉完成后，再進(jìn)行剩余高栓的施擰。由于高栓數(shù)量較多，為避免出現(xiàn)漏擰和重復(fù)施擰現(xiàn)象發(fā)生，高栓初擰后，在高栓上用紅色記號(hào)筆做標(biāo)記，高栓終擰后用綠色記號(hào)筆做標(biāo)記。高栓終擰完成后，可通過(guò)觀察終擰標(biāo)記的方向，判斷出高栓是否終擰到位或發(fā)生超擰現(xiàn)象。對(duì)于欠擰的高栓，終擰電動(dòng)扳手進(jìn)行補(bǔ)擰，而對(duì)于超擰的高栓，需更換高栓重新施擰。高栓施擰完成后，利用數(shù)顯檢測(cè)扳手對(duì)終擰高栓扭力值進(jìn)行檢測(cè)。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章從經(jīng)濟(jì)、安全和質(zhì)量三個(gè)方面對(duì)鋼橫梁安裝工藝進(jìn)行了深入調(diào)研和分析，并對(duì)三種方案進(jìn)行比較和深入剖析，最終采用塔吊+型鋼托架+三向千斤頂調(diào)位系統(tǒng)+型鋼與鋼絲繩軟硬結(jié)合防傾覆系統(tǒng)的鋼橫梁安裝方案，安裝時(shí)先邊段，再兩個(gè)中段，最后邊段，保證了安裝空間、降低了安裝風(fēng)險(xiǎn)、提高了安裝安全性（邊段可近塔固定），使安裝精度達(dá)到了相對(duì)高差不超過(guò)2mm、平面偏位不超過(guò)監(jiān)控值±5mm的要求，也將索塔首創(chuàng)的拉索錨固體系-集聚錨鋼橫梁在斜拉橋中的應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。