尹小峰，李志浩，張曉

（山東宇通路橋集團有限公司，山東 廣饒 257300）

0 引言

當前國內(nèi)斜拉橋主要遵循鋼箱梁節(jié)段拼裝設計理念，按照鋼箱梁結(jié)構或鋼筋混凝土結(jié)構設計斜拉橋，將預制場預制好的節(jié)段梁運輸至施工現(xiàn)場通過橋面懸拼吊機吊裝就位，懸拼吊機主要借助橋面鋼箱梁設置錨固點與起吊點，考慮到橋面板通常為鋼結(jié)構，錨固點與吊點設置較為便捷，故該吊裝工藝應用較為廣泛。對于純鋼混結(jié)構連續(xù)剛構梁橋預制節(jié)段的拼裝主要受到吊點設置、吊機錨固、梁段長度、節(jié)段種類等限制，大多選用貝雷拼裝吊機。該形式吊機機身笨重、吊機剛度有效利用程度不高、操作難度大、安全性沒法保證、工效低下。為此，必須結(jié)合橋梁施工實際，積極探索節(jié)段梁懸拼橋面吊機應用的可行方案，并逐漸取代貝雷拼裝吊機，提高施工質(zhì)量和安全。

1 工程概況

某高速公路特大橋采用雙塔雙索面鋼筋混凝土疊合梁斜拉橋設計形式，跨徑為（54+71+360+71+54）m，邊跨為預應力鋼混T形梁，中跨為鋼梁框架、混凝土橋面疊合梁，橋面寬28m，斜拉索橫向索距27m。中跨疊合梁梁段分為A 段、B 段和C 段，其中A 梁段長12m，為鋼混結(jié)構設計，在0#塊混凝土梁內(nèi)錨固長3m，故外露段長9m；B梁段單節(jié)段長12m，為標準節(jié)段設計，單岸共設置13 個節(jié)段，依次標號B1～B13；C 梁段長8m，屬于合龍段。

疊合梁框架為“上”字形邊主梁、橫梁與小縱梁的組合結(jié)構，各標段梁框均由兩條邊主梁、3 條橫梁、9 條小縱梁組成，并通過摩擦型高強螺栓連接后形成牢固的框架結(jié)構。每個標準節(jié)段均包含12 塊面板，且面板均提前預制，吊裝至鋼梁框架后設置濕接縫，并將其與頂面剪力釘連接，形成橋面板和框架疊合梁，其中最左側(cè)為疊合梁，最右側(cè)為框架，中間段為濕接縫澆筑前的情況，疊合梁B 梁段單片邊主梁、單片橫梁、單片小縱梁、單塊橋面板設計吊重分別為28.97t、16.81t、0.78t、16.25t。結(jié)合橋梁工程實際特征，采用先邊跨主梁混凝土現(xiàn)澆施工，再從邊跨梁頂將鋼梁運輸至中跨散拼施工的次序。

2 施工方案

2.1 方案比選

結(jié)合橋梁施工條件，可以選擇的施工方案包括繩索吊、履帶吊、全回轉(zhuǎn)吊機及掛籃橋面吊機等，幾種方案的比較見表1。

表1 節(jié)段梁懸拼施工方案比較

經(jīng)過對四種施工技術安全性、可操作性、經(jīng)濟性及工效等方面的綜合比較，最終選擇方案四，即箱形梁橋面吊機懸拼施工方案。

2.2 方案實施難點

橋面吊機主桁上增設起吊系統(tǒng)，從吊機尾部開始喂梁、起吊并吊裝至前端后安裝，以實現(xiàn)起吊系統(tǒng)前后、左右行走?？紤]到喂梁的方便性，設置2 片主桁，為盡可能減小天車承重梁跨徑，按照21m 確定2 片主桁橫向中心距，從而在主桁左右幅分別預留出9m 的操作空間。主桁必須設置在該橋梁斜拉索中心距范圍內(nèi)，而左右主梁橫向中心距與斜拉索中心距相同，所以天車橫向走行距離必然減小，無法一次性將邊主梁吊裝就位[1]。

為此，在吊機上設置調(diào)節(jié)系統(tǒng)以保證邊主梁橫向就位。具體而言，先借助天車將邊主梁吊放于調(diào)節(jié)系統(tǒng)上，借助調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位移使邊主梁橫移至斜拉索中心；為確保邊主梁能精確就位，所使用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)具備橫、縱、豎三向位移功能。以吊機前后橫梁為移動軌道，使調(diào)節(jié)架縱梁橫向滑動于軌道之上；以調(diào)節(jié)架整體結(jié)構為軌道，使架體上部縱向移動于軌道上；將千斤頂設置在調(diào)節(jié)架前后，對邊主梁實施豎向調(diào)節(jié)。

3 橋面吊機選用

本橋梁工程使用TJ-160 型箱形梁懸拼吊機進行節(jié)段梁吊裝，該吊機機架包括上下主梁、上下橫梁、前中后斜桿、卷揚機平臺等桿件，以上桿件也是承受起重機荷載的主體結(jié)構[2]，其上安裝天車系統(tǒng)和卷揚機。吊機技術參數(shù)詳見表2。

表2 TJ-160型箱形梁懸拼吊機技術參數(shù)

該吊機走行系統(tǒng)由前后滑靴、頂升支腿、行走油缸及軌道等組成，其前后滑靴均連接支座，步履式行走，油缸系統(tǒng)設計行程60cm。JM2×115kN 型卷揚機單根繩索拉力250kN，設計出繩速度為12m/min，直徑?70cm 卷筒長60cm，抗扭型鋼絲繩直徑?28mm，可有效避免高空吊鉤組打轉(zhuǎn)；卷揚機可容納長度260m 的繩索；ZQ-75型減速器功率45kW。

天車系統(tǒng)包括導向輪、橫梁、定滑輪組輪箱等三大子系統(tǒng)，以型鋼和鋼板為主要材料。天車主要借助上主梁所固定的設計行程120cm 的縱移油缸實現(xiàn)移動，并借助橫梁系統(tǒng)上所固定的設計行程20cm 的橫移油缸調(diào)節(jié)輪箱橫向位置。將4個臨時吊點孔增設在該橋面吊機天車橫梁系統(tǒng)上，待梁段提升到位后，將4根精軋螺紋鋼吊桿從橋面吊機天車臨時吊點孔中穿過并與吊具橫向分配梁上吊點孔連接，以便通過精軋螺紋鋼吊桿將梁荷載直接傳遞至天車系統(tǒng)，防止卷揚機長期受力。值得注意的是，應使用雙螺母精軋螺紋鋼，且螺母外露出的螺紋鋼長度在4cm以上。

旋轉(zhuǎn)吊鉤組則包括吊桿系統(tǒng)和滑輪組輪箱。在栓接吊桿間增設推力調(diào)心軸承，通過螺母固定吊鉤兩端。考慮到上下橫梁之間未設置鎖定裝置，待起吊梁段按直角旋轉(zhuǎn)后，安裝上下橫梁間的鎖定螺栓，以對吊鉤旋轉(zhuǎn)施加約束，避免梁段在起吊期間自由旋轉(zhuǎn)；待梁段就位后將螺栓拆除。

吊具包括2個轉(zhuǎn)換節(jié)、調(diào)節(jié)塊、橫縱梁、精軋螺紋鋼錨具等組成部分。將行程30cm 橫移油缸設置在橫梁上，分縱梁同時設置設計行程30cm 的縱移油缸，通過橫移及縱移油缸的調(diào)節(jié)便能進行梁段橫縱方向微調(diào)。調(diào)節(jié)絲杠設置于橫梁和調(diào)節(jié)塊間，可對4840～5360mm間的橫向吊點間距進行調(diào)節(jié)。

4 節(jié)段梁懸拼施工

該橋梁三跨一聯(lián)連續(xù)梁由0#塊、懸拼節(jié)段梁、濕接縫、邊跨現(xiàn)拼段等組成。在懸拼施工時以0#塊為基準段，將TJ-160 型箱形梁懸拼吊機安裝其上，用于節(jié)段梁吊裝及拼接縫、預應力施工。通過懸臂拼裝方式進行節(jié)段梁吊裝施工，結(jié)合節(jié)段梁設計尺寸、重量、斷面形狀及施工荷載，確定使用單機重量70t 的TJ-160型吊機。

4.1 0#塊澆筑

結(jié)束墩身澆筑后進行墩頂0#塊現(xiàn)澆支架搭設并澆筑0#塊，完成后將墩頂支架全部拆除，并通過體系轉(zhuǎn)換將墩頂0#塊支撐于鋼管混凝土結(jié)構。借助汽車吊進行懸拼吊機安裝，檢查完安裝效果后進行載荷試驗。在吊裝孔位設置吊機支腿位置，鋼絲繩由卷揚機帶動后再通過吊裝扁擔吊起節(jié)段梁。

4.2 1#節(jié)段吊裝

4.2.1 架設1#節(jié)段梁

通過兩臺起重天車吊起1#節(jié)段并吊至與已拼裝梁段同一高度，再通過慢速調(diào)整縱移油缸，使1#節(jié)段梁和墩頂0#塊距離保持在20cm。待1#節(jié)段梁達到穩(wěn)定狀態(tài)后，借助吊具所具備的三向調(diào)整功能調(diào)節(jié)梁段位置。根據(jù)設計要求安裝天車和分配梁輔助吊桿，通過橫梁連接節(jié)段梁左右兩側(cè)吊桿，并將1 個60t 液壓千斤頂設置在橫梁和天車之間。借助千斤頂微調(diào)節(jié)段梁標高及高度偏差，確保節(jié)段梁能夠?qū)ξ痪_。此后，通過以下步驟調(diào)整節(jié)段梁拼裝過程：節(jié)段梁縱向位置通過縱向移動起重小車實現(xiàn)調(diào)節(jié)；節(jié)段梁高度通過起重小車上卷揚機實現(xiàn)調(diào)整；節(jié)段梁橫向位置調(diào)節(jié)通過微調(diào)起重小車上橫向千斤頂實現(xiàn)；節(jié)段梁橫縱向傾角通過調(diào)節(jié)吊具上千斤頂實現(xiàn)。

4.2.2 安裝1#勁性骨架

通過20cm 寬的濕接縫連接墩頂0#塊和預制梁。具體而言，先通過懸拼吊機進行1#節(jié)段對稱吊裝，將1#節(jié)段移動就位后進行鋼楔塊安裝，并借助三向調(diào)節(jié)裝置調(diào)整1#節(jié)段空位，通過焊接勁性骨架鎖定梁段。將四道勁性骨架設置在墩頂0#塊和1#節(jié)段之間，并在具體施工過程中將6根長0.45m的Φ25mm型鋼筋預埋于單道勁性骨架上，埋入段和外露段分別長0.35m 和0.1m。在預埋鋼筋上部增設長×寬×厚為0.5m×0.5m×0.02m 的鋼板，鋼板與梁端相距0.5m，通過2個M25螺帽連接鋼板和預埋鋼筋。鋼板上設置232b 槽鋼勁性骨架支撐，箱室頂板上部及箱室結(jié)構下部剛性支撐長度分別為2.2m和1.5m。槽鋼和鋼板通過雙側(cè)方式焊接，并在單側(cè)加裝加勁板。

4.3 吊機移位及驗收

將軌道鋪設至下一階段前端頭后將天車退回吊機末端，拆除錨固連接并啟動走行頂推，在走行油缸伸縮作用的帶動下油缸兩端同步頂出50cm，將油缸反力座銷軸解除后油缸縮回50cm。通過以上操作的重復進行，吊機便移位至下一節(jié)段，錨固橋面吊，架設下一節(jié)段梁，并對稱起吊[3]。

將懸拼吊機移位至下一節(jié)段后，在起吊前必須按照以下方面檢查驗收：箱室節(jié)段梁及實心節(jié)段梁橫向間距分別控制在498.4cm 和510cm，且與梁端距離均為50cm；后錨點必須為4 根型號?40mm 的PSB-930 精軋螺紋鋼；后錨點外露絲桿長度至少為3絲。剩余節(jié)段梁架設步驟完全一致，邊跨懸拼吊機的拆除通過汽車吊完成。

4.4 節(jié)段梁黏結(jié)固化

待完成預制節(jié)段梁拼裝后使其脫開梁體，向外側(cè)平移0.6m，為涂膠施工及臨時預應力張拉預留空間。所涂黏結(jié)劑完全固化后張拉預應力束，并對真空管道實施壓漿處理，啟動天車后兩側(cè)同步松鉤。

4.5 邊跨現(xiàn)拼段拼裝

在標準節(jié)段吊裝施工期間穿插搭設邊跨拼裝支架，邊跨現(xiàn)澆段底部鋼管支撐架通過汽車吊吊裝。在邊跨現(xiàn)澆段鋼管柱支架施工時，部分支架基礎落在承臺結(jié)構上，其余部分支架基礎則通過碎石分層回填，并澆筑混凝土。借助汽車吊將邊跨過渡段吊裝至拼裝支架，并采用預制拼裝、黏結(jié)劑涂抹、臨時及正式預應力張拉等工藝展開邊跨支架現(xiàn)拼段和過渡段膠結(jié)施工。

5 結(jié)語

該高速公路雙塔雙索面鋼筋混凝土疊合梁斜拉橋所采用的TJ-160 型箱形梁懸拼吊機成功解決了鋼筋混凝土連續(xù)梁橋塊段拼裝過程中吊裝復雜、工效低、安全性無保證等問題，所用吊機對于梁段重量150t 以內(nèi)、梁段長度5.0m 以內(nèi)所有混凝土梁段吊裝施工均較為適用；吊機可借助梁段結(jié)構自身豎向預應力實現(xiàn)自錨固，并能走行于已拼裝好的梁段上，吊機在橋面上位置及節(jié)段梁吊裝標高等調(diào)整精確，有效保證了節(jié)段梁吊裝就位的精度；大大減輕了勞動強度，簡化了吊裝操作，可為類似工程提供參考。