北盤江大橋鋼桁梁安裝方法

摘要：北盤江大橋全長1020米，主橋為636米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋，其作為山區建設的大跨度橋梁，鋼桁梁的安裝有很高的研究價值。

關鍵詞：懸索橋；鋼桁梁；安裝；方法

0 引言

改革開放30年，中國的經濟取得了前所未有的發展，西部大開發戰略的實施，西部地區經濟迎來了發展的黃金時期，各種基礎設施陸續開工、建成，高速公路作為推動社會經濟快速發展的重要設施得到了快速的發展，一條條高速公路立案上馬，隨之山區大跨度橋梁建設越來越多，山區建設橋梁的經驗顯得尤為寶貴。

1 工程概況

北盤江大橋的主橋為636米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋，東岸為4×45米的簡支T梁，西岸為3×45米連續預應力箱梁。大橋起止樁號K64+389.5～K65+409.5，全橋長1020米。其主梁由主桁、橫梁、橋面板和上、下平面縱向聯系等組成，桁高5.0m，桁寬28.0m。加勁梁通過吊索與主纜相連，吊索標準間距為7m，吊索錨于主桁上弦節點錨箱上。全橋鋼桁梁分4種吊裝節段，吊裝節段長度分別為13.46m、14.00m、14.00m、19.08m（跨中節段），共45個吊裝節段、最大吊裝重量為135噸。

2 鋼桁梁安裝總體施工方案

北盤江大橋作為山區大跨度橋梁，建設時從適用、安全、經濟、和諧、美觀等多方面進行評估和認證，考慮到當地的運輸條件主梁采用鋼桁梁；施工時結合工地現場實際，考慮施工難度、工程進度等因素，經過施工方案比選，決定采用纜索吊裝安裝。先將鋼桁梁分節段在兩岸路基上進行拼裝，拼完后用龍門吊和運梁平車轉運到主塔前端的起吊平臺，通過纜索吊裝系統逐節起吊，從中跨向兩邊對稱安裝，鋼桁節段間先采用上弦固定鉸連接，待所有鋼桁節段及橋面板單元吊裝、安裝完畢，對全橋進行二恒等代加載，使之線形與設計線形一致后，再連接下弦和上、下平聯及焊接橋面板。

3 準備工作

3.1 纜索吊裝系統安裝

纜索吊裝系統由承重索、起重索、牽引索、支索器、跑車、起重吊架、起重及牽引卷揚機、索鞍、錨墩等組成。主承重索經過受力計算采用φ52的鋼絲繩，單側12線，利用架設貓道的先導索進行架設，鋼絲繩繞過錨墩上的轉向平衡輪組成循環主索。完成主索架設及滑輪穿索后，利用塔吊輔助安裝跑車，待跑車安裝完畢，再用先導索牽引跑車往返移動一個來回，即可完成牽引索、起重索、支索器和支索器連接鋼絲繩的安裝。

3.2 場地的布置

拼裝場：跨中節段由于比較長，不便于運輸，其拼裝場設在西岸主塔前端的場地上，拼好后直接起吊安裝，其它節段拼裝場設在東、西兩岸橋頭的路基上，場內分別設置4個標準節段拼裝臺座和一條騎車運輸通道，以便于桿件的轉運和安裝。每一拼裝場的配套起重設備為2臺80噸龍門吊和2臺5噸龍門吊，跨徑均21m，大門吊除了提升整個桁架節段移動外，還兼顧一個臺座拼裝過程中的桿件提升，小龍門吊只負責當個臺座桿件在拼裝過程中的提升。

堆放場：兩岸鋼桁節段堆放場均設在拼裝場的前端，待節段拼好后用兩臺80噸的龍門吊移到堆放場上。東岸桿件堆放場由于受到場地限制設在路基左側的棄土場上，西岸桿件堆放場直接設在拼裝場后端的路基上，場內用20t的汽車吊作為桿件存放工具，鋼桁的構件根據構件編號分別堆放。

4 鋼桁梁安裝

4.1 鋼桁梁構件的檢驗

鋼桁梁桿件進場都是要經過工廠加工好后用車輛轉運到場的，制作誤差或轉運變形都會對拼裝質量造成影響，所以每批桿件進場都要有質檢人員，結合圖紙提供的桿件和節點板的詳細尺寸，根據《鋼結構工程施工質量驗收規范》對進場構件的幾何尺寸進行抽樣檢查和復核。

4.2 鋼桁梁的拼裝

4.2.1桿件拼裝

鋼桁梁的拼裝在路基上的拼裝臺座進行，由于路基場地狹小，沒有試拼條件，鋼桁梁的拼裝質量控制尤為重要。拼裝時按：下弦桿及下平聯→腹桿→上弦桿及橫梁→上平聯的順序進行，先用沖釘及普通螺栓對各節點、桿件進行定位（沖釘及螺栓數量不得少于節點螺栓孔數的1/3），形成框架后，對整個桁架外形及幾何尺寸進行檢驗，若桁架的空間尺寸不符合規定要求，須進行局部的調整，滿足要求后，再進行桁架的安裝。

4.2.2 高強螺栓施工

鋼桁節段空間尺寸檢查完畢，確定滿足要求后，可進行高強螺栓施工。先檢查高強螺栓的墊圈、螺母安裝正確后，上足每個節點的剩余螺栓孔，并作一般擰緊。然后將這部分高強螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰，完成終擰并檢查合格后，用黃或紅油漆作標記。下一步是更換定位的普通螺栓和沖釘，更換好的高強螺栓按工藝進行初擰和終擰并檢查合格后，同樣用黃或紅油漆作標記。為保證高強螺栓軸力滿足設計要求，電動扳手與控制箱配套使用，并獨立供電和配置穩壓電源，使其與大型機具電源分開，確保電動扳手輸出扭矩的準確性，且每天上、下班都對電動扭力扳手進行標定。終擰的高強螺栓在抽檢中不符合要求的立即更換，嚴格按高強螺栓施工規范執行。

4.3 鋼桁梁的吊裝、安裝

鋼桁梁的吊裝采用纜索吊，由于纜索吊裝系統的主承重索的間距不足28m，且引道路基的寬度也不足28m，因此鋼桁梁按安裝方向旋轉90°在路基上進行拼裝，待節段拼裝好后，用龍門吊吊上運梁平車，通過軌道運輸，經過錨碇進入引橋，在距主塔30米位置，通過運梁平車上的液壓旋轉裝置將鋼桁梁節段旋轉90°至安裝方向，再次啟動運梁平車進入懸吊工作平臺，進入吊裝工作階段。由于中節段長度為19.08米，比標準節段14.0米長5.08米，即使旋轉90°拼裝后運輸也無法通過吊裝系統的主承重索的邊跨索，因此，中節段在西岸主塔前面進行拼裝，直接進行起吊安裝。

吊裝時，先吊裝跨中M1節段，再對稱吊裝兩邊的M2、M2A節段，當安裝完M2和M2A次端節段后，拆除起吊平臺，M3節段運到引橋索塔端頭后，通過設在引橋后的浪風繩配合纜索吊下放安裝M3端節段。此時，鋼桁梁節段間的連接為上弦固定鉸接，所有荷載由吊索承擔。待安裝好鋼桁梁上盆式橡膠支座后，橋面板分別從1/4和3/4分別向主塔和跨中進行安裝。橋面板安裝完成后，按照二期恒載進行預壓，根據預壓的結果進行橋面的線形調整和鋼桁梁節段間的下弦桿、上下平聯的連接。接著安裝豎向拉壓盆式橡膠支座和橫向抗風支座及阻尼器（注：支座和阻尼器需在全橋荷載全部到位后，并在適宜的溫度下才能固結），鋼桁梁節段安裝完成。

5 結束語

北盤江大橋建設通過在拼裝前對桿件尺寸、型號進行校對，控制臺座和節段幾何尺寸的精度及過程測量等手段，在不具備節段間試拼條件的情況下確保了鋼桁梁拼裝2mm以內的精度要求；經過多種方案比選，大橋采用的跨度為636米的纜索吊裝系統，為國內首次采用600米以上大跨纜索吊裝法進行鋼桁梁及正交異性鋼橋面板整體節段安裝，是一個大膽的創新，施工期間該吊裝系統平均每天可以吊裝3~4個節段，施工進度，施工安全儲備系數上均比其它安裝方案優越，且降低了成本。技術含量高、安裝精度高、施工難度大，吊裝系統最大吊裝能力達160噸，在同類型橋梁中，無論是吊裝跨度還是吊裝重量以及安裝速度，均為國內領先。大橋根據地形地貌所選擇的結構形式及結合現場實際所采取的施工方案，使之成為山區大跨徑橋梁建設的一道亮點，該橋施工引進的新技術、新工藝為山區修建大跨度橋梁積累了寶貴經驗，特別是纜索吊裝法將有很好的推廣前景。

參考文獻

[1]周昌棟,譚永高,宋官保.懸索橋上部結構施工.北京:人民交通出版社,2003

[2]王武勤.大跨度橋梁施工技術.北京:人民交通出版社,2007

作者簡介：石宏偉 (1981-)，男，侗族，貴州黎平人，畢業于西南交通大學，土木工程專業，現就職于貴州省公路橋梁工程總公司。