寧安鐵路安慶長(zhǎng)江大橋三桁鋼桁梁架設(shè)施工技術(shù)

張劍嘯

(中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，南京 210031)

1 工程概況

寧安鐵路安慶長(zhǎng)江大橋主橋采用(102.29+188.5+580+217.5+159.5+117.3)m兩塔鋼桁斜拉橋方案，全長(zhǎng)1 365.09 m。主橋?yàn)槿臁癗”字形平行桁式鋼桁梁，桁間距2×14 m，節(jié)間長(zhǎng)14.5 m，桁高15 m，全橋鋼梁共94個(gè)節(jié)間。主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔頂高程+204.00 m，塔底高程-6.00 m，斜拉索為空間三索面，主塔兩側(cè)各18對(duì)索，全橋216根斜拉索。主橋立面布置見(jiàn)圖1。

2 總體施工方案

2.1 鋼梁桿件運(yùn)輸

全橋斜拉橋鋼桁梁采用散裝法架設(shè)。單根鋼梁桿件在工廠加工，水運(yùn)至碼頭，先起吊上岸，運(yùn)輸至預(yù)拼場(chǎng)進(jìn)行預(yù)拼，根據(jù)架設(shè)進(jìn)度安排，再經(jīng)碼頭下河運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)。安慶側(cè)設(shè)起重碼頭，所有鋼梁桿件采用碼頭上1 200 kN桅桿吊機(jī)上岸和下河;池州側(cè)采用1 500 kN浮吊起吊鋼梁桿件上岸和下河，超過(guò)700 kN重桿件不進(jìn)預(yù)拼場(chǎng)，直接存放在施工碼頭上。

2.2 提升站設(shè)置

圖1 主橋立面布置(單位:m)

由于通航限制，池州側(cè)鋼梁通過(guò)提升站提升至鋼梁下弦橋面，再由運(yùn)梁車通過(guò)運(yùn)梁軌道運(yùn)至待架處。提升站設(shè)在從3號(hào)墩中心往主跨方向的第4個(gè)節(jié)間(E23～E24)，布置在下游線的上弦。鋼梁上弦桿頂面布置橫橋向鋼墊梁，在鋼墊梁上安裝縱向走行軌道，在軌道上安裝門吊，門吊可沿橋軸向移動(dòng)，在門吊主梁上安裝橫向軌道，天車可在主梁上橫向移動(dòng)。提升站處橋面板后安裝，以便桿件起吊時(shí)通過(guò)。提升站吊鉤從未安裝橋面板的鋼桁內(nèi)下放，并起吊下方運(yùn)輸船上的鋼梁桿件至運(yùn)梁臺(tái)車上，最后通過(guò)運(yùn)梁臺(tái)車將桿件運(yùn)至待架地點(diǎn)。提升站立面布置見(jiàn)圖2，提升站鋼梁上平面布置見(jiàn)圖3，提升站鋼梁下平面布置見(jiàn)圖4。

圖2 提升站立面布置

圖3 提升站鋼梁上平面布置

2.3 鋼梁架設(shè)方案

全橋鋼桁梁分有索區(qū)和無(wú)索區(qū)。

有索區(qū)鋼梁采用梁頂700 kN架梁吊機(jī)對(duì)稱懸臂方法架設(shè)。安慶側(cè)有索區(qū)鋼梁桿件預(yù)拼后，下河，直接運(yùn)至700 kN架梁吊機(jī)下方，起吊安裝。池州側(cè)有索區(qū)鋼梁桿件預(yù)拼后，下河，運(yùn)至設(shè)在3號(hào)墩附近的提升站下，通過(guò)提升站提升到下弦橋面，再通過(guò)運(yùn)梁車，縱向運(yùn)輸至待架處，700 kN架梁吊機(jī)起吊安裝。

圖4 提升站鋼梁下平面布置

安慶側(cè)無(wú)索區(qū)鋼梁采用2 000 kN浮吊架設(shè)。其中6號(hào)～7號(hào)墩間8個(gè)節(jié)間鋼梁在滿布膺架上安裝，6號(hào)～5號(hào)墩間4個(gè)節(jié)間鋼梁懸臂安裝。上游側(cè)鋼梁由運(yùn)梁車從預(yù)拼場(chǎng)通過(guò)上游棧橋直接運(yùn)至待架位置，浮吊起吊架設(shè);下游側(cè)鋼梁由運(yùn)梁車從預(yù)拼場(chǎng)通過(guò)上游棧橋運(yùn)至碼頭，利用1 200 kN碼頭桅桿吊機(jī)起吊至鐵駁船上，再運(yùn)至鋼梁待架位置，利用浮吊起吊架設(shè)。安慶側(cè)無(wú)索區(qū)鋼梁架設(shè)見(jiàn)圖5。

圖5 安慶側(cè)無(wú)索區(qū)鋼梁架設(shè)

主塔3號(hào)、4號(hào)墩墩頂4個(gè)節(jié)間鋼梁采用浮吊在墩旁托架上拼裝。墩旁托架由鋼管支墩和滑道梁組成，滑道梁采用鋼箱梁，頂面設(shè)置縱向滑道。3號(hào)、4號(hào)墩墩旁托架布置見(jiàn)圖6。

圖63 號(hào)、4號(hào)墩墩旁托架布置(單位:mm)

3 詳細(xì)施工步驟及方法

3.1 無(wú)索區(qū)鋼梁的架設(shè)

(1)安裝膺架，共設(shè)置P1號(hào)～P7號(hào)7個(gè)臨時(shí)支墩，6號(hào)墩墩頂每桁布置4臺(tái)6 000 kN豎向千斤頂，4臺(tái)2 500 kN縱移及4臺(tái)2 500 kN橫移千斤頂，7號(hào)墩墩頂每桁布置2臺(tái)6 000 kN豎向千斤頂。見(jiàn)圖7。

圖7 無(wú)索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟一

(2)將E93-E94，E92-E93下游側(cè)鋼梁通過(guò)運(yùn)梁車運(yùn)至碼頭，利用1 200 kN碼頭桅桿吊機(jī)吊至鐵駁船上，再運(yùn)至鋼梁待架位置，利用2 000 kN浮吊拼裝。無(wú)索區(qū)鋼梁桿件拼裝順序?yàn)?下弦桿→橋面板→豎桿→斜桿→上弦桿→橫聯(lián)→上平聯(lián)。見(jiàn)圖8。

(3)上游側(cè)鋼梁桿件通過(guò)運(yùn)梁車直接運(yùn)至鋼梁待架位置處棧橋上，2 000 kN浮吊移到棧橋上游，起吊桿件，拼裝E89～E94上游側(cè)5個(gè)節(jié)間鋼梁。見(jiàn)圖9。

(4)按步驟二和步驟三，依次按如下順序架設(shè)無(wú)索區(qū)鋼桁梁:下游側(cè)E87～E92五個(gè)節(jié)間→上游側(cè)E86～E89三個(gè)節(jié)間→下游側(cè)E85～E87兩個(gè)節(jié)間→上游側(cè)E84～E86兩個(gè)節(jié)間→下游側(cè)E83～E85兩個(gè)節(jié)間→上游側(cè)最后兩個(gè)節(jié)間E82～E84→下游側(cè)最后1個(gè)節(jié)間E82～E83。

圖8 無(wú)索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟二

圖9 無(wú)索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟三

3.2 有索區(qū)鋼梁的架設(shè)

3號(hào)、4號(hào)墩主墩頂4個(gè)節(jié)間鋼梁采用浮吊在墩旁托架上安裝。墩旁托架由鋼管支墩和滑道梁組成，鋼管支墩采用φ1.4 m，壁厚為22 mm鋼管;滑道梁采用高度1.4 m，寬1.56 m鋼箱梁，頂面設(shè)置縱向滑道。受塔柱位置影響，墩頂中央的2個(gè)鋼梁節(jié)間難以利用浮吊原位吊裝，需要在塔柱范圍以外的托架上拼裝成整節(jié)間，再利用滑道縱向滑移就位，最后起頂鋼梁，拆除滑塊落梁就位。墩頂4個(gè)節(jié)間鋼梁安裝后，利用浮吊在鋼梁上進(jìn)行架梁吊機(jī)安裝，然后利用架梁吊機(jī)對(duì)稱懸臂安裝鋼梁桿件，每安裝完1個(gè)節(jié)間，架梁吊機(jī)前移1次。墩頂對(duì)稱懸拼4個(gè)半節(jié)間后掛設(shè)1號(hào)斜拉索。

具體施工步驟如下(以3號(hào)墩為例)。

(1)墩旁托架及托架頂滑道梁安裝，利用2 500 kN浮吊在池州側(cè)托架上拼裝E20E21節(jié)間鋼梁，拼裝完成后利用鋼絞線牽引向安慶方向縱移1個(gè)節(jié)間14.5 m。見(jiàn)圖10。

圖10 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟一

(2)浮吊在池州側(cè)托架上繼續(xù)拼裝E19E20節(jié)間鋼梁，拼裝完成后，將鋼梁整體繼續(xù)向安慶方向縱移14.5 m。見(jiàn)圖11。

圖11 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟二

(3)浮吊在池州側(cè)架設(shè)E18E19節(jié)間鋼梁。見(jiàn)圖12。

圖12 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟三

(4)浮吊移到主航道側(cè)，在安慶側(cè)托架上架設(shè)E21E22鋼梁。千斤頂起頂，撤除中間節(jié)點(diǎn)滑座及中間部分滑道，鋼梁臨時(shí)抄墊，安裝鋼梁永久支座，千斤頂落頂，中間節(jié)點(diǎn)桁梁落于永久支座上，其余節(jié)點(diǎn)臨時(shí)抄墊，撤除千斤頂。見(jiàn)圖13。

圖13 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟四

(5)安裝架梁吊機(jī)，除提升站處后安裝的上平聯(lián)桿件外，完成墩頂其余10節(jié)間鋼梁架設(shè)，架梁吊機(jī)走行至圖示位置，掛設(shè)第1層索。此過(guò)程鋼梁直接用駁船運(yùn)至架設(shè)地點(diǎn)，利用架梁吊機(jī)取梁。見(jiàn)圖14。

(6)利用架梁吊機(jī)逐步架設(shè)鋼梁，完成12個(gè)節(jié)間鋼梁架設(shè)，并掛設(shè)完第2層斜拉索，安裝提升站。提升站安裝完畢后吊機(jī)前移，掛設(shè)第3層斜拉索，后續(xù)鋼梁由提升站豎直起吊，運(yùn)梁臺(tái)車縱向運(yùn)輸鋼梁至待架位置，由架梁吊機(jī)完成架設(shè)，直至中跨合龍。見(jiàn)圖15。

圖14 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟五

圖15 有索區(qū)鋼梁架設(shè)施工步驟六

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，斜拉橋鋼桁梁無(wú)索區(qū)和有索區(qū)分別采用膺架法和架梁吊機(jī)懸臂架設(shè)，并通過(guò)設(shè)置提升站，解決3號(hào)墩通航河道及岸上鋼桁梁的取梁?jiǎn)栴}是可行的。這一方案的運(yùn)用大大簡(jiǎn)化了鋼梁的運(yùn)輸工作，節(jié)約了工期及成本，保證了鋼梁的安裝質(zhì)量，為類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

［1]中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司.南京至安慶城際鐵路安慶長(zhǎng)江大橋施工圖設(shè)計(jì)［Z].武漢:中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，2009.

［2]中鐵大橋局集團(tuán)有限公司.寧安城際鐵路安慶長(zhǎng)江大橋施工組織設(shè)計(jì)［Z].武漢:中鐵大橋局集團(tuán)有限公司，2009.

［3]TB10203—2002 鐵路橋涵施工規(guī)范［S].北京:中國(guó)鐵道出版社，2002.

［4]TB10415—2003 鐵路橋涵工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S].北京:中國(guó)鐵道出版社，2003.

［5]張紅心.武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋3號(hào)主塔墩墩頂4節(jié)間鋼桁梁拖拉架設(shè)施工［J].橋梁建設(shè)，2008(3):5-7.

［6]蔣本俊.武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋斜拉橋主塔施工技術(shù)［J].橋梁建設(shè)，2008(4):10-14.

［7]王東輝.京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋主跨鋼梁架設(shè)方案比選［J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009(11):59-61.

［8]高宗余.鄭州黃河公鐵兩用橋技術(shù)創(chuàng)新［J].橋梁建設(shè)，2010(5):3-6.

［9]熊邵輝.馬嶺河斜拉橋塔梁同步施工可行性研究［J].四川建設(shè)，2010(1):174-176.

［10]潘從貴.二七橋墩頂三節(jié)間鋼梁架設(shè)方案［J].黑龍江科技信息，2011(4):275-276.

［11]林世發(fā).武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋鋼梁散拼節(jié)段與整節(jié)段匹配測(cè)量技術(shù)［J].橋梁建設(shè)，2008(2):1-4.

［12]徐燁.天興洲長(zhǎng)江大橋鋼桁梁預(yù)拼技術(shù)研究［J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009(3):37-40.