南京長(zhǎng)江第四大橋南邊跨鋼箱梁安裝施工

俞沛然

中交第二航務(wù)工程局第四工程有限公司 安徽省蕪湖市 241000

摘要：南京長(zhǎng)江第四大橋鋼箱梁吊裝標(biāo)志著上結(jié)構(gòu)施工進(jìn)入了最后的沖刺階段，由于全橋鋼箱梁共劃分了9種類型，且南邊跨有4種不同類型的鋼箱梁，施工要求高、難度大，本文重點(diǎn)介紹了南邊跨鋼箱梁的各種安裝施工工藝。

關(guān)鍵詞：懸索橋；邊跨；鋼箱梁；吊裝

一.工程概況

南京四橋主橋主跨為1418米，是國(guó)內(nèi)首座主跨超千米的雙塔三跨懸索橋，在世界同類型橋梁中位居第三，橋跨布置為（166+410.2）+1418+（363.4+118.4）=2476m。加勁梁為全焊扁平流線型封閉鋼箱梁，全長(zhǎng)2189.6m，共劃分為9種類型，144個(gè)制造梁段（吊裝梁段142個(gè)），其中南邊跨標(biāo)準(zhǔn)梁段21個(gè)，特殊梁段3個(gè)，最大節(jié)段重約251.44t。

二.總體方案

南京四橋南邊跨鋼箱梁共劃分為24片梁，其型號(hào)有B（S1～S21）、E（S0號(hào)）、H（S22）和I（S23）共4種。其吊裝過(guò)程分為以下三個(gè)基本步驟：（1）塔區(qū)S0號(hào)端梁（E梁段）和過(guò)渡墩的S23號(hào)端梁（I梁段）安裝；（2）淺（無(wú)）水區(qū)S10至S22共13塊鋼箱梁的存梁和吊梁；（3）深水區(qū)S1至S9共9塊鋼箱梁安裝。

三.吊裝設(shè)備

纜載吊機(jī)利用兩根裝有索夾的主纜做運(yùn)行軌道，以主纜索夾為承載支點(diǎn)，由兩根箱形端梁、一根格構(gòu)式主梁構(gòu)成。起升卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝于主塔下，由導(dǎo)向滑輪引入鋼絲繩與機(jī)上滑車組相連。走行采用置于塔頂卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。

（一）纜載吊機(jī)特點(diǎn)

①采用“四點(diǎn)吊”安裝鋼箱梁，每臺(tái)纜載吊機(jī)采用2臺(tái)提升卷?yè)P(yáng)機(jī)，每個(gè)吊點(diǎn)由一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)控制升降，每臺(tái)纜載吊機(jī)上兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)為二機(jī)合一的操縱臺(tái)，二臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)可同時(shí)動(dòng)作，也可單臺(tái)動(dòng)作，電腦動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)鋼箱梁吊裝過(guò)程及每個(gè)吊點(diǎn)的受力情況，保證了鋼箱梁吊裝平穩(wěn)。

②單個(gè)纜載吊機(jī)重量輕，安裝方便。

③采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升方式，起吊速度快，操作簡(jiǎn)單。

（二）機(jī)構(gòu)組成

纜載吊機(jī)由梁體結(jié)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、索夾跨越系統(tǒng)等組成。

（三）設(shè)備性能

單臺(tái)LZQ300型纜載吊機(jī)的起重能力2×150t，提升和下落速度為2/min，提升高度為65m，最大輪壓為17t，行走速度為0.5m/min，最大下滑力為30t。

（四）行走、固定

纜載吊機(jī)在主纜上行走采用“跨步方式”。在塔頂沿縱向各備一臺(tái)牽引能力100kN卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，作為吊機(jī)沿主纜向上行走的動(dòng)力和向下行走的限制裝置，通過(guò)滑輪組、導(dǎo)向滑輪和固定于索夾的鋼絲繩托輥，連接于卷?yè)P(yáng)機(jī)，另一端錨固在行走系統(tǒng)上。

四.南邊跨鋼箱梁安裝工藝

（一）纜載吊機(jī)安裝

當(dāng)主纜索夾安裝部分后，在南過(guò)渡墩處分別采用兩臺(tái)500kN汽車進(jìn)行纜載吊機(jī)的拼裝。根據(jù)汽車吊起重能力，按行走機(jī)構(gòu)、主梁、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、卷?yè)P(yáng)機(jī)順序進(jìn)行安裝

（二）索夾螺桿緊固、檢查

根據(jù)施工監(jiān)控要求，鋼箱梁吊裝前部分索夾螺桿只緊固兩側(cè)螺桿。在鋼箱梁吊裝至相應(yīng)索夾部位前，將未緊固的索夾螺桿軸力施加至設(shè)計(jì)緊固力，已緊固索夾螺桿進(jìn)行軸力檢查、補(bǔ)足。

（三）塔區(qū)無(wú)索梁端吊裝

塔區(qū)無(wú)索梁段E位于南塔下橫梁邊跨側(cè)。由邊跨纜載吊機(jī)起吊E梁段，向中跨蕩移。邊跨鋼箱梁蕩移分別通過(guò)兩臺(tái)100kN卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑輪組牽引纜載吊機(jī)吊具進(jìn)行。

（四）邊跨存梁施工

由于南、北邊跨部分區(qū)域處于長(zhǎng)江淺灘及陸地，該位置梁段運(yùn)梁船無(wú)法直接運(yùn)輸?shù)轿唬璨捎脳颉⑵脚_(tái)臨時(shí)存儲(chǔ)，以待纜載吊機(jī)由存梁支架上直接起吊。

①存梁支架施工

為滿足吊裝時(shí)運(yùn)輸鋼箱梁船舶吃水和存梁要求，結(jié)合南北橋位處地形、水文情況，南岸設(shè)置158m棧橋支架和58m地基基礎(chǔ)，棧橋前端距南塔約141m。

②梁端存梁

根據(jù)南邊跨地形及棧橋、平臺(tái)布置，南邊跨鋼箱梁存梁梁段有14個(gè)梁段（SA9～SA22）。

（1）梁端蕩移

南邊跨鋼箱梁分別由纜載吊機(jī)在S8#索夾位置進(jìn)行起吊、蕩移至棧橋船臺(tái)小車上。南側(cè)鋼箱梁蕩移角度分別為6.6°，鋼箱梁重251.4t，蕩移力分別為29.1t。

（2）梁端移位、存儲(chǔ)

鋼箱梁移位采用四臺(tái)1000kN自動(dòng)船臺(tái)小車（聯(lián)動(dòng)作業(yè)）進(jìn)行。鋼箱梁平移到位后，利用船臺(tái)小車的千斤頂將梁頂起，將鋼箱梁落至臨時(shí)支撐點(diǎn)的鋼支墩上，使荷載由支墩承擔(dān)，然后移開(kāi)船臺(tái)小車，繼續(xù)梁段的蕩移和存梁。

（五）梁端安裝

端梁處主纜與梁面凈空距離較短，采用蕩移法吊裝水平移動(dòng)距離較短，纜載吊機(jī)傾角和水平蕩移力較大，故在吊索S22、S23中間位置安裝臨時(shí)索夾，纜載吊機(jī)定位于臨時(shí)索夾，在起吊階段將端梁向江測(cè)牽引過(guò)安裝支架頂部，再將端梁向岸側(cè)牽引至設(shè)計(jì)安裝位置，一次起吊兩次蕩移的方法將端梁安裝到位。端梁吊裝到位后進(jìn)行臨時(shí)固定，且向岸側(cè)預(yù)偏400mm，以方便邊跨合龍。

①存梁區(qū)梁端吊裝

南邊跨存梁區(qū)梁段支承于棧橋支墩或軌道上，纜載吊機(jī)下放吊具，與梁段臨時(shí)吊點(diǎn)連接，起吊鋼箱梁一定高度后，安裝檢查車軌道和導(dǎo)流板。纜載吊機(jī)提升鋼箱梁，與相對(duì)應(yīng)吊索連接。

端梁前H梁段（SA22）梁段與吊索連接后，在S21#索夾上與鋼箱梁塔側(cè)臨時(shí)吊點(diǎn)間臨時(shí)吊掛，保證H梁段平衡。待吊裝SA21與H梁段臨時(shí)連接后，解除臨時(shí)吊掛。

②深水區(qū)梁端吊裝

深水區(qū)標(biāo)準(zhǔn)梁段主要包括SA2～SA8共計(jì)7個(gè)節(jié)段，該區(qū)域梁段直接采用纜載吊機(jī)垂直吊裝。

③端梁過(guò)渡墩前安裝

端梁運(yùn)至過(guò)渡墩前，通過(guò)纜載吊機(jī)進(jìn)行蕩移安裝至端梁支架上。端梁塔側(cè)和錨側(cè)蕩移角度分別為24°和20°，蕩移力分別為64.6t和52.8t。如圖所示：

圖 端梁過(guò)渡墩前分級(jí)蕩移施工

④邊跨合龍段吊裝

中跨梁段合龍后，進(jìn)行邊跨梁段合龍，施工步驟為：（1）纜載吊機(jī)位于S2#索夾位置，SA2梁段運(yùn)輸、定位；（2）計(jì)算合龍口距離，確定是否需要通過(guò)引橋橋面100kN卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引邊跨已安裝梁段（除端梁外）向岸側(cè)水平牽引，保證合龍口距離（南邊跨蕩移力分別為10.6t/10cm）；（3）纜載吊機(jī)提升SA2梁段，與SA1匹配件臨時(shí)連接；（4）解除邊跨已吊裝梁段向岸側(cè)的牽引，將SA2梁段與SA3匹配件臨時(shí)連接，梁段合龍完畢。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)南京四橋南邊跨鋼箱梁存梁支架搭設(shè)、存梁棧橋施工、纜載吊機(jī)垂直提梁和蕩移存梁、船臺(tái)小車運(yùn)梁、以及過(guò)渡墩墩頂分級(jí)蕩移等方案實(shí)施，有效控制箱梁安裝的精度和速度，為后續(xù)其他類似橋梁箱梁安裝施工提供借鑒。

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