普立特大橋鋼箱梁架設(shè)纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁法

摘 要：普立特大橋全長(zhǎng)1040米，主橋?yàn)閱慰?28米簡(jiǎn)支鋼箱加勁梁懸索橋，是典型的山區(qū)類(lèi)橋梁。橋位地處云貴高原烏蒙山區(qū)，由于特殊的地理位置和復(fù)雜地形條件使得施工困難很大。中鐵大橋局五公司通過(guò)深入技術(shù)研究，采用“纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁法”順利完成了普立特大橋鋼箱梁架設(shè)。文章簡(jiǎn)要介紹普立特大橋鋼箱梁架設(shè)采用纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁的施工方法。

關(guān)鍵詞：山區(qū)橋梁；鋼箱梁架設(shè)；施工方法；纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁法

1 概述

普宣高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)國(guó)道主干線杭瑞高速公路入滇的首段道路，普立特大橋是普宣高速公路控制性工程，橋跨布置為：4×40m+628m+3×40m+3×40m，主跨為628m簡(jiǎn)支加勁梁懸索橋，主梁采用流線型單箱單室扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)。主纜的橫向間距為26m，矢跨比1/10，全橋共設(shè)51組吊索。橋面為雙向四車(chē)道，縱坡為+1.65%。索塔為門(mén)式框架結(jié)構(gòu)，群樁基礎(chǔ)。懸索橋錨碇普立岸采用巖洞式隧道錨碇，宣威岸采用重力式錨碇；兩岸邊跨引橋上部結(jié)構(gòu)均采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

主橋鋼箱梁節(jié)段劃分考慮吊索受力情況、鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)制造條件、吊裝系統(tǒng)的起重能力等因素，全橋共53節(jié)段，每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)12m，寬28.5m，高3m，重量約為146t。節(jié)段安裝從跨中開(kāi)始逐步對(duì)稱(chēng)向邊跨架設(shè)，成橋之前每個(gè)節(jié)段鋼箱梁由2組吊索共同承重，吊裝完成后，節(jié)段環(huán)焊縫焊接和栓接成橋。

2 項(xiàng)目特點(diǎn)

2.1 地形險(xiǎn)要，地質(zhì)復(fù)雜，施工場(chǎng)地狹窄。橋梁跨越普立大峽谷，深切溝谷兩側(cè)地形陡峭，呈“V”形峽谷，從谷底往上依次形成峽谷、低山、半山、高山等地貌類(lèi)型，區(qū)域內(nèi)地貌特征差異很大。鋼箱梁的制造、運(yùn)輸、吊裝須克服山區(qū)地形條件的不利影響。

2.2 全橋鋼箱梁均在峽谷一側(cè)（宣威岸）組裝制造，梁段需從邊跨運(yùn)至中跨，跨越峽谷并安裝至橋位設(shè)計(jì)位置；鋼箱梁節(jié)段橫向?qū)挾?8.5m，索塔塔肢凈距26m，按設(shè)計(jì)姿態(tài)鋼箱梁不能直接運(yùn)送至中跨安裝位置，需要解決索塔結(jié)構(gòu)限制鋼箱梁運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。

2.3 鋼箱梁節(jié)段吊裝設(shè)備組成復(fù)雜。鋼箱梁節(jié)段從峽谷一側(cè)運(yùn)送至另一側(cè)時(shí)，要求吊裝設(shè)備有特殊的調(diào)節(jié)裝置，保證吊裝的鋼箱梁能夠順利通過(guò)索塔和已安裝的節(jié)段，并在吊重過(guò)程中索塔承受豎向力及水平分力滿足施工監(jiān)控的要求。

3 纜索吊裝系統(tǒng)

纜索吊系統(tǒng)主要由纜索系統(tǒng)（承重索、起重索、牽引索等）、起重系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)、塔頂索鞍、牽引系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。纜索吊機(jī)總布置見(jiàn)圖1。

3.1 纜索系統(tǒng)

承重索采用雙組索，以橋梁軸線對(duì)稱(chēng)布置，每組由8根，全橋共16根？準(zhǔn)62mm鋼絲繩組成；中跨兩組承重索中心間距9m，邊跨成外八字形分別錨固在對(duì)應(yīng)兩岸錨碇的散索鞍支墩上。軸線一側(cè)共布置2根起重索，其中一根起重索一端錨固在一岸（普立岸）預(yù)埋件上，另一端連接對(duì)岸（宣威岸）一臺(tái)起重卷?yè)P(yáng)機(jī)，同側(cè)另一根起重索相同布置，全橋共4根起重索，4臺(tái)動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī)。軸線單側(cè)布置一根牽引索，牽引索在橋軸線一側(cè)成循環(huán)的形式，兩臺(tái)牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)一收一放，全橋共2根牽引索，4臺(tái)動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī)。

3.2 起重系統(tǒng)

起重系統(tǒng)由行走天車(chē)、上掛架、下掛架、扁擔(dān)梁等組成。一組承重索上兩臺(tái)天車(chē)串聯(lián)，示意圖如圖2。天車(chē)與上掛架組裝成一體，上掛架與下掛架之間纏繞起重鋼絲繩。四個(gè)下掛架連接扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁上設(shè)置吊具旋轉(zhuǎn)裝置，最下端與鋼箱梁臨時(shí)吊點(diǎn)連接。

3.3 后錨

纜索吊機(jī)承重索后錨均設(shè)置在兩岸錨碇散索鞍支墩上。預(yù)埋件在件工廠加工制造運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，澆筑錨碇支墩混凝土前安裝預(yù)埋件，安裝纜索吊機(jī)承重索時(shí)和預(yù)先安裝的預(yù)埋件牢固連接。

3.4 塔頂索鞍

索塔上橫梁澆筑時(shí)安裝纜索吊機(jī)索鞍相應(yīng)預(yù)埋件，鞍座通過(guò)型鋼墊塊焊接固定在索塔柱橫梁頂部，鞍座安裝時(shí)設(shè)微小內(nèi)傾，傾斜角度以平衡吊重時(shí)纜索吊機(jī)橫向水平力。

3.5 旋轉(zhuǎn)吊具

旋轉(zhuǎn)吊具主要由扁擔(dān)梁、承重梁、旋轉(zhuǎn)軸承，現(xiàn)場(chǎng)組焊而成。承重梁上方放置兩臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)，提供鋼箱空中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。

3.6 控制系統(tǒng)

纜索吊機(jī)PLC程序控制系統(tǒng)通過(guò)總操作臺(tái)控制所有卷?yè)P(yáng)機(jī)。PLC程序控制系統(tǒng)由PLC程序控制器、主令開(kāi)關(guān)、交流接觸器、中間繼電器、按鈕等組成，既可單動(dòng)控制也可多臺(tái)聯(lián)動(dòng)控制。

4 施工過(guò)程及步驟

4.1 鋼梁地面運(yùn)輸

使用液壓動(dòng)力運(yùn)梁平板車(chē)把鋼箱梁運(yùn)至引橋上，鋼箱梁運(yùn)輸過(guò)程與設(shè)計(jì)狀態(tài)呈旋轉(zhuǎn)90°姿態(tài)并放置于纜索吊機(jī)吊鉤下方的指定位置，吊裝時(shí)使鋼箱梁節(jié)段長(zhǎng)度能夠順利通過(guò)索塔，見(jiàn)圖3。

圖3 鋼梁地面運(yùn)輸

4.2 鋼箱梁吊裝運(yùn)輸

下放纜索吊機(jī)吊鉤，把吊鉤和鋼箱梁上的四個(gè)臨時(shí)吊點(diǎn)連接。緩慢啟動(dòng)纜索吊機(jī)吊鉤并驅(qū)動(dòng)吊機(jī)的牽引系統(tǒng)，鋼箱梁被吊起同時(shí)可在空中沿橋軸線縱向行走，把鋼箱梁運(yùn)送至橋跨設(shè)計(jì)位置，見(jiàn)圖4。

4.3 鋼箱梁空中旋轉(zhuǎn)

啟動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)吊具上小型電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)吊具的旋轉(zhuǎn)軸承使之旋轉(zhuǎn)，鋼箱梁在空中懸轉(zhuǎn)90°后至設(shè)計(jì)姿態(tài)，然后下放纜索吊機(jī)吊鉤使鋼箱梁到達(dá)設(shè)計(jì)安裝位置。旋轉(zhuǎn)吊具如圖所示，見(jiàn)圖5。

4.4 連接吊桿匹配梁段

鋼箱梁節(jié)段運(yùn)輸、旋轉(zhuǎn)、下放至設(shè)計(jì)安裝位置位后，使用銷(xiāo)軸把鋼箱梁的永久吊點(diǎn)和預(yù)先安裝的吊索連接。按照鋼箱梁在工廠制造預(yù)拼的情況，安裝橋面臨時(shí)連接螺桿，然后微調(diào)、精調(diào)，進(jìn)行鋼箱梁節(jié)段匹配。如圖6。

4.5 節(jié)段環(huán)焊縫焊接成橋

按照上述方法從中間往兩邊跨側(cè)逐節(jié)吊裝鋼箱梁至所有節(jié)段安裝完成，對(duì)鋼箱梁焊縫接口處理并對(duì)各節(jié)段之間環(huán)焊縫進(jìn)行施焊，最后施工擰高強(qiáng)螺栓，完成整跨鋼箱梁。

5 結(jié)束語(yǔ)

普立特大橋主跨鋼箱梁采用纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁法架設(shè)，鋼箱吊裝效率達(dá)到2節(jié)段/天，吊裝過(guò)程歷時(shí)2個(gè)月，安全優(yōu)質(zhì)的完成了普立特大橋53個(gè)節(jié)段鋼梁的吊裝任務(wù)。

纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁的施工方法是在山區(qū)橋梁建設(shè)中，特殊的地理位置和復(fù)雜地形條件下，總結(jié)國(guó)內(nèi)外此類(lèi)橋梁的施工方法，通過(guò)施工方案比選，深入開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究，成功運(yùn)用的一種施工方法，這種施工方法克服山區(qū)復(fù)雜的地形地貌，適應(yīng)山區(qū)大跨徑橋梁的施工建設(shè)。纜索吊機(jī)旋轉(zhuǎn)架梁法在我公司橋梁施工建設(shè)中尚屬首次，此施工方法也可供同類(lèi)山區(qū)橋梁施工建設(shè)作參考。

參考文獻(xiàn)

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[4]李斌，劉成清，等.懸索橋大跨度索道安裝新技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2010（5）.

作者簡(jiǎn)介：徐天輝（1982，3-），男，工程師，2005年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)。

周剛，中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司，副總工程師。

張海燕，中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司，總工程師。