橋面吊機在斜拉橋中的施工與應用

張 星

中鐵一局集團第四工程有限公司 陜西 咸陽 712000

引言

一些大橋的主橋應用了雙塔平行雙索面，上部結構為鋼混疊合梁，對這類橋梁進行施工時應根據鋼結構橋梁承載情況使用橋面吊機。施工前需要對橋面吊機進行載荷設計，提高載荷設計值，在編制《跨南水北調橋鋼箱梁架設專項施工方案》的同時結合現場實際情況明確鋼箱梁架設方案，確保各項施工步驟順利開展。

1 工程概況

西四環（大河路-南四環）位于鄭州市西部，全長21.6km。規劃四環紅線寬80m，兩側各控制50m綠化帶，標準段總控制寬度為180m。本項目是鄭州市四環線及大河路快速化工程-西四環段第一標段，起止樁號（K72+320-K73+996，K74+096-K78+375）。南起西四環光明路口向南300m，北至西四環晨星路口向北160m，全長5.95km。整個路段中有一座獨塔雙索面斜拉橋，橋梁總長300m，寬49.16m，主梁為鋼箱梁，橋塔為混凝土結構，塔高88.485m，中心線位置梁高3.5m。該獨塔雙索面斜拉橋位于西四環的正上方，上部結構為預應力混凝土箱梁。

2 施工總體方案

上跨南水北調原有橋梁跨徑108m，采用懸拼橋面吊裝鋼箱梁共計11個節段（S3-S13)，總長127.8m、總重3730t，鋼箱梁提前在西側加工場地內加工成形；待主塔施工至拉索區，第一根索具備掛索張拉條件后，利用4組可調節運梁車橫移至主線對應線性內，然后沿橋梁縱向移至指定位置，通過2臺185t橋面吊機垂直提升，精調，臨時固定，環向焊接，掛索初步張拉。梁段安裝是橋梁橋面安裝的首要步驟。S3梁段長12m，重332.7t，將橋面吊機移到吊裝位置，應用專門的吊具將梁段吊裝到位，栓焊后張拉斜拉索，將吊機前移。除了S3梁段，還有S4-S12標準梁段需要安裝，長度和S3梁段相同，也需要應用橋面吊機完成吊裝與栓焊。S13梁段安裝需要將梁段在原位提前安裝完成，等S12梁段的斜拉索張拉后，前移橋面吊機，再經過48小時的測量，找出最佳合攏時間和長度，合攏焊接后，將臨時固結結構拆除即可。圖1 為工程平面布置圖。

圖1 工程平面布置圖

在鋼箱梁制造及運輸環節，應按照主梁假設施工方案需求，結合鋼梁結構特點，考慮鋼箱梁制作和運輸等方面的影響因素，科學編制制造方案和運輸方案。具體如下：（1）橋梁南側鋼箱梁單元板提前在武漢雙柳基地加工成型，采用汽車運輸的方式將材料運輸到節段胎架總成場地準備節段拼裝。應用液壓自平衡運輸車將節段運輸到起點位置。與南側鋼箱梁相比，北側鋼箱梁的單元板加工后直接以陸地運輸的方式運輸到施工現場準備節段拼裝。（2）鋼箱梁運輸路線主要包含兩部分。一部分為單元件從加工基地運輸到節段總成場地；另一部分為將成型的階段從胎架總成場地運輸到起點位置。（3）按照工程施工進度與種類進行鋼箱梁材料的包裝，需等待材料涂層干燥后再安裝。裝車后應在材料下部放置枕木和墊木，墊木放在結構交叉位置，單元件最多可疊放4層，防止其在運輸時受到損壞而變形。

3 橋面吊機在斜拉橋中的施工方法與步驟

3.1 塔梁臨時固定施工

采用懸臂拼裝施工方法對該半漂浮體系下的斜拉橋進行塔梁臨時固定施工。建模計算后發現鋼箱梁可能擁有縱向水平推力，拉索鋼箱梁時應在第一根斜拉索前對主梁結構與索塔做臨時固定，這樣做可以為塔梁做臨時約束。應用橫向抗風制作進行塔梁臨時固結的橫向設計，以此滿足塔梁臨時固結狀態；應用阻尼器與主塔下橫梁相結合的方式對塔梁進行縱向設計，為塔梁固結設置限位鋼擋塊。等到整個橋梁建成后再拆除臨時塔梁固結結構，拆除后續安裝阻尼器。

3.2 橋面吊機安裝

對于橋面吊機的安裝施工，施工技術要點如下：（1）橋面吊機組拼與安裝。在工廠內預拼裝，在施工現場正式安裝，橋面吊機預拼裝后續在工廠內重新涂裝桿件，按照桿件編號將其運輸到施工現場。

（2）橋面吊機行走。在液壓系統的驅動作用下，起重機整機走行為步履式走行，運行速度為每分鐘0.5m，通過油缸頂推換步達到自動走行的效果。底盤下部設置兩條縱向軌道，使橋面吊機兩側走行能夠同步進行。準備走行時，將天車移動到距離立柱的7.5m處，對后錨固與抗風裝置予以解除，同步頂升前、后頂升油缸將吊機頂起50mm，將前機械頂支承在橋面上，讓軌道梁懸空。應用液壓油缸將軌道梁前推5m左右的距離，這時軌道可以在滑靴下懸掛，和鋼箱梁不產生接觸，軌道表面也不產生荷載。將前支座機械頂支撐解除，使前后頂升油缸同步落頂，在頂推油缸的作用下，將架梁起重機的主機架頂向前推進5m左右。重復以上操作使起重機向前走行，將主機架移至預設位置，頂起主機架，安裝機械頂，使頂升油缸收縮，機械頂承力后安裝錨固系統。完成以上步驟后，將吊具調整到下一處梁段的吊裝位置，重復上一梁段的吊裝作業。

（3）吊裝作業完成后需要對橋面吊機進行一次試吊，查看吊機技術性能，對其進行荷載試驗。試驗前應做好相關準備工作，保證金屬構件的安裝與拼裝正確，符合圖紙設計要求，檢查金屬構件連接是否牢固，保障焊接質量，擰緊螺栓。要求滑動機構不能有卡滯情況，對制動器松緊度進行調整，檢查鋼絲繩死頭的固定情況，鋼絲繩應在卷揚機和滑輪中正確穿繞。查看潤滑系統是否暢通，在潤滑點處添加潤滑油。

3.3 鋼箱梁標準梁段安裝

鋼箱梁標準階段的長和寬分別為12m和49.16m，應用橋面吊機為10個標準梁段與1個邊跨合攏梁段進行吊裝。

在安裝鋼箱梁標準梁段時，需等待橋面吊機安裝并調試完成后，對標準梁段進行懸拼施工。根據運輸環境，對橋梁承載能力展開分析，運梁車運輸道路縱坡最大為2%，要求運輸前對運輸道路進行換填磚渣硬化鋼筋網混凝土承載力不小于500KPa，再對截水溝與防護網予以保護，應用長度為80m、寬度為4m、高度為4.5m的扶壁式垂直C35混凝土擋土墻防護。拆除既有防護網，安裝16a槽鋼，槽鋼間用鋼筋連接成骨架，在上方鋪設花紋鋼板，使橋梁處于封閉狀態。架梁起重機支撐點以鋼梁吊點為中心線對稱布置，前支點間距0.6m+3m+0.6m，走行系統間距5.4m，起頂裝置間距6.6m。將橋面吊機的吊具和鋼箱梁連接起來，吊具通過鋼絲繩、輪組、銷軸與鋼箱梁設計吊耳銷接，調整鋼梁重心。連接鋼箱梁上的臨時吊點與吊具上的吊耳，做好起吊準備工作。起鉤時應保持平穩勻速，起吊接近橋面時應減速，讓吊點中心與其重心重合，保持鋼箱梁為水平狀態。用變幅機構中縱向調位油缸推動提升到位箱梁節段至已安裝箱梁節段邊緣50mm內，用單臺橋面吊機升、降調整箱梁節段與已安裝箱梁節段橫向相匹配。

4 總結

總而言之，本文以某斜拉橋作為工程案例，在了解橋面吊機結構受力情況的前提下，監測橋面吊機內力和主梁姿態，做好施工前的所有準備工作，將預制好的鋼箱梁運輸到施工現場。按照施工總體方案進行塔梁臨時固定施工、橋面吊機安裝以及鋼箱梁標準梁段安裝，完成斜拉橋橋面吊機的拼裝施工，使各個箱梁階段能夠相互匹配。