寬度鋼箱梁滑道梁拖拉安裝施工技術(shù)

王長(zhǎng)貴 （中鐵四局集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230022）

1 工程概況

阜陽市潁柳路泉河大橋及接線工程位于阜陽市西郊。主橋?yàn)椋?2+82+115+22）m獨(dú)塔雙跨自錨式懸索橋，結(jié)構(gòu)體系為塔梁分離半漂浮體系。主塔塔身高61.85m，橋面以上43.35m，副塔身高45.1m；加勁梁為鋼混混合梁，其中鋼箱梁長(zhǎng)181m，其余為混凝土箱梁，鋼箱梁中心高度為2.75m，梁寬43.5m，采用雙邊箱全焊鋼箱梁；鋼混結(jié)合段設(shè)置于82m、115m跨徑內(nèi)，長(zhǎng)2m，距離輔助墩10m位置處；主纜采用PPWS法施工,為兩跨不對(duì)稱的空間線性，每根主纜采用37根通長(zhǎng)索股，每根索股由91絲5.0mm的高強(qiáng)鍍鋅平行鋼絲組成，每根主纜無應(yīng)力長(zhǎng)度為213.932m，單根總重為 137.76t。全橋共有吊桿38根，間距8m。靠近主跨錨塊處的N19根吊桿采用直徑100mm剛性吊桿，其余吊桿采用73或109直徑7mm高強(qiáng)度鍍鋅平行鋼絲索，全橋索夾共計(jì)38套。主索鞍鞍座為鑄焊結(jié)構(gòu)，鞍體上部結(jié)構(gòu)采用焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件ZG270-480H整體鑄造，下部肋板采用Q345B鋼板焊接，主索鞍底座為鋼板焊接。主橋橋式布置見圖1，鋼梁斷面圖見圖2。

圖1 主橋橋式布置圖

圖2 主橋鋼箱梁橫斷面圖（單位：cm）

2 鋼箱梁滑道梁拖拉安裝高程控制技術(shù)

2.1 鋼箱梁分段

主梁縱向共分為13個(gè)節(jié)段，橫向分為9個(gè)塊體，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)16m，最長(zhǎng)18.4m，其中ZHL分為HL和橋面單元，劃分方案圖如圖3。

縱向劃分及各節(jié)塊設(shè)計(jì)位置見圖4。

主梁各節(jié)段重量如表1。

2.2 總體安裝方案

先施工南北兩岸混凝土加勁梁，并同步搭設(shè)鋼箱梁施工支架，支架高程設(shè)計(jì)需考慮鋼箱梁設(shè)計(jì)標(biāo)高、起落梁空間、拖拉千斤頂反力座空間、主塔預(yù)留鋼筋高度、通航凈高等因素；支架縱向位置需考慮體系轉(zhuǎn)換（橫隔板處起、落梁）、通航凈空、滑道梁接頭、鋼箱梁拖拉到位后支點(diǎn)位置（橫隔板處設(shè)置支點(diǎn)）等因素。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置鋼箱梁拼裝區(qū)域，拼裝區(qū)域位于7#墩和8#墩之間，拼裝區(qū)域長(zhǎng)34m，寬43.5m，能同時(shí)滿足兩節(jié)段同時(shí)拼裝。支架布置平面見圖5。

全橋鋼箱梁采用部分梁體拖拉法+部分梁體原位組拼法的施工工藝：JD1-1和JD11-1與錨固跨整體現(xiàn)澆，JD1-2-JD8鋼箱梁采取先塊體后斷面的方法在北岸拼裝支架上組裝，完成后通過下部?jī)筛懒褐鸸?jié)滑移至南岸與鋼混段處鋼箱梁焊接；JD9-J-D11-2號(hào)鋼箱梁節(jié)段采用臨時(shí)支架原位拼裝。滑移施工的塊體預(yù)拼順序?yàn)椋簤K體1+2→2+3→3+4→4+5→5+6→6+7→7+8，原位吊裝順序?yàn)椋簤K體9→10→11。部分流程圖如圖6～圖9。

鋼箱梁分段概況 表1

圖3 主梁橫向分塊方案

圖4 主梁縱向節(jié)塊設(shè)計(jì)布置圖

圖5 支架布置圖

圖6 滑道梁架設(shè)完畢，等待鋼箱梁拼裝

圖7 鋼箱梁拼裝，并依次拖拉至設(shè)定橋位

圖8 1-8#節(jié)段拖拉施工完畢

圖9 9-11#節(jié)段原位拼裝

2.3 鋼箱梁高程控制方法

鋼箱梁就位采用滑道梁拖拉施工，在拖拉過程中梁段高程不斷發(fā)生變化，后續(xù)拖拉的梁段也會(huì)對(duì)已就位梁段的高程產(chǎn)生影響，使得成橋線形的控制成為難點(diǎn)所在。為了達(dá)到施工控制的目的，首先必須通過施工控制計(jì)算來確定鋼箱梁在滑道梁上拖拉安裝每個(gè)階段在受力和變形方面的理想狀態(tài)（施工階段理想狀態(tài)），以此為依據(jù)來控制施工過程中每個(gè)階段結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，使其拼裝全過程的受力、變形狀態(tài)滿足要求。

確定的大跨度滑道梁上鋼箱梁拼裝施工方案流程為，由北向南拖拉拼裝JD2、JD3、JD4、JD5 4個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段的拼裝施工有以下3個(gè)步驟：

①將當(dāng)前安裝節(jié)段按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置拖拉到指定安裝位置；

②監(jiān)測(cè)滑道梁變形，與上一施工步滑道梁變形相比較，得出在當(dāng)前節(jié)段鋼箱梁?jiǎn)为?dú)作用下滑道梁的變形，并將此實(shí)測(cè)值與計(jì)算值做對(duì)比分析，得出當(dāng)前節(jié)段修正后的安裝預(yù)拋高值，根據(jù)此預(yù)拋高值對(duì)當(dāng)前安裝節(jié)段鋼箱梁的高程進(jìn)行調(diào)整；

③當(dāng)前安裝節(jié)段與已安裝梁段進(jìn)行碼焊以及氧焊。

2.4 鋼箱梁安裝預(yù)拱度確定

2.4.1 滑道梁變形測(cè)點(diǎn)布置

在鋼箱梁拖拉施工控制中，通過量測(cè)鋼箱梁拖拉過程中滑道梁的實(shí)際變形，分析結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差，用誤差分析理論來確定或識(shí)別引起這種偏差的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，經(jīng)過修正設(shè)計(jì)參數(shù)，來達(dá)到控制鋼箱梁拼裝的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差。兩跨滑道梁共布置5個(gè)變形監(jiān)測(cè)斷面，為每跨滑道梁的二分點(diǎn)斷面，由北至南編號(hào)1-5號(hào)監(jiān)測(cè)斷面。每個(gè)斷面左右幅各布置一個(gè)變形測(cè)點(diǎn)。滑道梁的變形監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置見圖10。

2.4.2 鋼箱梁節(jié)段預(yù)拱度確定

首先采用Midas計(jì)算JD2拖拉到位后，滑道梁各測(cè)點(diǎn)下?lián)现担齁D2拖拉到位后，再實(shí)測(cè)各測(cè)點(diǎn)下?lián)现担葘?duì)相應(yīng)的M IDAS計(jì)算結(jié)果，修正M IDAS模型，得出在后續(xù)拼裝節(jié)段JD3、JD4、JD5的自重累計(jì)作用下滑道梁相應(yīng)JD2三個(gè)支撐點(diǎn)位置的下?lián)现担瑢⑵淙》纯捎?jì)算得到鋼箱梁JD2節(jié)段的安裝預(yù)拋高值，見表2。依同樣方法確定后續(xù)各節(jié)段鋼箱梁安裝預(yù)拋高值。

圖10 滑道梁變形測(cè)點(diǎn)布置圖

鋼箱梁節(jié)段測(cè)點(diǎn)安裝高程表 表2

3 結(jié)語

①鋼箱梁采用逐節(jié)段拖拉方案，解決了通航河道無法布置支架間距適應(yīng)鋼箱梁頂推施工的臨時(shí)支架難題；

②鋼箱梁在拼裝支架上分段分塊拼裝成整體，解決陸域超寬鋼箱梁無法及進(jìn)場(chǎng)難題；

③拖拉就位時(shí)將鋼梁各支撐點(diǎn)累計(jì)變形的修正計(jì)算值取反作為該梁段的安裝預(yù)拋高值，解決了滑道梁法高程連續(xù)變化定位的難題。