大跨度鋼引橋安裝技術的應用

陸子成 中交第二航務工程局有限公司

1.工程概況

武漢國際博覽中心客運碼頭工程主要建設內容為新建2個300客位游船泊位，兼顧旅游船（長江貳號）泊位1個或輪渡泊位2個。本工程由固定鋼引橋、活動鋼引橋等組成，碼頭結構型式為浮碼頭。

碼頭水域由上游向下游依次布置300客位旅游泊位2個，前端設置兩艘60×16m鋼質躉船，兩個躉船間采用32m長鋼聯橋連接，上游側躉船后方通過兩座56×6m鋼引橋及一座提升架與觀景長廊前端接駁平臺連接，觀景長廊水平投影長度為154m。鋼引橋規格詳見表1。鋼引橋平面布置圖見圖1。

2.工程特點及難點

①該工程鋼引橋體積大，且鋼引橋數量多，場地狹窄需分幾次轉運；②冬季施工，江邊濕度大、可能有雨雪天氣，吊裝時視野受限；③鋼引橋吊裝時由于受到鋼構件自重大、體積大的限制，存在吊裝難的問題，且對安裝帶來一定的安全風險；④施工作業面：江灘施工作業面狹小，且鋼引橋數量多，江灘內的景觀燈及綠化帶不能破壞，鋼引橋吊裝時，安全隱患大。

表1 鋼引橋規格及參數表

圖1 鋼引橋平面布置圖

3.施工工藝優化

目前，鋼引橋安裝方法主要有浮運安裝法、整體提升安裝法、高空原位單元安裝法等。幾種安裝方法分別適應于不同的施工環境，各有優缺點。

3.1 浮運安裝法

3.1.1 安裝方案

浮運安裝法一般適用于在水流比較穩定的河流上進行的水上或是近水鋼引橋的安裝。通常需要較大的水上起重設備進行輔助吊裝。針對本項目地形條件，首先將拼裝好的鋼引橋先轉運至江灘一級平臺處，再通過浮吊船轉運至方駁上固定，待浮吊船撤出到達指定安裝位置后，通過方駁運輸鋼引橋至待安裝位置附近就位，同時將方駁的纜繩系在附近相鄰的構造物(如系纜墩等)上。接著在駁船上鋼引橋的吊點位置處掛設鋼絲繩，并在端頭位置處掛設纜風繩。利用浮吊船起吊鋼引橋至設計安裝位置附近，采用卷揚機牽引鋼引橋進行微調，以此來調整鋼引橋的平面位置，確保位置無誤后將鋼引橋下放至支座上固定，解下鋼絲繩和纜風繩，完成鋼引橋的安裝。

3.1.2 工藝特性

（1）經濟性。對于安裝尺寸大，重量重且受施工水位條件限制的鋼引橋，浮運安裝法往往需要進行清淤處理以滿足浮運吊裝條件，且需配置大型水上起重設備，而通常大型船機調遣費、使用費等均較為昂貴。本工程水位條件較好，采用一艘中型的方駁和一艘300t浮吊即可滿足浮運安裝要求。因此，該施工方案既適用于現場施工條件較好的大型鋼引橋的安裝也不失為一種節省安裝成本的好辦法。

（2）安全性。若是受天氣影響，即可暫停施工，等候最佳安裝時機，且不必擔心鋼引橋的安全性。

（3）節約工期。浮運安裝采用整跨安裝的方式。正常情況下，單座鋼引橋的安裝，僅只需0.5～1d。可大大節約工期。

3.2 整體提升安裝法

3.2.1 安裝方案

整體提升安裝法是將待安裝結構在安裝位置附近地面組裝成型，再利用“提升系統”或吊車將成型的鋼引橋整體提升至設計位置進行安裝。該方法需較大的拼裝場地，且對于尺寸大、重量重的鋼引橋，因需整體吊裝，所需汽車吊或履帶吊等起重設備要求通常較高。而大型汽車吊或履帶吊對安裝處地形及地基承載力要求均較高，因此，整體提升安裝法一般適用于地基承載力較好的空曠處鋼引橋的安裝。

3.2.2 工藝特性

（1）經濟性。整體提升安裝法除需較大的拼裝場地及較好的起吊條件外，安裝工藝及起吊設備均較為簡單，亦不需專門的運輸設備進行轉運，成本較低，經濟性較好。

（2）安全性。大型汽車吊或履帶吊對地基承載力要求較高，需確保滿足作業要求以保證吊裝過程中起重設備的安全。

（3）節約工期。與浮運安裝法相同。整體提升安裝法亦采用整跨起吊安裝的方式，安裝工期短。

3.3 高空原位單元安裝法

3.3.1 安裝方案

高空原位單元安裝法是指在待安裝鋼引橋下，采用搭設“支撐架+扣件式腳手架操作平臺”的方式作為鋼引橋拼裝支撐架，以支撐架作為拼裝胎架，在原位進行鋼引橋的單元散拼或分段拼裝。該方法通常適用于高度不大的鋼引橋安裝。

3.3.2 工藝特性

（1）施工成本較低、效率高。采用整體拼裝后吊裝的施工方法需要大型吊裝設備，臺班費和進出場費均較高，不利于成本的控制。采用高空原位單元拼裝施工技術，由于構件通常是在桿件或“小節段”拼裝狀態下完成吊裝，起重量較小，起重設備及起重條件均較低，可大大降低成本，提高施工效率。

（2）拼裝精度高。由于鋼引橋超長超大且數量多，受場地限制，采用地面整體拼裝，必須將鋼引橋分段拼裝，這樣必然產生一定的拼裝誤差和吊裝誤差。采用高空原位拼裝的施工技術，可以將吊裝和拼裝誤差大部分消除，構件精度可控性加大，減少了產生誤差的環節。

3.4 頂推施工安裝法

3.4.1 安裝方案

頂推施工安裝法是借鑒橋梁頂推施工經驗，在鋼引橋后方設置拼裝平臺，將鋼引橋在拼裝平臺上拼裝成整體，并將多跨鋼引橋臨時連接成整體，再通過牽引設備牽引拖拉鋼引橋至設計位置進行安裝的方法。

3.4.2 工藝特性

（1）頂推施工安裝法，鋼引橋在牽引拖拉過程中受懸臂影響，受力形式變化較大，因此，往往需要設置導粱已改善結構受力。拼裝平臺、導粱、各跨鋼引橋間臨時連接結構等均需增加不少的臨時結構量，因此，該工藝往往適用于受地形限制大，不具備整體提升及單元安裝的多跨鋼引橋的安裝。

（2）對于多跨鋼引橋，頂推施工安裝法所有鋼引橋均在拼裝平臺上進行起吊拼裝后拖拉到位，對安裝場地要求低。

4.確定安裝方案

結合現場實際情況，由于受到場地限制及雨霧天氣的影響，采用高空原位單元安裝法必將破壞江灘原有的設施，并因雨霧天氣的限制，高空作業存在較大的安全隱患。本工程水上鋼引橋考慮采用浮運安裝法施工，陸上鋼引橋采用整體提升安裝法施工的方案。施工時優先施工水上鋼引橋，在陸地拼裝完成后直接進行整體吊裝轉至江灘一級平臺處，由浮吊進行安裝，待全部施工完成后再進行陸上鋼引橋的拼裝與吊裝工作。

4.1 水上鋼引橋安裝

本工程水上的5座鋼引橋在江灘大理石路面上制作，制作時根據施工場地情況，平行于江灘方向依次擺放，以便于鋼引橋的轉運工作，擺放順序依次為40m兩座、56m兩座、24m一座。

安裝前對各平臺面標高及其跨距進行復測、確認無誤后才能進行鋼引橋安裝。根據每跨構件的跨度、重量、吊裝高度選擇300t浮吊進行起吊。在起吊前，檢查吊裝機械，吊索具，吊點位置，加固措施等是否可靠。

首先將鋼引橋依次轉運至江灘一級平臺預先選好的位置處，浮吊起吊鋼引橋，并放置在方駁上，待固定好鋼引橋后，浮吊脫鉤，駛離至安裝位置，固定好纜繩確保浮吊的位置。方駁停靠在浮吊旁并固定，浮吊起吊鋼引橋，并在端頭位置處掛設纜風繩，當鋼引橋的支座位置接近預埋鋼板位置時，將纜風繩系在卷揚機上對鋼引橋平面位置進行微調，確保位置無誤后，再緩慢落鉤，直至坐落在平臺的螺栓上面為止。圖2、3為水上鋼引橋現場安裝圖片。

4.2 陸上鋼引橋安裝

本工程陸上的10座鋼引橋均在橫梁旁邊的江灘大理石路面上制作，根據施工場地及施工進度情況，準備分三次吊運安裝，擬先安裝橫梁1與橫梁2之間的2座、橫梁4與接駁平臺之間的2座，再安裝橫梁3與橫梁4之間的2座，最后安裝橋臺1與橫梁1之間的2座、橫梁2與橫梁3之間的2座。

圖2 水上鋼引橋吊裝

圖3 水上鋼引橋安裝

圖4 陸上鋼引橋現場安裝

距離安裝位置遠一點的鋼引橋，首先將鋼引橋轉運至橫梁旁邊，吊車起吊鋼引橋，按照安裝位置汽車吊背架緩慢移動、下落鋼引橋，當鋼引橋的支座位置接近橫梁預埋鋼板位置時，再緩慢落鉤，當鋼引橋底部高度達到橫梁上10cm左右的時候，此時鋼引橋岸側一端的支座孔與橫梁螺栓相重疊的時候，緩慢落鉤，直至坐落在橫梁的螺栓上面為止。圖4、5為陸上鋼引橋現場安裝示意圖。

5.優化建議

通過本項目實踐證明兩類安裝方法都在本工程取得了較好的效果。但在施工過程中還需要注意的是：安裝前應對運輸到現場的構件進行全面檢查，對制作中構件的缺陷及運輸、堆放等造成的變形，應在地面預先矯正，處理合格方可安裝。安裝前對定位軸線、砼柱軸線及預埋鐵件的間距尺寸、平整度、中心偏移等進行復查復測以滿足設計標準。

6.結束語

圖5 陸上鋼引橋吊裝

綜上所述，無論采用何種鋼結構吊裝時，都應采取適當措施，防止構件產生永久性的變形，同時應墊好繩扣與構件的接觸部位，防止構件破損。構件安裝就位后，應及時校正并將支撐及其他聯系構件固定，以保證結構的穩定性。