大跨度架橋機懸臂法安裝鋼桁架技術研究

彭浩 李沖 程笑 張士旭 田云龍

摘要：通過大跨度架橋機懸臂法安裝鋼桁架的施工，對支座、環口間隙及錯邊、架橋機、監測、合攏進行探討。

關鍵詞：大跨度、架橋機、懸臂法安裝、鋼桁架

1?工程概況

本工程連廊，采用連續鋼桁架結構體系，支承在鋼混組合結構的剛架 上，鋼桁架與剛架之間采用摩擦擺支座連接，鋼桁架總用鋼量約 5000 噸。 連廊呈弧形雙層布置，連廊總長度為 190.1m，通行寬度為 19m，分為北邊?跨、中跨、南邊跨，跨徑布置為 56.7+82.3+51.1m，桁架層高為 5.25～5.7m，構件材質為 Q355B、Q390GJC、Q420GJC，鋼桁架板厚為 40～80mm。

連廊自北向南依次跨越建工項目地下室（北）、海塘所北側、馬路河、 海塘所南側、港航項目地下室（南）。中跨位于海塘所閘口上方，閘口滿布 基礎底板及肋板，結構復雜，不滿足打樁條件，中跨施工無法采用傳統的 支架法安裝，兩岸無法設大型機械，且連廊處于長江入?？谖恢?，浮吊不 允許進入，最終采用架橋機施工。

2?中跨鋼桁架施工原理

本工程連廊施工與混凝土連續梁掛籃施工的原理相似，混凝土連續梁 掛籃施工采用連續梁與橋墩固接及掛籃對稱施工，通過連續梁與橋墩固接 自身承受彎矩達到平衡的原理;該連廊施工先將南北邊跨鋼桁架及次構件 安裝完成，且鋼桁架、摩擦擺支座及剛架間焊接完成，中跨 4 個摩擦擺支 座通過碼板將支座上下板固接進一步使鋼桁架通過支座與剛架固接使自身 承受彎矩達到平衡的原理。

3?中跨鋼桁架分段及架橋機選用

3.1 中跨鋼桁架分段

中跨鋼桁架分為 10 個節間，其中 1 個散裝合攏節間，其他 9 個節間每 個節間 2 個桁架片體，共計 18 個片體，片體最大重量 68 噸。

3.2 架橋機選用

考慮到中跨跨度、架橋機軌道、桁架重量及施工過程，要選用 97 米跨 起重量 200 噸的架橋機，國內該型號架橋機缺失同時考慮該型號架橋機過 孔 82 米風險系數大，最終方案選用 68 米跨起重量 200 噸單側外伸 14 米的 架橋機架設在中跨南北第一節間上，架橋機自重 270 噸。

4?施工過程

4.1 南北邊跨鋼桁架安裝、支座固接及中跨剛架柱處支架施工

南北邊跨鋼桁架使用支架法安裝完成后支架拆除，南北邊跨 6 個摩擦 擺支座的上下板使用碼板固接的予以解除，保證南北邊跨鋼桁架一端自由 伸縮。

中跨 4 個摩擦擺支座的上下板使用碼板固接的不予以解除，進一步使 鋼桁架通過支座與剛架固接，通過自身承受彎矩保證懸臂端平衡;為提高 施工安全系數及保護支座，在南北邊跨鋼桁架安裝前在中跨剛架柱的基礎上設支架且支架與剛架固接，在跨河側支架上設牙板，在與牙板對應的鋼 桁架內設隔板及支架處設隔板予以分擔支座承受的彎矩;設牙板非斜墊板 主要考慮方便卸載。

4.2 中跨第一節間鋼桁架安裝

由于懸臂法安裝鋼桁架要待鋼桁架焊接完成后才可以松鉤，考慮到節 約機械成本中跨第一節間鋼桁架安裝采用支架法，待中跨第一節間鋼桁架 焊接完成后將支架予以拆除。

由于建模時未考慮預拱，實際施工時須預拱，為解決預拱導致的鋼桁 架與鋼柱間環口間隙及錯邊問題，在構件制作時將鋼桁架近邊跨側一端增 加 30～40mm 余量，通過實測鋼柱安裝數據，在 CAD 上進行模擬（考慮預 拱在內），通過模擬給出實際數據在吊裝前將余量予以切除。

由于鋼桁架片體一端無豎腹桿，在安裝時影響鋼桁架與鋼柱間環口間 隙及錯邊，在吊裝前在無豎腹桿端增加工字鋼補強即可解決鋼桁架與鋼柱 間環口間隙及錯邊問題

4.3?架橋機過孔及連接

中跨第一節間鋼桁架安裝完成后，架橋機開始過孔;該架橋機采用自 平衡過孔，安裝順序及注意事項如下：

將鋼桁架兩側用于支承架橋機中及前橫移軌道系統的立柱安裝，控制 立柱平面位置及高程，確保中及前橫移軌道系統與立柱無縫連接;同時將 中及前橫移軌道系統內軌道間距、水平及擋板在地面調整到位予以固定; 使用機械將中及前橫移軌道系統吊裝至中跨第一節間鋼桁架上，調整中及 前橫移軌道系統平面位置及高程后與鋼桁架及立柱焊接。

在北邊跨鋼桁架上組裝輕質高強材料制作的前導梁，同時將中及前支 托系統吊裝至中及前橫移軌道系統上，調整中及前支托系統平面位置及高 程后與橫移軌道系統臨時固定，再將橫移軌道系統上的支托系統延橫向使 用鋼管焊接連接; 由于從北邊跨向南邊跨過孔，隨架橋機伸出長度的不斷 增加下撓度變大，為了順利過孔故在前支托系統設具有同步頂升液壓系統，可同步升降調整高度。

前導梁組裝完成后使用機械將其吊裝至中支托上，南側懸挑 18 米，北 側懸挑 18 米與鋼桁架通過手拉葫蘆連接保證不傾覆，便于與架橋機主梁連 接，同時將后支托系統吊裝至北邊跨鋼桁架上，調整其平面位置及高程與 鋼桁架臨時固定，為了提高過孔安全系數，后支托系統高程比中及前支托 系統都低確保順利過孔。

組裝架橋機主梁，每 2 節段組裝成一吊，架橋機主梁第一節間（2 個 節段）與前導梁通過銷軸連接后搭在后支托系統上且向北側伸出 8 米，其 次將天車吊裝至架橋機主梁與后支托對應位置上，將天車、支托系統接通 電源，前導梁與鋼桁架連接去除，架橋機開始滾動過孔;過孔須保證抗傾 覆系數大于 1.3，電機的同步性且支托上設橫向限位，天車始終處于架橋機 主梁與后支托對應的位置上，后續每次過孔長度依據計算實施直至架橋機 主梁至前支托系統上。

過孔完成后將架橋機主梁與中及前支托系統通過碼板焊接，同時將兩列主梁兩端使用工字鋼焊接連接，后將天車上兩臺小車檢查完好后吊至天車上，再將所有電路接通試運行試吊裝，安裝所有限位裝置、運行報警器、 及防撞墊，報相關單位檢測備案。

4.4 中跨鋼桁架安裝

現場場地使用 C30 混凝土澆筑，為節約胎架材料，先使用角鐵及鋼板 制作鋼墩，用于組焊鋼桁架片體，且根據技術提供的地樣圖予以放樣報驗，以上完成后將鋼墩吊至預設位置，再將鋼墩上口通過牙板調成水平，再將 構件吊至鋼墩上，根據地樣線調整構件且復測水平后封胎碼縫裝焊補強工 字鋼報驗，焊接完成后將鋼桁架豎腹桿中心線返至鋼桁架上口與鋼桁架上 弦桿縱向中心線相交，在該交點敲上樣沖且安裝墊片用于測量定位（測控 點）。

為了減少現場構件翻身、節約成本及提高架橋機使用中抗傾覆系數，在加工廠發貨時控制構件內側面朝上;鋼桁架片體焊接完成后脫胎外觀處 理及探傷，探傷合格后將油漆損傷部位予以補涂;考慮中跨鋼桁架先通過 履帶吊喂至北邊跨主次結構上，為保護次構件在喂鋼桁架前先將 3 根工字 鋼放至預設位置且與鋼桁架連接，且將中跨第一節間鋼桁架實測測控點數 據報技術在 CAD 上控制測控點軸線、行程及高程模擬（考慮預拱在內），根據模擬數據予以切除余量;根據監控方案在鋼柱上布設水平儀監測傾斜度，在第一節間鋼桁架近鋼柱根部布設應力儀監測應力，監控單位提供每 狀態各鋼桁架豎腹桿位置理論高程值與實測值比對，監測頻率每安裝一節 間監測一次。

以上完成后開始通過架橋機吊裝翻身就位鋼桁架片體，在吊裝翻身過 程中始終使架橋機主梁位于鋼桁架內的軌道上，翻身完成后通過移動主梁 就位鋼桁架，定位完成后開始焊接，待焊接完成松鉤; 后續鋼桁架片體施 工與以上相同，直至合攏，合攏段兩端均留余量 50mm，根據實測尺寸予以 切除后安裝。

5?總結

采用該方法解決了場地受限無法施工的問題，減少了大量的協調工作 量; 為類似掛籃施工的懸臂法施工鋼結構提供了經驗，為同類型建筑施工，提供了一項可靠的選擇方向。

參考文獻：（References）

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[2]架橋機通用技術條件（GB/T26470-2011）

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