更經濟、更實用的疊合梁施工成套技術

文/圖 中交二公局第二工程有限公司

依托瀾滄江大橋的疊合梁斜拉橋安裝

隨著疊合梁斜拉橋優越的經濟性能，越來越多地被用在大跨徑的橋梁結構設計中，對于在跨江跨海等河道或道路交通條件較好地區的疊合梁安裝施工，采用橋面吊機整體吊裝或采用橋面全回轉吊機原位組拼施工都能較好的實現施工組織設計，但對于在山區道路交通條件、河道通航條件及大型設備機具施工組織受限的區域，采用橋面吊機或橋面全回轉吊機都有著各自的制約性，或施工投入大、成本高，或受場地規劃、設備選型的限制，無法合理地規劃施工生產組織。因此，中交二公局第二工程有限公司以云南省景洪市橄欖壩至景哈鄉瀾滄江大橋項目主橋上部結構鋼混疊合梁安裝工程施工為依托，通過對混合疊合梁斜拉橋的結構特點研究及對橋位施工區地形、地貌等施工條件的分析，借鑒拱橋和懸索橋纜索吊裝工法，將纜索吊機系統引入斜拉橋主梁吊裝施工領域，即在斜拉橋結構體系中建立纜索吊裝系統，采用纜索吊機系統實現鋼混疊合梁的橋位安裝施工。

瀾滄江大橋設計采用斜拉橋結構形式，為7跨雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋。斜拉橋主橋梁單元采用鋼混疊合梁結構形式，順橋向梁端以中跨中心線對稱劃分，疊合梁劃分為A(鋼混結合段)、B（標準段）、C（合龍段）共3種類型梁段，長度分為12米、8米和4米3種，共31個梁段單元。鋼主梁主要由邊主梁、橫梁及小縱梁組成，其中邊主梁采用“上”字型截面，下翼緣水平放置，上翼緣設2%的單向橫坡，采用直腹板；橫梁采用魚腹式“工”字型斷面設計，橫梁上翼緣、腹板及下翼緣與邊主梁通過高強螺栓拼接。混凝土橋面板分為預制部分和現澆部分，其中預制部分采用C55高性能混凝土，現澆部分采用C55低收縮微膨脹混凝土。

瀾滄江大橋于2017年10月中旬開始疊合梁吊裝施工，2018年2月1日完成了全部疊合梁吊裝的施工任務，疊合梁合龍后成橋標高及軸線偏位指標均滿足設計及規范要求，施工質量優良。

纜索吊裝工法帶來的豐碩效益

纜索吊裝工法的成功研發應用，以技術的創新為項目和企業帶來了豐碩的經濟成效，可為同類型施工項目提供寶貴的施工經驗。

在纜索吊機系統的結構設計方面，結合該項目混合疊合梁的結構形式，在纜索吊機承重索錨固裝置、跑車牽引系統及起吊吊具等方面取得了較大的技術突破，相比于增設重力式錨或采用樁錨形式，采用斜拉橋邊跨混凝土梁端自錨的結構設計能夠節省施工成本約150萬元；在跑車牽引系統的優化設計方面節省的卷揚機和鋼絲繩成本約40萬元；起吊吊具系統的研發實現了同吊具多功能的應用成效，簡潔的空中轉體設計讓整個吊具系統花費不足20萬元，小投入解決了大問題。另外，單岸的組織規劃，鋼主梁單元拼裝場和橋面板單元預制場的規劃建設也大大節省了施工成本，綜合場地規劃建設、設備投入及施工工效產生的價值，采用纜索吊裝工法在項目鋼混疊合梁安裝施工生產組織過程中，直接節省施工成本約380萬元。

主橋橋型布置圖（單位：厘米）

主橋邊跨混凝土梁橫斷面圖（單位：厘米）

結合景洪市橄欖壩至景哈鄉瀾滄江大橋主橋纜索吊機系統施工成套技術研究，將纜索吊裝工法成功應用于斜拉橋主梁吊裝施工領域，不僅解決了該項目多個施工組織設計難題，同時也進一步拓寬了斜拉橋主梁安裝施工工法，對提高橋梁施工技術的創新能力發揮著重要的作用。

取得的一系列創新成果

瀾滄江大橋主橋上部結構的順序吊裝施工，取得的一系列研究成果，在項目施工中得到了成功的應用，具有極其重要的推廣應用價值。

斜拉橋體系中的纜索吊機結構設計。在斜拉橋結構體系中建立纜索吊機系統，以斜拉橋主塔橫梁作為工作索塔端支頂，在主塔橫梁上設置轉索鞍系統，借助混合疊合梁斜拉橋邊跨混凝土主梁形成承重索錨固裝置，實現纜索吊機承重索的兩岸后錨固設置，結合橋位吊裝施工梁單元運輸凈空需求，合理選擇承重索主跨最大垂度，然后進行纜索吊機工作索、轉索鞍系統、錨固裝置等的結構安全性計算，配置起重牽引動力裝置，完成纜索吊機結構設計。

針對梁板異步吊裝的多功能吊具研發應用。根據圖紙設計的施工工序要求，鋼混疊合梁鋼主梁單元和混凝土橋面板單元異步吊裝，在橋位通過濕接縫的形式現場疊合施工。因此，對于梁板異步吊裝施工組織設計，在纜索吊裝工法的基礎上，以梁板異步吊裝為組織模式，通過對起吊吊具系統的結構設計和分析研究，最終完成多功能起吊吊具設備的研發和施工應用。即采用“扁擔梁+旋轉吊鉤”的設計思路，在扁擔梁底部分別設置3個起吊吊鉤，中間吊鉤為主吊鉤，用于鋼主梁單元的起吊，左右兩側對應于橋面板單元安裝位置各設1個副吊鉤，與中間的主吊鉤一起用于混凝土橋面板單元的起吊。多功能起吊吊具設備的研發和應用，使得采用同一吊裝設備完成疊合梁梁板的橋位異步吊裝施工，無需新增吊裝設備，簡化了施工組織設計，提高了施工工效。

鋼主梁單元拼裝場及橋面板單元預制場規劃建設。以纜索吊裝施工工法為基礎，借助纜索吊機系統的空中水平運輸功能，鋼主梁單元拼裝場和混凝土橋面板單元的預制場無需兩岸設置，解決了北岸施工場地狹小和場區規劃受限的問題。綜合而言，采用纜索吊裝工法進行鋼混疊合梁橋位安裝施工，鋼主梁單元拼裝場和橋面板單元預制場設于橋位一岸側，鋼主梁單元拼裝場可設于邊跨主梁橋面或引道路基等位置，橋面板單元預制場臨近擇優規劃，相比橋位兩岸規劃場站設計，大幅縮減了施工成本，也便于項目施工生產管理。

水平運輸

鋼主梁單元空中轉體施工設計。在鋼主梁單元的起吊和運輸施工組織設計中，若采用正姿態吊運，則起吊鋼主梁單元將與已安裝的斜拉索存在位置干擾，無法運輸。因此，針對梁上運梁的施工設計，采用鋼主梁單元空中轉體施工設計，即鋼主梁單元在拼裝、起吊及縱橋向運輸過程中，鋼主梁單元姿態與安裝姿態呈水平90度的夾角，鋼主梁單元運輸到待安裝位置上方時進行空中水平負90度的轉體，然后下落，實現懸臂對接安裝。

施工質量控制及安裝工效的全面提升。疊合梁斜拉橋采用纜索吊裝系統對橋位懸臂安裝施工，在安裝過程中，已安裝梁面上基本呈無荷載狀態，對于懸臂拼裝的梁段線形控制，不論是計算還是現場施工組織都更趨于有利的工況條件；另外，梁單元整體吊裝的施工組織對于鋼主梁單元的結構拼裝質量更易于施工控制。在施工工效方面，采用梁單元整體吊裝相比于桿件單元橋位組拼而言，避免了在橋位現場的桿件組拼作業，施工不僅更加安全可靠，工序也更加快捷方便；同時，通過多功能起吊吊具設備的研究和應用，能夠實現一次性同步起吊3塊預制混凝土橋面板單元的橋位安裝，大幅提高了施工工效。