跨座式輕軌專用矮塔斜拉橋鋼箱梁施工技術(shù)研究

韋 干，谷 明

中鐵上海工程局集團(tuán)第五工程有限公司，廣西 南寧 530000

以柳州市三門江跨江輕軌橋施工為背景，論述跨座式輕軌專用矮塔斜拉橋鋼箱梁施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)，以及鋼箱梁安裝總體施工關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)鋼箱梁梁段優(yōu)化、鋼箱梁安裝支架設(shè)計(jì)以及邊、中跨鋼箱梁不對(duì)稱安裝施工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)鋼箱梁安裝精調(diào)進(jìn)行說明，合理的施工措施可以保證鋼箱梁安裝過程可控，安裝精度、成橋線形以及索力均在預(yù)控范圍內(nèi)。

1 跨座式輕軌專用矮塔斜拉橋工程概況

柳州市三門江跨江橋位于三門江國(guó)家森林公園東南側(cè)，全橋長(zhǎng)360.3m，平行于既有三門江公路橋北側(cè)（上游方向）10.88m，橫跨柳江。主橋工程為（100+160+100）m雙塔雙索面鋼箱梁矮塔斜拉橋，塔、梁固結(jié)體系，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。主橋橋型立面布置圖見圖1。

圖1 主橋橋型立面布置圖（單位：mm）

主梁采用鋼箱梁與鋼軌道梁結(jié)合的形式，鋼箱梁采用單箱單室變高度鋼箱梁，主橋2號(hào)墩、3號(hào)墩設(shè)置為墩梁結(jié)合的鋼—混結(jié)合段（A0梁段）。主跨跨中及邊支點(diǎn)處梁高2.0m，中支點(diǎn)處（A0梁段)梁高6.0m，區(qū)段梁高從6.0m變化至2m，按二次拋物線變化。鋼箱梁梁寬13.6m，鋼箱梁上方設(shè)置高約1.5m、寬0.69m鋼軌道梁，線間距約4.6m，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置見圖2。

圖2 主橋橋型平面布置圖（單位：mm）

2 跨座式輕軌專用矮塔斜拉橋施工方案比選

（1）橋面對(duì)稱安裝吊機(jī)法。三門江跨江橋設(shè)計(jì)全橋鋼箱梁共45節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)度為8m，傳統(tǒng)鋼箱梁安裝方法采用橋面吊機(jī)對(duì)稱吊裝邊跨段和中跨段并安裝，同步安裝斜拉索，再進(jìn)行邊跨合龍與中跨合龍，最后調(diào)整索力與全橋線形。

采用橋面吊機(jī)進(jìn)行安裝，由于節(jié)段重量較輕，吊裝安全系數(shù)大、風(fēng)險(xiǎn)低，且結(jié)構(gòu)影響力較小，但存在以下缺點(diǎn)：鋼箱梁梁段劃分較多，空中安裝工序煩瑣，精度控制難度較大，且由于節(jié)段劃分多，導(dǎo)致水上運(yùn)輸頻繁，占用航道時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）支架法不對(duì)稱安裝法。針對(duì)橋面對(duì)稱安裝吊機(jī)法存在的問題，提出采用“浮吊+邊跨段少支架不對(duì)稱安裝”的方案，即首先對(duì)設(shè)計(jì)梁段進(jìn)行優(yōu)化，由原設(shè)計(jì)的45節(jié)重新劃分至19個(gè)節(jié)段，再根據(jù)劃分好的梁段在邊跨設(shè)置鋼管支架系統(tǒng)，頂部設(shè)置鋼墊箱與千斤頂支頂系統(tǒng)用于調(diào)整鋼箱梁標(biāo)高。通過設(shè)置邊跨支架系統(tǒng)，調(diào)整鋼箱梁節(jié)段長(zhǎng)度與吊裝順序。該方法線形控制精度較高；減少了吊裝次數(shù)，縮短了占用航道時(shí)間；在邊跨段設(shè)置少支架鋼管支架，可靈活調(diào)整鋼箱梁安裝順序。

分別從經(jīng)濟(jì)性、安全性、操作性、進(jìn)度方面進(jìn)行比較，采用橋面對(duì)稱安裝吊機(jī)法的概預(yù)算費(fèi)用約為1652萬元，施工工期約為5個(gè)月，而采用支架法不對(duì)稱安裝法所需措施費(fèi)概預(yù)算費(fèi)用約為1406萬元，施工工期約為3個(gè)月。由此可知，采用支架法不對(duì)稱安裝法進(jìn)行鋼箱梁的安裝，可以有效保證安裝精度，同時(shí)節(jié)約了施工工期。

3 跨座式輕軌專用矮塔斜拉橋施工關(guān)鍵技術(shù)措施

3.1 鋼箱梁節(jié)段優(yōu)化及吊裝順序

設(shè)計(jì)全橋鋼箱梁共45節(jié)梁段，標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)度為8m，根據(jù)方案優(yōu)化，將45段鋼箱梁重新劃分為19個(gè)節(jié)段。

變更后鋼箱梁節(jié)段劃分A0（主墩處）節(jié)段長(zhǎng)度為12m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為15.3～26m，在邊跨設(shè)置鋼管支架，鋼箱梁節(jié)段均采用400t浮吊吊裝。

3.2 邊跨支架設(shè)計(jì)

在東西兩岸邊跨段各設(shè)置邊跨支架，邊跨支架采用φ1520mm×10mm鋼管形成立柱，立柱底部設(shè)置10m鋼筋混凝土樁基錨入巖層5m，超灌5m，形成樁基錨固體系，立柱間采用φ630mm鋼管和φ325mm鋼管設(shè)置成立柱橫聯(lián)系，柱頂設(shè)置“十”字柱頂加強(qiáng)板及封頂鋼板，封頂鋼板頂部設(shè)置鋼墊箱用于支撐鋼箱梁，具體見圖3。

圖3 邊跨支架側(cè)面圖（單位：m）

3.3 鋼箱梁不對(duì)稱吊裝施工

施工現(xiàn)場(chǎng)采用1臺(tái)400t浮吊吊裝，依次由主墩向大小里程方向吊裝，最后合龍跨中段鋼箱梁。2號(hào)、3號(hào)墩A0鋼箱梁均安裝完成后，首先對(duì)2號(hào)主墩鋼箱梁進(jìn)行安裝，再對(duì)3號(hào)墩鋼箱梁進(jìn)行安裝，最后合龍跨中合龍段。具體安裝次序及鋼箱梁節(jié)段重量見表1。

表1 梁段不對(duì)稱安裝順序及參數(shù)表

H跨中合龍段安裝前，首先對(duì)邊跨支架系統(tǒng)解除支撐受力，確保邊跨段鋼箱梁處于自由懸空狀態(tài)，然后在兩端C3梁段進(jìn)行配重，最后選取在16～22℃溫度合龍H合龍段，鋼箱梁合龍完成后，調(diào)整斜拉索索力及結(jié)構(gòu)線型。

3.4 鋼箱梁精調(diào)整

在鋼箱梁安裝過程中，因?yàn)楦〉醯陌惭b精度較低，所以采用精調(diào)措施將鋼箱梁調(diào)整到位，鋼箱梁精度的調(diào)整分為2種形式，分別為粗調(diào)整和精調(diào)整。粗調(diào)整采用拉桿箱將止推板頂緊對(duì)平止推板，在止推板附近焊接馬板馬齊后，采用螺栓鎖定匹配件。精調(diào)整以臨時(shí)撓度測(cè)點(diǎn)為高程調(diào)整控制點(diǎn)，控制前后段高差，梁段調(diào)整到位后，施焊梁段焊縫，斜拉索初張后，浮吊松鉤。

4 結(jié)束語

柳州市三門江跨江輕軌橋在確定鋼箱梁安裝方案中，通過進(jìn)行詳細(xì)的方案比選，綜合經(jīng)濟(jì)性、進(jìn)度、安全性、可操作性等因素，最終選擇“浮吊+邊跨段少支架不對(duì)稱安裝”方案。該方案在實(shí)施過程中，通過對(duì)設(shè)計(jì)梁段及吊耳進(jìn)行優(yōu)化，并在邊跨設(shè)置鋼管支架系統(tǒng)，調(diào)整鋼箱梁吊裝順序，線形控制精度高，同時(shí)減少了吊裝次數(shù)，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短了占用航道時(shí)間。相比于傳統(tǒng)的橋面吊機(jī)對(duì)稱安裝方案，該方案的可實(shí)施性高，同時(shí)可以節(jié)約工期與施工成本，為類似工程施工提供一定的參考。