北盤(pán)江大橋鋼桁梁安裝方法

摘要：北盤(pán)江大橋全長(zhǎng)1020米，主橋?yàn)?36米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋，其作為山區(qū)建設(shè)的大跨度橋梁，鋼桁梁的安裝有很高的研究?jī)r(jià)值。

關(guān)鍵詞：懸索橋；鋼桁梁；安裝；方法

0 引言

改革開(kāi)放30年，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了前所未有的發(fā)展，西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)迎來(lái)了發(fā)展的黃金時(shí)期，各種基礎(chǔ)設(shè)施陸續(xù)開(kāi)工、建成，高速公路作為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要設(shè)施得到了快速的發(fā)展，一條條高速公路立案上馬，隨之山區(qū)大跨度橋梁建設(shè)越來(lái)越多，山區(qū)建設(shè)橋梁的經(jīng)驗(yàn)顯得尤為寶貴。

1 工程概況

北盤(pán)江大橋的主橋?yàn)?36米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋，東岸為4×45米的簡(jiǎn)支T梁，西岸為3×45米連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁。大橋起止樁號(hào)K64+389.5～K65+409.5，全橋長(zhǎng)1020米。其主梁由主桁、橫梁、橋面板和上、下平面縱向聯(lián)系等組成，桁高5.0m，桁寬28.0m。加勁梁通過(guò)吊索與主纜相連，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為7m，吊索錨于主桁上弦節(jié)點(diǎn)錨箱上。全橋鋼桁梁分4種吊裝節(jié)段，吊裝節(jié)段長(zhǎng)度分別為13.46m、14.00m、14.00m、19.08m（跨中節(jié)段），共45個(gè)吊裝節(jié)段、最大吊裝重量為135噸。

2 鋼桁梁安裝總體施工方案

北盤(pán)江大橋作為山區(qū)大跨度橋梁，建設(shè)時(shí)從適用、安全、經(jīng)濟(jì)、和諧、美觀(guān)等多方面進(jìn)行評(píng)估和認(rèn)證，考慮到當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸條件主梁采用鋼桁梁；施工時(shí)結(jié)合工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，考慮施工難度、工程進(jìn)度等因素，經(jīng)過(guò)施工方案比選，決定采用纜索吊裝安裝。先將鋼桁梁分節(jié)段在兩岸路基上進(jìn)行拼裝，拼完后用龍門(mén)吊和運(yùn)梁平車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)到主塔前端的起吊平臺(tái)，通過(guò)纜索吊裝系統(tǒng)逐節(jié)起吊，從中跨向兩邊對(duì)稱(chēng)安裝，鋼桁節(jié)段間先采用上弦固定鉸連接，待所有鋼桁節(jié)段及橋面板單元吊裝、安裝完畢，對(duì)全橋進(jìn)行二恒等代加載，使之線(xiàn)形與設(shè)計(jì)線(xiàn)形一致后，再連接下弦和上、下平聯(lián)及焊接橋面板。

3 準(zhǔn)備工作

3.1 纜索吊裝系統(tǒng)安裝

纜索吊裝系統(tǒng)由承重索、起重索、牽引索、支索器、跑車(chē)、起重吊架、起重及牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)、索鞍、錨墩等組成。主承重索經(jīng)過(guò)受力計(jì)算采用φ52的鋼絲繩，單側(cè)12線(xiàn)，利用架設(shè)貓道的先導(dǎo)索進(jìn)行架設(shè)，鋼絲繩繞過(guò)錨墩上的轉(zhuǎn)向平衡輪組成循環(huán)主索。完成主索架設(shè)及滑輪穿索后，利用塔吊輔助安裝跑車(chē)，待跑車(chē)安裝完畢，再用先導(dǎo)索牽引跑車(chē)往返移動(dòng)一個(gè)來(lái)回，即可完成牽引索、起重索、支索器和支索器連接鋼絲繩的安裝。

3.2 場(chǎng)地的布置

拼裝場(chǎng)：跨中節(jié)段由于比較長(zhǎng)，不便于運(yùn)輸，其拼裝場(chǎng)設(shè)在西岸主塔前端的場(chǎng)地上，拼好后直接起吊安裝，其它節(jié)段拼裝場(chǎng)設(shè)在東、西兩岸橋頭的路基上，場(chǎng)內(nèi)分別設(shè)置4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段拼裝臺(tái)座和一條騎車(chē)運(yùn)輸通道，以便于桿件的轉(zhuǎn)運(yùn)和安裝。每一拼裝場(chǎng)的配套起重設(shè)備為2臺(tái)80噸龍門(mén)吊和2臺(tái)5噸龍門(mén)吊，跨徑均21m，大門(mén)吊除了提升整個(gè)桁架節(jié)段移動(dòng)外，還兼顧一個(gè)臺(tái)座拼裝過(guò)程中的桿件提升，小龍門(mén)吊只負(fù)責(zé)當(dāng)個(gè)臺(tái)座桿件在拼裝過(guò)程中的提升。

堆放場(chǎng)：兩岸鋼桁節(jié)段堆放場(chǎng)均設(shè)在拼裝場(chǎng)的前端，待節(jié)段拼好后用兩臺(tái)80噸的龍門(mén)吊移到堆放場(chǎng)上。東岸桿件堆放場(chǎng)由于受到場(chǎng)地限制設(shè)在路基左側(cè)的棄土場(chǎng)上，西岸桿件堆放場(chǎng)直接設(shè)在拼裝場(chǎng)后端的路基上，場(chǎng)內(nèi)用20t的汽車(chē)吊作為桿件存放工具，鋼桁的構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件編號(hào)分別堆放。

4 鋼桁梁安裝

4.1 鋼桁梁構(gòu)件的檢驗(yàn)

鋼桁梁桿件進(jìn)場(chǎng)都是要經(jīng)過(guò)工廠(chǎng)加工好后用車(chē)輛轉(zhuǎn)運(yùn)到場(chǎng)的，制作誤差或轉(zhuǎn)運(yùn)變形都會(huì)對(duì)拼裝質(zhì)量造成影響，所以每批桿件進(jìn)場(chǎng)都要有質(zhì)檢人員，結(jié)合圖紙?zhí)峁┑臈U件和節(jié)點(diǎn)板的詳細(xì)尺寸，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行抽樣檢查和復(fù)核。

4.2 鋼桁梁的拼裝

4.2.1桿件拼裝

鋼桁梁的拼裝在路基上的拼裝臺(tái)座進(jìn)行，由于路基場(chǎng)地狹小，沒(méi)有試拼條件，鋼桁梁的拼裝質(zhì)量控制尤為重要。拼裝時(shí)按：下弦桿及下平聯(lián)→腹桿→上弦桿及橫梁→上平聯(lián)的順序進(jìn)行，先用沖釘及普通螺栓對(duì)各節(jié)點(diǎn)、桿件進(jìn)行定位（沖釘及螺栓數(shù)量不得少于節(jié)點(diǎn)螺栓孔數(shù)的1/3），形成框架后，對(duì)整個(gè)桁架外形及幾何尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，若桁架的空間尺寸不符合規(guī)定要求，須進(jìn)行局部的調(diào)整，滿(mǎn)足要求后，再進(jìn)行桁架的安裝。

4.2.2 高強(qiáng)螺栓施工

鋼桁節(jié)段空間尺寸檢查完畢，確定滿(mǎn)足要求后，可進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施工。先檢查高強(qiáng)螺栓的墊圈、螺母安裝正確后，上足每個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余螺栓孔，并作一般擰緊。然后將這部分高強(qiáng)螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰，完成終擰并檢查合格后，用黃或紅油漆作標(biāo)記。下一步是更換定位的普通螺栓和沖釘，更換好的高強(qiáng)螺栓按工藝進(jìn)行初擰和終擰并檢查合格后，同樣用黃或紅油漆作標(biāo)記。為保證高強(qiáng)螺栓軸力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)扳手與控制箱配套使用，并獨(dú)立供電和配置穩(wěn)壓電源，使其與大型機(jī)具電源分開(kāi)，確保電動(dòng)扳手輸出扭矩的準(zhǔn)確性，且每天上、下班都對(duì)電動(dòng)扭力扳手進(jìn)行標(biāo)定。終擰的高強(qiáng)螺栓在抽檢中不符合要求的立即更換，嚴(yán)格按高強(qiáng)螺栓施工規(guī)范執(zhí)行。

4.3 鋼桁梁的吊裝、安裝

鋼桁梁的吊裝采用纜索吊，由于纜索吊裝系統(tǒng)的主承重索的間距不足28m，且引道路基的寬度也不足28m，因此鋼桁梁按安裝方向旋轉(zhuǎn)90°在路基上進(jìn)行拼裝，待節(jié)段拼裝好后，用龍門(mén)吊吊上運(yùn)梁平車(chē)，通過(guò)軌道運(yùn)輸，經(jīng)過(guò)錨碇進(jìn)入引橋，在距主塔30米位置，通過(guò)運(yùn)梁平車(chē)上的液壓旋轉(zhuǎn)裝置將鋼桁梁節(jié)段旋轉(zhuǎn)90°至安裝方向，再次啟動(dòng)運(yùn)梁平車(chē)進(jìn)入懸吊工作平臺(tái)，進(jìn)入吊裝工作階段。由于中節(jié)段長(zhǎng)度為19.08米，比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段14.0米長(zhǎng)5.08米，即使旋轉(zhuǎn)90°拼裝后運(yùn)輸也無(wú)法通過(guò)吊裝系統(tǒng)的主承重索的邊跨索，因此，中節(jié)段在西岸主塔前面進(jìn)行拼裝，直接進(jìn)行起吊安裝。

吊裝時(shí)，先吊裝跨中M1節(jié)段，再對(duì)稱(chēng)吊裝兩邊的M2、M2A節(jié)段，當(dāng)安裝完M2和M2A次端節(jié)段后，拆除起吊平臺(tái)，M3節(jié)段運(yùn)到引橋索塔端頭后，通過(guò)設(shè)在引橋后的浪風(fēng)繩配合纜索吊下放安裝M3端節(jié)段。此時(shí)，鋼桁梁節(jié)段間的連接為上弦固定鉸接，所有荷載由吊索承擔(dān)。待安裝好鋼桁梁上盆式橡膠支座后，橋面板分別從1/4和3/4分別向主塔和跨中進(jìn)行安裝。橋面板安裝完成后，按照二期恒載進(jìn)行預(yù)壓，根據(jù)預(yù)壓的結(jié)果進(jìn)行橋面的線(xiàn)形調(diào)整和鋼桁梁節(jié)段間的下弦桿、上下平聯(lián)的連接。接著安裝豎向拉壓盆式橡膠支座和橫向抗風(fēng)支座及阻尼器（注：支座和阻尼器需在全橋荷載全部到位后，并在適宜的溫度下才能固結(jié)），鋼桁梁節(jié)段安裝完成。

5 結(jié)束語(yǔ)

北盤(pán)江大橋建設(shè)通過(guò)在拼裝前對(duì)桿件尺寸、型號(hào)進(jìn)行校對(duì)，控制臺(tái)座和節(jié)段幾何尺寸的精度及過(guò)程測(cè)量等手段，在不具備節(jié)段間試拼條件的情況下確保了鋼桁梁拼裝2mm以?xún)?nèi)的精度要求；經(jīng)過(guò)多種方案比選，大橋采用的跨度為636米的纜索吊裝系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)首次采用600米以上大跨纜索吊裝法進(jìn)行鋼桁梁及正交異性鋼橋面板整體節(jié)段安裝，是一個(gè)大膽的創(chuàng)新，施工期間該吊裝系統(tǒng)平均每天可以吊裝3~4個(gè)節(jié)段，施工進(jìn)度，施工安全儲(chǔ)備系數(shù)上均比其它安裝方案優(yōu)越，且降低了成本。技術(shù)含量高、安裝精度高、施工難度大，吊裝系統(tǒng)最大吊裝能力達(dá)160噸，在同類(lèi)型橋梁中，無(wú)論是吊裝跨度還是吊裝重量以及安裝速度，均為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。大橋根據(jù)地形地貌所選擇的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所采取的施工方案，使之成為山區(qū)大跨徑橋梁建設(shè)的一道亮點(diǎn)，該橋施工引進(jìn)的新技術(shù)、新工藝為山區(qū)修建大跨度橋梁積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，特別是纜索吊裝法將有很好的推廣前景。

參考文獻(xiàn)

[1]周昌棟,譚永高,宋官保.懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工.北京:人民交通出版社,2003

[2]王武勤.大跨度橋梁施工技術(shù).北京:人民交通出版社,2007

作者簡(jiǎn)介：石宏偉 (1981-)，男，侗族，貴州黎平人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)，土木工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)就職于貴州省公路橋梁工程總公司。