斜拉橋鋼管塔支架吊裝法安裝技術

周慶

【摘 要】以沈陽市金陽大街高架橋的獨塔斜拉橋施工為例，詳述斜拉橋鋼管塔采用塔吊加安裝支架的安裝施工技術。實踐證明該技術施工速度快、安全可靠，具有較好的實用性。

【關鍵詞】斜拉橋；鋼管；支架安裝；橋梁施工

【Abstract】In Shenyang City， Jinyang Avenue elevated bridge of single tower cable-stayed bridge construction as an example， the cable-stayed bridge steel tower with tower crane installation technology and mounting bracket. Practice has proved that the technology of fast construction speed， safe and reliable， has good practicality.

【Key words】Cable-stayed bridge；Steel pipe；Mounting bracket；Bridge const ruction

1 概況

金陽大街高架橋跨沈營公路為一單塔兩跨斜拉橋，跨徑布置為2×57m，橋長114m，69#主塔墩分左右側墩，跨越沈營路，采用塔墩梁固結體系，68#、70#墩為過渡墩。主梁為預應力混凝土單箱五室箱梁，主塔由混凝土下塔柱和鋼管混凝土上塔柱構成，總高66.3m，下塔柱高度11.3 m，其上部設一道橫梁，均為預應力混凝土結構。斜拉索OVM.GJ鋼絞線整束擠壓拉索體系，斜拉索共40根，呈雙索面扇形布置，塔端采用叉耳式錨固，梁端采用混凝土齒板錨固，橋式結構見圖1。

主塔上塔柱為變截面鋼管混凝土結構，向橋外4°傾斜，高55m，鋼管分為0～5#共6個節(jié)段，鋼管橫截面為圓形，自底部向塔頂逐漸變?yōu)榧庑危撞夸摴苤睆?. 5m，壁厚30mm，上部鋼管壁厚15mm，0#節(jié)段鋼管埋入下塔柱中，除尖端外鋼管內(nèi)填充C50混凝土，塔鋼管節(jié)段的安裝是斜拉橋主塔施工的重難點，各節(jié)段鋼管長度及重量如表1：

2 塔鋼管節(jié)段安裝

2.1 吊裝方案擬定

鋼管的4#節(jié)段重近20t，距地面高近50m，若采用汽車吊機安裝，如此大噸位的汽車吊機在當?shù)睾茈y租賃，經(jīng)多方比選考慮采用“塔吊+安裝支架”的吊裝方案：在主塔墩的左墩側設1臺塔吊，左右側墩位處分別拼裝安裝支架，利用支架頂卷揚機系統(tǒng)各自吊裝側墩的1#～4#節(jié)段，兩側的5#節(jié)段均由塔吊安裝。

2.2 塔吊的選型與布置

在69#左墩大里程側布置的塔吊需滿足下塔柱、橫梁、主梁、安裝塔架和斜拉索掛設的需要，要求其吊距不小于55m，最小吊重不小于25kN，經(jīng)比選確定選用3000kN·m塔吊，高度80m，根據(jù)廠家技術要求，在上塔柱安裝支架上設置1道附著，附著力按400kN設計。塔吊的擴大基礎布置于左墩承臺側。

2.3 支架結構設計與布置

安裝支架采用框架結構，橫橋向長14m，順橋向?qū)?.6m，總高度60m，框架桿件采用φ1000、870及φ670mm鋼管，支架頂布置1臺10t卷揚機及轉(zhuǎn)向滑輪組吊裝系統(tǒng)，卷揚機按400m的容繩量配置。支架結構按12個工況進行受力分析，6級風下能正常作業(yè)， 4#節(jié)段吊裝為最不利工況，塔吊附著于支架中節(jié)，采用Midas有限元分析得安裝支架結構的最大水平位移為15mm。安裝支架平面布置見圖2。

2.4 節(jié)段安裝

2.4.1 0#節(jié)段安裝

0#節(jié)段是鋼塔的基座，在下塔柱混凝土澆筑前須先就位和固定，采用塔吊和汽車吊即可吊裝，預埋支架為槽鋼焊接成的桁架，并在鋼管支承位焊接限位卡塊便于0#節(jié)段就位，支架在澆筑下塔柱第一次混凝土時即提前預埋，支架除應能承受鋼管重量外，還應能調(diào)節(jié)形位并有效鎖定。當0#鋼管節(jié)段臨時就預埋支架位后，進行塔柱空間位置測量，用調(diào)整螺栓、千斤頂、倒鏈等調(diào)整。

2.4.2 1#～4#節(jié)段安裝

1#鋼管節(jié)段的安裝步驟為：在安裝支架上安裝限位框→鋼管節(jié)段就位→提升鋼管進入支架內(nèi)→繼續(xù)提升鋼管至限位框內(nèi)與0#節(jié)段對接→精確定位并固定→焊接，同樣方法安裝2#～4#鋼管節(jié)段。安裝支架吊裝鋼管見圖3。

鋼管在地面由平躺到直立的過程很重要，需要卷揚機慢慢向上提升鋼管的上口，同時運送鋼管的板車順應著向支架內(nèi)喂送。為便于定位，需在已安裝的節(jié)段頂端焊接定位導向板，當鋼管節(jié)段吊裝至已安裝節(jié)段上方50 cm時，通過調(diào)整鋼管傾角及旋轉(zhuǎn)等方式使上下節(jié)鋼管接口粗略對齊，然后下放并沿著定位導向板慢慢下滑，直至端面全部接觸。鋼管吊裝就位后依托可拆卸倒用的限位框來精確定位，用手搖千斤頂調(diào)整，通過用手拉葫蘆等工具進行安裝就位時角度的精調(diào)，與下節(jié)焊接完后即可填充混凝土，再安裝上節(jié)鋼管。

由于鋼塔設計成外傾，當?shù)跹b4#節(jié)段時，需先從可上升的空檔內(nèi)提升鋼管越過已安裝的3#節(jié)段，再平移鋼管就位，卷揚機在頂操作平臺上須能自由滑移，做法是卷揚機底座與平臺間設四氟板并涂抹黃油。

2.4.3 5#節(jié)段安裝

5#鋼管節(jié)段是塔的頂節(jié)，采用塔吊安裝，其吊點不宜設置太高，否則解鉤和拆除吊點不便，同時由于塔尖不設爬梯，在安裝前應將面漆提前做好。

3 主塔施工控制

由于塔鋼管每個節(jié)段在安裝后即須填充混凝土，鋼管與混凝土自重會在橫橋向產(chǎn)生水平分力和偏位，同樣，傾斜的斜拉索安裝后也會產(chǎn)生橫橋向的水平分力引起偏位，還要考慮上節(jié)鋼管安裝的偏差影響，因此鋼管節(jié)段應根據(jù)施工監(jiān)控指定位置進行安裝。1#～5#鋼管節(jié)段頂口安裝預偏量（橫橋向遠離橋中心值）如表1：

在鋼管塔的安裝檢測過程中，引入精密全站儀（萊卡A1800）配置球形棱鏡，以實現(xiàn)鋼管節(jié)段安裝定位的測量控制、焊接后的位置檢測，保證節(jié)段的安裝精度、相鄰節(jié)段之間的匹配以及鋼管塔的整體線形。在測量過程中，最大的不確定因素就是測量點操作的穩(wěn)定性。在檢測過程中若使用帶測桿的棱鏡將很難保證測量精度，為此在檢測工作中采用高精度球形棱鏡，充分利用其高精度、易于定位、方便靈活的優(yōu)點，實現(xiàn)了鋼管塔的安裝過程檢測。測量時間應控制在日出之前進行測量.盡可能避免因溫度引起的塔柱變形而影響測量結果。

由于是在省道沈營公路上施工斜拉橋，從拼裝安裝支架到節(jié)段吊裝均屬高空、交通道上作業(yè)，在支架周邊均需設置臨邊掛網(wǎng)，鋼絲繩吊裝安全系數(shù)均大于6，鋼管節(jié)段起吊時均設置糾偏纜風及保險繩，通過各種防護，兩側鋼塔吊裝作業(yè)均安全可控。

結語：

由于采用塔吊+安裝支架方案，成功解決了在交通繁忙的公路上安裝斜拉橋鋼管高塔的吊裝難題，兩個側塔安裝近2個月完成，工期得到了保證，整個作業(yè)期間未出現(xiàn)安全事故，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟和社會效益。

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