浮拖滑移技術(shù)在寒山大橋主橋施工中的應(yīng)用

念家香

浮拖滑移技術(shù)在寒山大橋主橋施工中的應(yīng)用

念家香

（中鐵一局集團廈門工程建設(shè)有限公司，廈門361004）

摘要蘇州寒山大橋主橋創(chuàng)新性地利用拱梁臨時組合體系進(jìn)行主橋結(jié)構(gòu)浮拖滑移施工，并取得成功。本文介紹浮拖滑移的施工方案，可為同類型橋梁結(jié)構(gòu)的跨河道施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞系桿拱橋拱梁臨時組合浮拖滑移

1　前言

寒山大橋主橋為單肋下承式系桿拱橋，單跨布置，跨徑為100m，橋?qū)挒?0.5m。鋼管拱拱肋采用圓端形鋼管結(jié)構(gòu)，在上、下表面以鋼板連接形成，橫向分成三個倉，主拱圈鋼管材質(zhì)為Q345qC，拱肋鋼板厚度為22mm，拱肋截面高1.6m，寬2.5m，長89.103m，總重約為203t。拱肋軸線采用拋物線，矢跨比為1/5，矢高為20m。主梁采用鋼-混凝土結(jié)合梁，由鋼結(jié)構(gòu)和混凝土橋面板組成，其中鋼梁總長為78.5m，總重約572t，吊桿標(biāo)準(zhǔn)間距為5m，吊桿為鋼絲成品索，系桿索為環(huán)氧噴涂無粘結(jié)鋼絞線成品索，拱梁節(jié)點采用混凝土結(jié)構(gòu)。

縱向結(jié)構(gòu)體系為簡支，順橋向約束情況為：一側(cè)墩頂設(shè)置固定支座，另一側(cè)墩頂設(shè)置活動支座，橫橋向約束情況為：橫橋向三個墩柱，中間墩柱為固定支座，兩側(cè)為滑動支座。見圖1。

圖1　寒山大橋上部結(jié)構(gòu)總體布置圖 （單位：m）

2　主橋施工方案選擇

下承式鋼管拱肋鋼箱梁拱橋的施工主要有兩種思路，即“先拱后梁”和“先梁后拱”的選擇，拱剛梁柔則可采用先拱后梁的方案進(jìn)行施工，梁剛拱柔則可采用先梁后拱方案進(jìn)行施工。而寒山大橋主橋的鋼箱梁及鋼管拱肋剛性均較大，且由于寒山橋橫跨京杭運河，無法占用河道施工，綜合考慮寒山大橋周邊的施工環(huán)境，經(jīng)過認(rèn)真比選，選擇拱梁臨時組合結(jié)構(gòu)浮拖滑移就位施工。

2.1拱梁臨時組合體系浮拖滑移施工優(yōu)點

（1）大膽創(chuàng)新的提出拱梁臨時組合結(jié)構(gòu)，由單一的梁受自重下?lián)?，轉(zhuǎn)化為梁自重由臨時吊桿受拉后傳遞到鋼管拱，拱受壓后對拱座產(chǎn)生推力，最后達(dá)到鋼梁整體受拉的理想形態(tài)。拱梁臨時組合結(jié)構(gòu)跨中撓度為1.2cm，端頭翹曲只有2mm，解決了運梁過河后的梁體焊接問題，保證了橋梁結(jié)構(gòu)的線形。

（2）利用浮拖滑移技術(shù)，解決了“先梁后拱”或者“先拱后梁”施工需要頻繁吊裝占用河道的的難題，利用浮拖滑移技術(shù)，同時也解決了高壓線對吊裝的制約問題。在引橋位置進(jìn)行拼裝和整體焊接，使橋梁的結(jié)構(gòu)線形及焊接質(zhì)量得到保證.同樣高效率的定位和焊接也使得施工工期縮短。

2.2整橋施工工序

（1）前期施工準(zhǔn)備

在引橋位置搭設(shè)梁體安裝胎架、鋼箱梁大節(jié)段的劃分，鋼箱梁的定位及焊接，主墩墩頂混凝土主梁、鋼混結(jié)合段、及拱腳鋼管拱預(yù)埋段、滑移浮拖系統(tǒng)的準(zhǔn)備等。

（2）中間段拱梁組合結(jié)構(gòu)拼裝

利用4根臨時拉桿將中間段鋼箱梁與中間段鋼管拱組成臨時拱梁組合結(jié)構(gòu)（其中中間段鋼梁長68.5m，其總重約為500t，中間段拱肋弦長57.078m，重134.4t）在縱移軌道上拼裝。

（3）拱梁臨時組合結(jié)構(gòu)浮拖滑移

利用運梁平車運送該臨時組合結(jié)構(gòu)縱向過河，至河道內(nèi)的鋼梁支撐在搭有桁架結(jié)構(gòu)的運輸船上進(jìn)行浮運，縱向浮運到位后，施工西岸主墩頂混凝土主梁及鋼混結(jié)合段，完成后吊裝合攏段至設(shè)計位置，進(jìn)行焊接合攏。

（4）鋼管拱門架提升就位后整橋焊接合攏

待鋼梁合攏后，解除拱梁組合結(jié)構(gòu)，并搭設(shè)中間大節(jié)段提升門吊，然后利用鋼梁上拼裝的門吊提升中間大節(jié)段拱肋至支架上，與兩側(cè)節(jié)段拼裝就位，調(diào)整拱肋整體線形滿足設(shè)計要求后，進(jìn)行整拱的焊接合攏。

3　浮拖滑移施工方案

3.1縱移施工步驟

寒山大橋主橋結(jié)構(gòu)縱移施工分六個步驟進(jìn)行，具體如下：

步驟1：68.5m大節(jié)段鋼梁拼裝完成后，采用4臺250t千斤頂頂升鋼梁，使鋼梁脫離鋼支墩，并拆除鋼支墩。見圖2。

步驟2：移梁平車移動至梁底就位，利用千斤頂將鋼梁落在移梁平車上。見圖3。

步驟3：啟動運梁平車運送鋼梁向河道方向移動，直至前支點移至軌道終點位置時停止。將600t運輸駁船移至鋼梁底部等待前支點轉(zhuǎn)換。見圖4。

步驟4：將駁船水抽出，使得駁船上浮支撐起鋼梁，使鋼梁前支點轉(zhuǎn)換至駁船上。駁船及鋼梁錨繩就位后，利用后點平車運送鋼梁橫渡運河，前點采用卷揚機輔助拖拉。見圖5。

圖2　　步驟1

圖3　　步驟2

圖4　步驟3

圖5　步驟4

步驟5：鋼梁被縱移至東岸后，對運輸船進(jìn)行注水加載，使前支點下落至東岸移動軌道上，撤出運輸船。見圖6。

步驟6：繼續(xù)縱向移動鋼梁至設(shè)計位置，精確調(diào)整就位。然后施工西側(cè)主墩混凝土梁及鋼混結(jié)合段。吊裝兩側(cè)合攏段單元到設(shè)計位置，然后進(jìn)行與縱移段之間環(huán)縫的焊接施工。見圖7。

3.2拖拉浮運就位施工技術(shù)措施

（1）鋼梁浮運時采用前點輔助拖拉，拖拉設(shè)備采用10t慢速卷揚機，放置于東岸主墩（南橋HS10墩、北橋HN9墩）現(xiàn)澆梁位置，前點拖拉點設(shè)置在運輸駁船上。

（2）在運輸駁船兩端及鋼梁端部兩側(cè)設(shè)置八字纜風(fēng)繩，以保證駁船運輸時前點位置偏移過大，纜風(fēng)繩錨固在東側(cè)岸邊地錨上。拖拉浮運措施見圖8。

3.3鋼管拱的提升安裝

（1）拱圈分段在廠內(nèi)加工制作、預(yù)拼、解體后將拱段運輸至橋址后，先采用一臺200t履帶吊將鋼管節(jié)段吊裝至鋼梁的拼裝支架上，完成中間大節(jié)段鋼管拱的拼裝，并隨鋼梁一起拖拉過河，詳見圖9。

圖6　步驟5

圖7　步驟6

圖8　　鋼梁浮運纜風(fēng)繩布置示意圖

（2）待鋼梁合攏后，采用一臺200t履帶吊將兩側(cè)拱肋節(jié)段吊裝至拱腳位置的拼裝支墩上，現(xiàn)場將兩側(cè)節(jié)段與拱腳預(yù)埋段臨時連成成整體，然后將鋼梁上的中間大節(jié)段拱肋提升到支架上，與兩側(cè)節(jié)段拼裝，焊接合攏，形成整體，詳見圖10。

4　結(jié)束語

（1）寒山大橋在安裝質(zhì)量要求高，難度大，工期緊的艱難條件下成功施工，充分證明浮拖滑移方案的正確性和科學(xué)性。

（2）根據(jù)京杭運河航道封航時間不能超過4個小時的規(guī)定，以及現(xiàn)有地形條件限制的要求，采用浮吊施工不能滿足施工要求，而利用浮拖滑移技術(shù)，南北寒山大橋在兩次浮運過程中使用時間均不超過3個小時，間接為航運交通創(chuàng)造了不小的經(jīng)濟效益。

（3）成橋后的寒山大橋線形及應(yīng)力與設(shè)計存在較大的吻合，這說明臨時拱梁組合結(jié)構(gòu)在橋梁施工控制過程中起到重要作用，也表明了該方案是正確可行的，能夠應(yīng)用于同類型的橋梁施工。

圖9　鋼管拱提升立面圖

圖10　鋼管拱提升橫橋向示意圖