大跨徑斜拉橋索塔鋼錨梁安裝施工及控制要點(diǎn)

喬　武

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中　030600)

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大跨徑斜拉橋索塔鋼錨梁安裝施工及控制要點(diǎn)

喬武

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中030600)

介紹了大跨徑斜拉橋索塔鋼錨梁的特點(diǎn)，從施工準(zhǔn)備、鋼錨梁安裝、索導(dǎo)管安裝定位等方面，闡述了鋼錨梁的施工技術(shù)，并提出了其安裝控制要點(diǎn)，有利于提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性。

斜拉橋，鋼錨梁，索導(dǎo)管，安裝精度

0　引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路建設(shè)不斷向中西部擴(kuò)展。在我國中西部地區(qū)公路建設(shè)中，大跨度斜拉橋具有高墩、大跨徑特點(diǎn)適合中西部地區(qū)溝深坡陡的地形地貌條件，被廣泛應(yīng)用到中西部公路工程建設(shè)中，在我省(山西)公路建設(shè)中的應(yīng)用也越來越多。

索塔是斜拉橋結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵組成部分，其中的拉索錨固段是非常重要的受力結(jié)構(gòu)，該段的作用在于安全、均勻的將一根斜拉索的局部集中力傳遞到塔柱。在索塔上采用鋼錨梁錨固結(jié)構(gòu)，其安裝質(zhì)量對橋梁結(jié)構(gòu)安全極其重要，是確保橋梁正常安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

1　概述

在大跨度斜拉橋建設(shè)中，索塔拉索錨固方式主要有三種類型，分別是環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨固、鋼錨箱錨固和鋼錨梁錨固。其中的鋼錨梁錨固在湖南赤石特大橋、連鹽高速灌河特大橋、上海南浦大橋等橋梁建設(shè)中得到了應(yīng)用，取得了良好的效果。

在鋼錨梁錨固構(gòu)造中，鋼橫梁是獨(dú)立構(gòu)件，其作用在于保證兩側(cè)拉索大部分水平分力的平衡，支撐在塔柱內(nèi)側(cè)的牛腿上。通過橫梁下支撐的摩阻力和水平限位裝置將不平衡水平分力傳遞至塔壁，塔柱內(nèi)側(cè)牛腿承擔(dān)拉索的豎直分力。

在鋼錨梁錨固方式下，塔壁的拉應(yīng)力小，各構(gòu)件間受力明確，受力合理。在舟山金塘大橋建設(shè)中，索塔上塔柱錨固區(qū)采用的“鋼錨梁+鋼牛腿”全鋼結(jié)構(gòu)組合方式，各構(gòu)件間受力明確，安裝速度快、定位精確，為國內(nèi)外首創(chuàng)。

2　鋼錨梁施工

在斜拉橋施工中，工程造價高昂，施工周期長，確保優(yōu)質(zhì)高效完成施工尤為重要。在鋼錨梁安裝中，首節(jié)鋼錨梁(基準(zhǔn)節(jié)段)的精確調(diào)位及鋼錨梁測量控制是施工中的關(guān)鍵，是確定安裝精度及質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

本文以某大橋錨梁的安裝為例介紹其安裝工藝。在本例中，鋼錨梁分批次進(jìn)行安裝施工，首節(jié)鋼錨梁進(jìn)行精確調(diào)位并固定后澆筑混凝土完成，再依次連續(xù)吊裝后續(xù)批次鋼錨梁，異步進(jìn)行混凝土澆筑，依次循環(huán)直至完工。安裝過程中的累積偏差分批次調(diào)整，通過對已裝鋼錨梁位置的監(jiān)測，合理確定下批次鋼錨梁的傾斜度及調(diào)整量。

鋼錨梁(如圖1所示)分為首節(jié)鋼錨梁和其他節(jié)段的安裝，鋼牛腿由座板、托架、塔壁預(yù)埋的鋼板等組成，如圖2所示，是該錨固方式中最重要的支撐結(jié)構(gòu)。

圖1　鋼錨梁結(jié)構(gòu)圖　　　　　　圖2　鋼牛腿結(jié)構(gòu)圖

2.1施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備主要包括：選擇的吊裝時段內(nèi)風(fēng)速應(yīng)不高于10 m/s，無雨霧天氣，且溫差變化較??；對機(jī)具進(jìn)行檢查，特別是吊具的制動系統(tǒng)調(diào)整等；工作平臺的安裝及檢查等。

鋼錨梁為廠內(nèi)加工成型后運(yùn)至施工現(xiàn)場。在運(yùn)輸途中，采取有效措施將構(gòu)件變形降至最低，見圖3。經(jīng)驗(yàn)收后進(jìn)入施工現(xiàn)場，進(jìn)行外觀及尺寸、平整度、油漆涂刷等校核，節(jié)段間的匹配復(fù)查等，必須進(jìn)行各構(gòu)件的預(yù)拼調(diào)整，見圖4。

　　圖3　構(gòu)件運(yùn)輸　　　　　　　　　圖4　鋼錨梁預(yù)拼

2.2首節(jié)鋼錨梁安裝

首節(jié)鋼錨梁作為基準(zhǔn)節(jié)段，需重點(diǎn)預(yù)控壁板高程、平面位置及壁板間的相對高差，安裝流程如圖5所示。

圖5　首節(jié)鋼錨梁安裝流程

在安裝支架前，對塔柱縱橫向軸線及高程標(biāo)定。安裝后的支架頂面應(yīng)盡量調(diào)平，通過在支架頂端設(shè)置可旋螺栓調(diào)整高程。

使用吊具采用軟吊帶將首節(jié)鋼錨梁緩慢吊升，安排的專人觀測到梁體底部與調(diào)整螺栓頂高差大致相當(dāng)時，發(fā)出到達(dá)預(yù)定位置指令，再配合吊具操作手將鋼錨梁緩慢落放至調(diào)整螺栓上即完成初步定位。

通過調(diào)整螺栓對梁體頂面高程進(jìn)行調(diào)節(jié)。在施工中，為確保安裝精度，保證梁體頂面高程及壁板四角相對高差滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)通過反復(fù)多次的螺栓調(diào)節(jié)方可實(shí)現(xiàn)。

按設(shè)計(jì)要求將鋼錨梁與勁性骨架的相應(yīng)部位焊接固定即安裝完成。

首節(jié)鋼錨梁安裝完畢后，隨即進(jìn)入混凝土澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)。澆筑完畢的混凝土強(qiáng)度經(jīng)測量，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可將鋼支架卸除，進(jìn)入后續(xù)安裝。

2.3索導(dǎo)管安裝定位

索導(dǎo)筒采用無縫鋼管，塔柱施工時預(yù)埋。索導(dǎo)管定位支架沿索導(dǎo)管上下端口坐標(biāo)控制點(diǎn)，在前期完成安裝的勁性骨架上進(jìn)行焊接設(shè)置。

索導(dǎo)管安裝在鋼錨梁安裝定位后進(jìn)行，只需復(fù)測鋼套筒下端口控制點(diǎn)的安裝精度即可。在滿足平順度要求的前提下，通過鋼錨梁壁板連接螺栓的松緊對下端口位置進(jìn)行微調(diào)實(shí)現(xiàn)精度要求。

2.4其他節(jié)段鋼錨梁安裝

采取單節(jié)吊裝方式將其他節(jié)段鋼錨梁吊裝到位，起吊方式與首節(jié)鋼錨梁相同。

接高安裝的鋼錨梁節(jié)段按如下標(biāo)準(zhǔn)安裝：當(dāng)單節(jié)段混凝土需要安裝2個連續(xù)節(jié)段時，則需不少于3節(jié)的鋼錨梁連續(xù)預(yù)拼，其中底部的2個節(jié)段分別起吊整體安裝，余下1節(jié)用于下一循環(huán)預(yù)拼的底節(jié)。當(dāng)混凝土只需安裝一節(jié)鋼錨梁時，則兩節(jié)預(yù)拼一次，只起吊底部一節(jié)用于塔柱上安裝即可。首節(jié)鋼錨梁壁板靠塔柱內(nèi)腔側(cè)設(shè)置對接牛腿裝置，以利接高鋼錨梁的順利就位。

對接牛腿間均采取螺栓和銷釘連接，以避免焊接壁板產(chǎn)生變形。同時為確保壁板的安裝精度，對接牛腿均在制作廠家進(jìn)行機(jī)加工。

在鋼錨梁接高安裝中，應(yīng)采取有效措施避免落放時出現(xiàn)磕碰，避免梁體變形和防銹層損壞。在落放過程中，安排專人觀測確定待安錨梁與已安錨梁的相應(yīng)位置及高度基本對正后，應(yīng)配合吊具操作手緩慢放松塔吊，將待安錨梁的全部重量逐漸轉(zhuǎn)移至已安錨梁的壁板上，通過對接牛腿位置的微調(diào)提高安裝精度。

在安裝過程中，應(yīng)對接高錨梁的頂口平面位置、高程及四角相對高差進(jìn)行復(fù)測，滿足設(shè)計(jì)要求后，將牛腿部位的對接螺栓緊固，則接高鋼錨梁的安裝完成，進(jìn)入混凝土澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)。

依次反復(fù)循環(huán)進(jìn)行節(jié)段安裝和混凝土澆筑，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.5安裝精度控制

安裝精度是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，本文僅對傾斜度控制進(jìn)行介紹。在鋼錨梁制作及安裝過程中，一定偏差的傾斜度是難免的，但不斷接高的累積偏差會逐漸加大，須將累計(jì)偏差控制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，則做好傾斜度測量和糾偏就尤為重要。

在施工中，采用鋼墊片進(jìn)行糾偏最為常見。在一批錨梁安裝定位前，應(yīng)對其實(shí)際傾斜度進(jìn)行測量后，合理確定調(diào)整值，將墊片加工后隨下批鋼錨梁安裝，以保證墊片厚度與減小后鋼錨梁高度之和同原設(shè)計(jì)鋼錨梁高度相同。

3　安裝控制要點(diǎn)

在運(yùn)輸過程中，構(gòu)件間、構(gòu)件與汽車之間須相互固定，避免因位移碰撞造成損傷。

鋼錨梁堆放應(yīng)嚴(yán)格管理，嚴(yán)禁露天，防止雨淋、油污和腐蝕。

起重人員要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，吊運(yùn)桿件時要“輕、穩(wěn)、準(zhǔn)”，嚴(yán)禁碰撞和拖拽。

鋼錨梁的吊裝及定位是索塔施工的技術(shù)重點(diǎn)。在吊裝過程中，為確保鋼橫梁下放中的穩(wěn)定，吊點(diǎn)應(yīng)對稱設(shè)置。

安裝精度會直接影響后續(xù)施工的質(zhì)量。為將安裝誤差降到最低，進(jìn)行測量時應(yīng)將大霧等影響精度因素避開，還應(yīng)重視和加強(qiáng)精度復(fù)測。

在安裝首節(jié)鋼錨梁前，通過對索塔的監(jiān)測準(zhǔn)確合理的確定首節(jié)鋼錨梁安裝位置及預(yù)抬高值。

精確安裝預(yù)埋底座是保證首節(jié)鋼錨梁實(shí)現(xiàn)精確安裝的前提。

4　結(jié)語

在斜拉橋建設(shè)中，鋼錨梁錨固方式對起吊設(shè)備要求小，接高安裝采用螺栓，具有高效、精度易控制、施工簡單的特點(diǎn)，可極大的提高施工進(jìn)度，在安全上具有較大保障。在施工中，重視安裝精度測量，嚴(yán)格執(zhí)行安裝工藝和質(zhì)量控制措施，確保整個工程優(yōu)質(zhì)高效。

與傳統(tǒng)混凝土作為斜拉索錨固段相比，在斜拉橋上采用鋼錨梁錨固方式受力明確，且造型美觀，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，進(jìn)行推廣應(yīng)用將有助于提高我國橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全。

[1]中交集團(tuán)第二航務(wù)工程局有限公司.斜拉橋索塔鋼錨梁安裝施工工法[Z].

[2]楊輝.大跨斜拉橋鋼錨梁安裝施工要點(diǎn)及精確定位[J].北方交通，2015(12)：134-137.

[3]暴興才.大跨度斜拉橋鋼錨梁的安裝及質(zhì)量控制[J].交通世界，2015(9)：13-15.

The installation construction and control key points of long span cable stayed bridge cable bent tower steel anchor beam

Qiao Wu

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

This paper introduced the characteristics of long span cable stayed bridge cable bent tower steel anchor beam, from the construction preparation, steel anchor beam installation, cable conduit installation location and other aspects, elaborated the construction technology of steel anchor beam, and put forward its installation control key points, conducive to improve the overall safety of bridge structure.

cable stayed bridge, steel anchor beam, cable duct, installation precision

1009-6825(2016)21-0179-02

2016-05-18

喬武(1972- )，男，助理工程師

U448.27

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