安海灣特大橋鋼混結(jié)合段吊裝關(guān)鍵技術(shù)

蘇志鵬

摘要：以安海灣特大橋鋼混節(jié)段鋼箱梁吊裝為背景，對鋼混結(jié)合段鋼箱梁吊裝施工的重難點進(jìn)行研究，從橋面吊機(jī)改造、鋼箱梁吊裝過程以及鋼箱梁姿態(tài)調(diào)整等方面，講解鋼箱梁吊裝關(guān)鍵技術(shù)，為今后同類型橋梁施工提供技術(shù)指導(dǎo)與參考。

Abstract： Taking the steel box girder hoisting of the steel-concrete section of the Anhaiwan Bridge as the background， the important and difficult points of the steel box girder hoisting construction of the steel-concrete joint section are studied， and the key technologies of steel box girder hoisting are explained from the bridge deck crane transformation， the steel box girder hoisting process and the steel box girder posture adjustment， which provide technical guidance and reference for the construction of similar bridges in the future.

關(guān)鍵詞：安海灣特大橋;鋼混結(jié)合段;橋面吊機(jī);姿態(tài)調(diào)整

Key words： Anhaiwan Bridge;steel-concrete joint section;bridge deck crane;attitude adjustment

中圖分類號：U448.27 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0132-03

0 ?引言

混合梁連續(xù)鋼構(gòu)橋是一種新型梁式橋，它是將連續(xù)鋼構(gòu)橋主跨跨中的一段混凝土箱梁替換為鋼箱梁，混凝土梁和鋼箱梁在結(jié)構(gòu)層次上連接在一起，共同構(gòu)成了連續(xù)鋼構(gòu)橋的主梁部分?；旌狭哼B續(xù)剛構(gòu)橋充分發(fā)揮了混凝土梁的壓重作用和鋼箱梁跨越能力大的特點，在結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能與經(jīng)濟(jì)性之間尋求一個很好的平衡點。目前，混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋主跨大且應(yīng)用逐漸增多，鋼混結(jié)合段作為剛度和傳力的過渡構(gòu)造，施工工藝尤為重要。本文結(jié)合安海灣特大橋施工，在鋼混結(jié)合段鋼箱梁吊裝關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了簡單的探討。

1 ?工程概況

安海灣特大橋主橋跨徑為（135+300+135）m的混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋，主墩兩側(cè)采用混凝土懸澆，中跨合龍段為103m鋼箱梁整體吊裝，鋼箱梁與混凝土節(jié)段間設(shè)5m長鋼混結(jié)合段。其中鋼混結(jié)合段包含1m的純混凝土段、有1.5m的鋼混混合截面段和2.5m的純鋼結(jié)構(gòu)段。

鋼混結(jié)合段設(shè)計為有格室的后承壓板構(gòu)造，既將鋼箱梁端部的頂板、底板和腹板做成雙壁板，在雙壁板內(nèi)部設(shè)PBL剪力板和L剪力釘，形成鋼格室，鋼格室順橋向長度為1.5m，如圖1所示。在鋼格室內(nèi)填充微膨脹纖維混凝土，通過兩端分別錨固于鋼箱梁剛度過渡區(qū)和混凝土梁橫隔梁上的預(yù)應(yīng)力短束使鋼箱梁與混凝土箱梁緊密結(jié)合。

2 ?施工重難點分析

安海灣特大橋主橋鋼混結(jié)合段吊裝前，先進(jìn)行橋面吊機(jī)改造，將鋼混結(jié)合段鋼箱梁吊裝到位后，調(diào)整鋼箱梁姿態(tài)，最后采用勁性骨架鎖定。鋼混結(jié)合段吊裝施工過程有以下施工重難點：

①鋼混結(jié)合段鋼箱梁作為起始段鋼箱梁，其安裝精度是控制的重點;②鋼混結(jié)合段鋼箱梁縱橋向采用單吊點起吊，橫橋向采用雙吊點起吊，在勁性骨架未固定時，鋼箱梁在懸吊狀態(tài)下，縱橫向、仰角均為可變工況，鋼箱梁姿態(tài)調(diào)整困難;③鋼混結(jié)合段鋼箱梁總計366噸，橋面吊機(jī)作為承重構(gòu)件，直至結(jié)合段預(yù)應(yīng)力張拉完成后橋面吊機(jī)上提升系統(tǒng)才能卸載，對橋面吊機(jī)及其提升系統(tǒng)性能要求高;④安海灣特大橋橋址水位較淺，大型運輸船作業(yè)需要高潮前后時間作業(yè)，鋼箱梁吊裝作業(yè)時間苛刻。

3 ?結(jié)合段鋼箱梁吊裝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 橋面吊機(jī)改造

鋼混段橋面吊機(jī)采用菱形掛籃的主桁系統(tǒng)、走形系統(tǒng)及錨固系統(tǒng)改造而成。菱形桁架前上橫梁上設(shè)有兩個預(yù)留孔，安裝提升千斤頂用于鋼箱梁吊裝，在菱形桁片上設(shè)有多個法蘭，可將兩個或多個菱形桁片直接采用法蘭連接或聯(lián)系橫梁、聯(lián)系桁架連接，增加主桁架的整體剛度。鋼混結(jié)合段鋼箱梁吊裝前，先要完成橋面吊機(jī)改造，改造過程如下：

3.1.1 承重桁架改造

依次拆除菱形掛籃的底籃系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)，再在菱形桁片間增加聯(lián)系橫梁和聯(lián)系桁架，用法蘭及高強(qiáng)螺栓連接，增加橋面吊機(jī)的整體剛度。

3.1.2 安裝縱向位移微調(diào)系統(tǒng)

在前上橫梁與菱形桁架前拉桿接觸位置安裝滑板，測量放樣出鋼箱梁吊點位置，調(diào)整前上橫梁的前后位置，并在前拉桿上安裝YDT-800水平頂推千斤頂，在鋼箱梁姿態(tài)調(diào)整時，配合液壓油泵和滑板調(diào)整前上橫梁的縱向位置?？v向滑移系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

3.1.3 安裝提升系統(tǒng)

在前上橫梁預(yù)留孔處增加千斤頂?shù)鬃ㄟ^底座分別將兩臺LSD5000-400提升千斤頂固定在前上橫梁上，再將24根？準(zhǔn)17.8mm鋼絞線穿過提升千斤頂，并在鋼絞線末端安裝夾持器，最后將提升千斤頂與液壓泵站、計算機(jī)控制系統(tǒng)連接在一起，完成提升系統(tǒng)安裝。提升系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

3.1.4 安裝吊具及縱坡調(diào)整系統(tǒng)

采用特制吊具進(jìn)行鋼混結(jié)合段縱坡調(diào)整，安裝吊具前先在吊具上安裝一臺YDT-800水平頂推千斤頂，再將吊具與安裝在鋼絞線前端的夾持器銷接在一起，至此橋面吊機(jī)改造完成。

3.2 吊具安裝及下放

為減少吊具下放作業(yè)時間，增加鋼箱梁運輸船錨泊定位富余時間，降低淺水區(qū)吊裝施工風(fēng)險，在橋面吊機(jī)桁架間設(shè)置下放與提升吊具的卷揚機(jī)，提前將吊具通過鋼絲繩及安裝在主桁上的定滑輪下放至一定高度，再用卷揚機(jī)將吊具提升至不影響運輸船錨泊定位。待運輸船舶錨泊定位完成后，利用卷揚機(jī)再次下放吊具與鋼箱梁上吊耳銷接。

3.3 鋼箱梁吊裝

利用計算機(jī)控制系統(tǒng)控制液壓泵站和提升千斤頂，進(jìn)行逐級加載，直至各千斤頂達(dá)到其理論荷載的80%為止，停止并對吊點、吊具以及吊架等構(gòu)件進(jìn)行檢視;

利用計算機(jī)控制泵站加載千斤頂達(dá)到其理論荷載的100%，即計算機(jī)壓力表顯示3MPa時，對鋼箱梁進(jìn)行同步提升，直至鋼箱梁底部離開運輸船0.5m為止，對吊點、吊具以及橋面吊等構(gòu)件進(jìn)行檢視;

利用計算機(jī)控制系統(tǒng)的位移值對鋼箱梁左右吊點進(jìn)行調(diào)平，檢查各個千斤頂?shù)膶嶋H荷載是否在其理論荷載的±10%以內(nèi)，根據(jù)檢驗結(jié)果，決定進(jìn)行提升或?qū)摶旖Y(jié)合段下放至運輸船上終止本次作業(yè);

將計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置為自動提升模式，同步提升鋼混結(jié)合段鋼箱梁。提升過程中，實時連續(xù)監(jiān)測每個千斤頂?shù)男谐碳昂奢d，在每一行程中，計算機(jī)可以對各行程進(jìn)行自動檢測和調(diào)節(jié)，同時利用全仗義觀測事先安裝在箱梁四個角點的棱鏡，每半小時觀測一次，通過與計算機(jī)數(shù)據(jù)比對高差，起到雙重復(fù)核鋼箱梁平衡的效果，確保各千斤頂同步性滿足設(shè)計要求;

直到鋼箱梁頂部距離混凝土箱梁懸臂端底部約0.5m高度處停止，檢查懸澆混凝土箱梁前端鋼筋、鋼絞線或其它構(gòu)件是否阻礙鋼箱梁繼續(xù)吊裝;

確認(rèn)無影響后，自動同步提升鋼混結(jié)合段，直到鋼箱梁頂部高于混凝土箱梁懸臂端頂部約1m高度處停止。采用槽鋼進(jìn)行鋼箱梁與混凝土梁的臨時固結(jié)，人工將預(yù)應(yīng)力束逐一穿過鋼箱梁上的預(yù)應(yīng)力孔中，待懸臂端鋼絞線穿束完畢后解除臨時限位，鋼箱梁下放至比橋面標(biāo)高高5cm處。

3.4 鋼箱梁姿態(tài)調(diào)整

鋼箱梁吊裝到位后，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)結(jié)合監(jiān)控指令要求，采用改造時橋面吊機(jī)上安裝的三維調(diào)整系統(tǒng)對結(jié)合段鋼箱梁空間姿態(tài)進(jìn)行微調(diào)。按照各控制指標(biāo)間的互相影響因素大小，確定調(diào)整順序：先調(diào)節(jié)結(jié)合段鋼梁的縱橫坡，其次調(diào)整鋼梁的平面位置，最后調(diào)整高程。

3.4.1 鋼箱梁縱橫坡調(diào)整

操作計算機(jī)控制系統(tǒng)單獨控制前上橫梁上安裝的左右LSD5000-400連續(xù)式千斤頂，通過千斤頂升降調(diào)節(jié)鋼箱梁頂面橫坡。利用計算機(jī)控制系統(tǒng)控制吊具上的縱向頂推千斤頂進(jìn)行鋼混結(jié)合段縱坡調(diào)整，通過頂推千斤頂頂升實現(xiàn)吊索在吊具上縱橋向移動，使鋼混結(jié)合段鋼箱梁的重心產(chǎn)生微小偏移從而在鋼箱梁自重作用下形成需要的縱坡。鋼箱梁縱坡調(diào)整示意圖如圖4所示。

3.4.2 鋼箱梁平面位置調(diào)整

利用計算機(jī)控制系統(tǒng)單獨控制位于橋面吊機(jī)前拉桿上的縱向調(diào)位系統(tǒng)（縱向液壓千斤頂和滑板）調(diào)整前上橫梁的縱向位置，使LSD5000-400連續(xù)式千斤頂及吊索跟隨前上橫梁一起前后移動，調(diào)節(jié)鋼箱梁縱向位置，直至鋼混結(jié)合段與混凝土箱梁懸臂端的縱向位置匹配精度達(dá)到要求為止。

鋼混結(jié)合段鋼梁需要調(diào)整橫向位移時，將頂面勁性骨架臨時點焊固定在混凝土梁段上，因調(diào)整距離很小，反力很小，點焊即可滿足要求，利用臨時固定的勁性骨架作為反力架，配合手動螺旋式千斤頂調(diào)整，直至橫橋向位置滿足規(guī)范要求。

3.4.3 鋼箱梁高程調(diào)整

平面位置及縱橫坡調(diào)整就位后進(jìn)行精確調(diào)整標(biāo)高，調(diào)整高程時應(yīng)控制其它指標(biāo)基本不變。將計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置為下放微控模式，非常緩慢地放下鋼混結(jié)合段鋼箱梁，直至鋼箱梁與混凝土箱梁懸臂端的豎向匹配精度達(dá)到要求為止。

4 ?結(jié)語

綜上所述，安海灣特大橋鋼混結(jié)合段鋼箱梁吊裝施工，采用菱形掛籃改造的新型橋面吊機(jī)吊裝，該橋面吊機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，重量輕，承載力大、變形小，其上設(shè)有空間三維調(diào)整系統(tǒng)，能夠快速、高效地調(diào)整懸吊狀態(tài)下鋼箱梁的縱橫向、仰角、平面位置、高程。鋼混結(jié)合段吊裝關(guān)鍵技術(shù)可供類似工程參考借鑒。

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