斜拉橋鋼錨梁施工關(guān)鍵技術(shù)研究

章斌

摘要：本文以嘉魚長江公路大橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢π崩瓨蜾撳^梁施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。分別對鋼錨梁和鋼牛腿相結(jié)合的錨固形式、上塔柱鋼錨梁施工、其他各節(jié)段鋼錨梁施工和鋼錨梁安裝精度控制及糾偏進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。基于合理的施工組織設(shè)計，結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力和變形始終處于可控范疇，并且在成橋后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形滿足設(shè)計要求，符合理論預(yù)期。

關(guān)鍵詞：斜拉橋;鋼錨梁;關(guān)鍵技術(shù);鋼牛腿;錨固

1 工程概況

嘉魚長江公路大橋位于長江中游嘉魚至燕窩河段，嘉魚長江公路大橋主跨920米為非對稱單側(cè)混合梁半浮體系斜拉橋。索塔高度為255.41m，共劃分為58個節(jié)段，索塔施工精度要求非常高，因此索塔施工存在許多難點(diǎn)主要有：索塔施工設(shè)備布置;索塔施工測量控制;鋼錨梁施工;索塔高性能混凝土施工;下橫梁施工;環(huán)形預(yù)應(yīng)力施工以及施工組織。其中鋼錨梁的施工是索塔施工的最關(guān)鍵問題。鋼錨梁的加工精度和安裝精度較高，特別是第一節(jié)鋼錨梁的安裝定位尤為困難，是整個索塔鋼錨梁施工的關(guān)鍵。本項(xiàng)目的鋼錨梁采用的是鋼錨梁加鋼牛腿的錨固形式，一個鋼錨梁和兩個鋼牛腿組成一套鋼錨梁。由于斜拉橋錨固區(qū)受力性能和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在斜拉橋設(shè)計中需要考慮鋼與混凝土材料的不均勻性、彈塑性、施工工藝等因素的影響[1-3]。鋼錨箱作為一種新型結(jié)構(gòu)，充分利用了錨箱和錨室作為高性能鋼材的抗拉性能和混凝土的受壓性能，以及各種材料的力學(xué)性能[4-6]。

2 上塔柱鋼錨梁施工

鋼錨梁是斜拉索錨固結(jié)構(gòu)，索塔鋼錨箱塔柱節(jié)段為主要受力構(gòu)造[7-8]除前幾對斜拉索直接錨固在底座上以外，其它拉索都錨固在鋼錨梁上。將鋼錨梁的各個節(jié)段通過螺栓連接;在混凝土底座上用鋼錨梁底座支承連接鋼錨梁，鋼錨梁、鋼錨梁基礎(chǔ)底座各個節(jié)段均以焊接的方式進(jìn)行連接。鋼錨梁及鋼錨梁底座均采用ZSC50180塔吊吊裝。

2.1 首節(jié)鋼錨梁及鋼牛腿吊裝定位前準(zhǔn)備工作

首節(jié)鋼錨梁的施工是整個索塔鋼錨梁施工的關(guān)鍵，它的安裝前的準(zhǔn)備工作主要有：施工之前應(yīng)該在主塔下方完成前2節(jié)鋼錨梁的工地預(yù)拼以此來驗(yàn)證相鄰兩個鋼錨梁之間的契合度、尺寸大小以及累計高程誤差和傾斜趨勢程度等，有利于后續(xù)制作時進(jìn)行必要調(diào)整;對主塔施工節(jié)段頂標(biāo)高及平面位置進(jìn)行測量，作為首節(jié)鋼錨梁及鋼牛腿精確定位指導(dǎo)數(shù)據(jù);調(diào)位支架已安裝完成，確保安裝精度滿足設(shè)計要求，根據(jù)計算的支架豎向變形值及對主塔標(biāo)高測量值，將支架上方的微調(diào)螺栓頂標(biāo)高進(jìn)行預(yù)抬，并保持螺帽表面平整清潔;在調(diào)位支架橫梁上方用紅色油漆標(biāo)出鋼錨梁輪廓線作為定位標(biāo)線，在鋼錨梁下翼緣板對應(yīng)位置也利用紅色油漆標(biāo)出定位標(biāo)線;索塔勁性骨架安裝完成;安裝過程中需要在2個鋼牛腿預(yù)埋板的4個底腳處連接手拉葫蘆作為鋼錨梁及鋼牛腿下放導(dǎo)向，鋼錨梁吊裝前根據(jù)連接卸扣大小安裝臨時耳板，耳板焊接在預(yù)埋板側(cè)下方，定位完成后切除;鋼錨梁與吊索已連接完成。

2.2 首節(jié)鋼錨梁及鋼牛腿吊裝和初定位

吊裝工作宜選擇在無風(fēng)、不降雨和沒有霧霾的天氣，并且在溫差小的時候進(jìn)行。將鋼錨梁和鋼牛腿移至相對應(yīng)的塔肢上方，然后降落到勁性骨架頂口。用4個手拉葫蘆作為導(dǎo)向一端與預(yù)埋板連接，另外一端錨固于塔柱混凝土頂面。手拉葫蘆連接完成后，在降下塔吊的吊鉤。在降下吊鉤的過程中通過手拉葫蘆配合使鋼錨梁與鋼牛腿安全的降落到對應(yīng)的支架上。

2.3 首節(jié)鋼錨梁和鋼牛腿精準(zhǔn)調(diào)位

鋼錨梁和鋼牛腿的精準(zhǔn)調(diào)位分為標(biāo)高精準(zhǔn)調(diào)位、順橋向和橫橋向精準(zhǔn)定位。精準(zhǔn)調(diào)位施工順序?yàn)榈谝徊竭M(jìn)行標(biāo)高精確調(diào)位第二步在進(jìn)行橫橋向和順橋向精準(zhǔn)調(diào)位。調(diào)位需要準(zhǔn)備4臺手拉葫蘆、首節(jié)鋼錨梁和鋼牛腿精確調(diào)位勁性骨架、精確調(diào)位支架等。

（1）標(biāo)高精確調(diào)位

完成初步的鋼錨梁和鋼牛腿定位之后，測量斜拉索錨的錨固點(diǎn)和鋼錨梁頂?shù)臉?biāo)高，用來確定差值。調(diào)位過程中利用手拉葫蘆進(jìn)行微調(diào)，平穩(wěn)后從新測量到鋼錨梁和混凝土牛腿各個標(biāo)高的控制點(diǎn)，如果不能夠滿足要求就繼續(xù)調(diào)整，必須調(diào)整到標(biāo)高符合施工組織設(shè)計要求后再在現(xiàn)場進(jìn)行精準(zhǔn)螺栓的限位安裝。

（2）縱橋向和橫橋向精確調(diào)位

在進(jìn)行鋼錨梁和鋼牛腿縱橋向、橫橋向的精確調(diào)位之前完成斜拉索錨的固點(diǎn)和鋼錨梁頂?shù)臉?biāo)高調(diào)整，在鋼錨梁和鋼牛腿縱橋向和橫橋向的精準(zhǔn)調(diào)位的基礎(chǔ)上用手拉葫蘆進(jìn)行手動微調(diào)，達(dá)到精度滿足施工組織設(shè)計的要求。精確調(diào)位結(jié)束后，為了對縱橋向進(jìn)行有效的限位，將橫向限位裝置嵌入鋼牛腿和調(diào)位裝置間同時利用焊接技術(shù)對定位鋼板和鋼牛腿進(jìn)行有效連接。

3其他各節(jié)鋼錨梁施工

其他各節(jié)段拼裝總體工藝流程如下圖所示。

其他各節(jié)鋼錨梁吊裝前準(zhǔn)備工作流程如下：

（1）塔吊例行檢查。

（2）提前掌握施工地點(diǎn)的氣象情況。

（3）檢查扳手、沖釘、連接高強(qiáng)螺栓等準(zhǔn)備情況。

（4）檢查和清潔節(jié)段間接觸端面和高強(qiáng)螺栓連接面。

（5）在工作面準(zhǔn)備好手拉葫蘆、照明裝置、電源線和牽引繩。

（6）在工作面搭設(shè)簡易工作平臺。

（7）測量前一節(jié)段高程及平面偏差數(shù)據(jù)，作為本節(jié)段接高施工控制的指導(dǎo)數(shù)。

4鋼錨梁安裝精度控制及糾偏

4.1鋼錨梁安裝精度控制

鋼錨梁的軸線偏位容許偏差為±5mm，而且錨固點(diǎn)的位置在橫橋向和順橋向上的容許偏差僅為±5mm，因此必須采取一系列的措施來確保安裝精度。安裝鋼錨梁和鋼牛腿時除了需要控制溫度和風(fēng)力修正以及精確定位首節(jié)外，還需要采用以下精度控制措施：

（1）準(zhǔn)確計算首節(jié)鋼錨梁及鋼牛腿安裝位置

計算鋼錨梁的理論幾何線形。鋼錨梁和上塔柱混凝土的兩條中心線處于重疊狀態(tài)：

1）補(bǔ)償鋼錨梁到成橋后的超長值。

2）基礎(chǔ)沉降量。

3）施工階段的鋼錨梁壓縮量。

（2）采用適當(dāng)?shù)臏y量手段，精確鋼錨梁安裝時的測量值

1）定位方式

鋼錨梁的平面位置的定位按坐標(biāo)法放樣的方式進(jìn)行，鑒于此，擬采用精密全站儀做精密三角高程的方式測設(shè)高程。

2）儀器的選用

由于鋼錨梁的定位精度要求極高，一般的全站儀已經(jīng)滿足不了要求，采用天寶全站儀，全站儀的測角精確值為0.5，測距精確值達(dá)到了0.6+1ppm。

3）測設(shè)點(diǎn)選擇

測站點(diǎn)和后視點(diǎn)直接使用索塔控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)，該控制網(wǎng)為大橋首級控制網(wǎng)，以靜態(tài)GPS方式，按GPS測量規(guī)范中的B等精度進(jìn)行測設(shè)。

4）調(diào)控過程

首先測量高程，標(biāo)示出支撐骨架的高程，使支撐骨架的頂面高程基本達(dá)到設(shè)計高度，支撐骨架搭設(shè)好后，復(fù)核其頂面標(biāo)高并標(biāo)示出鋼錨梁的軸線位置，設(shè)置好橫向限位裝置。然后吊裝牛腿及鋼錨梁。吊裝到位后，復(fù)核鋼錨梁各角點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，如有偏差，通過微調(diào)裝置進(jìn)行微調(diào)，使坐標(biāo)及高程的偏差值在規(guī)范容許偏差范圍內(nèi)。

4.2鋼錨梁及鋼牛腿糾偏措施

由于鋼錨梁和鋼腿在制造和安裝中的偏差，隨著錨梁的連續(xù)連接，預(yù)偏差逐漸累積并增加，因此有必要控制分段安裝中的累積偏差。當(dāng)節(jié)段安裝到一定高度時，應(yīng)糾正偏差。當(dāng)使用鋼墊來校正偏差并制造鋼錨定梁時，應(yīng)相應(yīng)減小每個墊圈上側(cè)的鋼錨定梁的高度，以使墊圈的厚度和高度之和減少后的鋼錨梁的高度應(yīng)等于原始設(shè)計鋼錨梁的高度。鋼板的材料與鋼錨梁的材料相同。

5 結(jié)語

從項(xiàng)目設(shè)計階段到施工階段，嘉魚長江公路大橋緊緊圍繞“安全、應(yīng)用、高效、經(jīng)濟(jì)”的原則，確保橋梁施工安全、可靠、優(yōu)質(zhì)。大跨度斜拉橋鋼錨梁施工關(guān)鍵技術(shù)從施工控制網(wǎng)的布置、主塔鋼錨梁的安裝定位、鋼錨梁的實(shí)測施工等方面入手。施工過程嚴(yán)格控制，滿足設(shè)計和規(guī)范要求。分別對鋼錨梁和鋼牛腿相結(jié)合的錨固形式、上塔柱鋼錨梁施工、其他各節(jié)段鋼錨梁施工和鋼錨梁安裝精度控制及糾偏進(jìn)行了詳細(xì)的介紹?；诤侠淼氖┕そM織設(shè)計，結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力和變形始終處于可控范疇，并且在成橋后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形滿足設(shè)計要求，符合理論預(yù)期。

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