半封閉分離式鋼箱梁斜拉橋主梁纜索吊裝施工

李凱光

摘要：鋼箱梁斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工以往主要采用橋面吊機(jī)懸臂安裝，也可以用到頂推法作業(yè)，但是纜索吊裝技術(shù)在鋼梁斜拉橋的上部結(jié)構(gòu)施工中很少使用。纜索吊裝上部結(jié)構(gòu)施工工藝保證對(duì)稱(chēng)張拉斜拉索，利用邊跨搭設(shè)鋼管貝雷架縮短工期。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨通過(guò)纜索吊裝把鋼箱梁運(yùn)輸至邊跨已搭設(shè)好的落地支架上，鋼管貝雷架支撐上面的鋼箱梁，纜索吊可松開(kāi)進(jìn)行下階段吊裝作業(yè)進(jìn)而縮短工時(shí)。當(dāng)邊跨鋼箱梁吊裝焊接成整體，纜索吊吊裝中跨鋼箱梁，每吊裝一階段，對(duì)稱(chēng)張拉邊中跨斜拉索，直到中跨合龍。

關(guān)鍵詞：分離式鋼箱梁;纜索吊裝;鋼管貝雷架支撐;對(duì)稱(chēng)張拉

1 工程概括

勐古怒江特大橋位于保山至瀘水高速公路K48+440m處，為跨越怒江而設(shè)，為保瀘高速公路控制性工程之一。結(jié)合受控因素以及地形、地貌、地質(zhì)、水文等情況，主橋采用（100+240+100）m雙主梁鋼箱斜拉橋，主橋鋼箱梁采用半封閉分離式鋼箱梁設(shè)計(jì)，由兩個(gè)倒梯形鋼箱梁做為邊主梁，通過(guò)橫隔板連接。主橋全長(zhǎng)440米（含主橋側(cè)伸縮縫）。

隨著中國(guó)西南地域交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，我國(guó)橋梁穿越大江大河、深山峽谷的能力越來(lái)越強(qiáng)，尤其是大跨徑鋼梁施工方面。鋼箱梁斜拉橋的主梁不需要考慮混凝土的收縮徐變現(xiàn)象、自重輕、跨越能力大、易于工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)施工方便、施工周期短等優(yōu)點(diǎn);尤其是分離式鋼箱梁具有良好的顫振穩(wěn)定性能，不論是施工期間還是運(yùn)營(yíng)期間，主梁采用分離式鋼箱梁，其顫振臨界風(fēng)速遠(yuǎn)大于顫振檢驗(yàn)風(fēng)速，抵抗風(fēng)荷載的作用滿(mǎn)足顫振檢驗(yàn)風(fēng)速的設(shè)計(jì)要求。

2 上部結(jié)構(gòu)施工方法確定

鋼箱梁斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工以往主要采用橋面吊機(jī)懸臂安裝，也可以用到頂推法作業(yè)，但是纜索吊裝技術(shù)在鋼梁斜拉橋的上部結(jié)構(gòu)施工中很少使用，全國(guó)僅有四座鋼梁斜拉橋采用纜索吊裝技術(shù)，所以纜索吊裝施工技術(shù)在鋼梁斜拉橋上部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用是當(dāng)今值得討論的熱門(mén)話(huà)題。

在峽谷或水深流急的河段上，或在通航河流上需要滿(mǎn)足船只的順利通行，或在洪水季節(jié)施工并受漂流物影響等條件下修建斜拉橋，以及采用有支架方法施工將會(huì)遇到很大困難或很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用無(wú)支架施工方法。纜索吊裝施工是無(wú)支架施工最常用的方法之一[1]。

上部結(jié)構(gòu)施工周期長(zhǎng)，施工期間最高水位與最低水位落差較大，技術(shù)方案、施工進(jìn)度與水位關(guān)系密切，而且高水位水流湍急，無(wú)法搭設(shè)落地支架進(jìn)行施工，也不適合船運(yùn)吊裝施工，在跨江河區(qū)域安裝箱梁難度極大可使用纜索吊裝[2]。

無(wú)水運(yùn)條件或陸運(yùn)受限制，斜拉橋的鋼箱梁加工制造流程是從廠家定制板單元，現(xiàn)場(chǎng)加工成型鋼箱梁，采用橋面吊裝綜合成本高時(shí)可使用纜索吊裝體系。

上部結(jié)構(gòu)的原施工方案是邊跨采用支架法和龍門(mén)吊配合，中跨使用龍門(mén)吊、軌道車(chē)及橋面吊機(jī)配合使用。主橋邊跨保山和瀘水兩岸分別搭設(shè)龍門(mén)吊和鋼箱梁加工廠;中跨需要鋪設(shè)軌道，還需要兩臺(tái)桅桿式起重機(jī)，人工、材料、機(jī)械雙重消耗大，尤其是兩岸建設(shè)兩個(gè)鋼箱梁加工廠，兩臺(tái)制定龍門(mén)吊，中跨定制兩臺(tái)固定式桅桿吊，成本費(fèi)用昂貴。全橋上部結(jié)構(gòu)均采用纜索吊裝體系，所需施工時(shí)間長(zhǎng)，且施工保通風(fēng)險(xiǎn)大。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨鋼箱梁采用支架法加上纜索吊一天可以吊裝兩個(gè)階段梁體，相比全橋均采用纜索吊裝施工，邊跨每個(gè)階段節(jié)省兩天時(shí)間。

當(dāng)上部結(jié)構(gòu)施工邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝時(shí)，應(yīng)先對(duì)主橋邊跨進(jìn)行地基處理并搭設(shè)落地支架，邊跨支架搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓。主橋保山岸邊跨左側(cè)搭設(shè)龍門(mén)吊和鋼箱梁加工工廠，通過(guò)軌道平移至13號(hào)墩架梁處，現(xiàn)場(chǎng)使用纜索吊進(jìn)行邊跨鋼箱梁吊裝。邊跨鋼箱梁吊裝完成后應(yīng)進(jìn)行邊跨鋼梁配重施工。邊跨鋼箱梁焊接形成整體，并與索塔臨時(shí)固結(jié)。施工中跨采用纜索吊裝技術(shù)，先在加工廠拼裝焊接好中跨標(biāo)準(zhǔn)梁段，通過(guò)龍門(mén)吊移動(dòng)到提升梁體位置，鋼箱梁橫截面平行于全橋軸線(xiàn)方向（標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)9米，含風(fēng)嘴鋼箱寬30.1米，方便梁體通過(guò)索塔處），纜索吊掛鉤固定好鋼箱梁，提升梁體上升至適當(dāng)高度，縱橋向移動(dòng)鋼箱梁通過(guò)索塔后，把鋼箱梁旋轉(zhuǎn)90度再移動(dòng)至中跨架梁位置，初步調(diào)整梁體與上一階段橫截面吻合好，打馬板，安裝匹配件，精調(diào)鋼箱梁標(biāo)高，軸線(xiàn)偏位后，焊接頂板，再焊接腹板，最后焊接底板。此安裝中跨鋼箱梁時(shí)，可同步掛及伸展中邊跨拉索，中跨鋼箱梁焊接完畢后，同步張拉邊中跨拉索至監(jiān)控單位給的索力值。可重復(fù)上述階段纜索吊裝中跨鋼箱梁，同步張拉邊中跨索力，直到階段12號(hào)拉索張拉完畢，施加中跨臨時(shí)配重1800kN（配重中心位于Z12斜拉索橫隔板處），吊裝ZH梁段并合龍中跨，拆除中跨臨時(shí)配重。施加索塔支座處臨時(shí)配重600 kN，拆除塔梁臨時(shí)固結(jié)。施工二期鋪裝、橋面系等設(shè)施并拆除索塔支座處臨時(shí)配重。安裝斜拉索減震設(shè)施、阻尼器、橋檢車(chē)等附屬結(jié)構(gòu)。成橋荷載試驗(yàn)后可全橋建成通車(chē)。

3 纜索吊裝施工效益分析

3.1 ?經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）邊跨采用纜索吊裝和支架法時(shí)，一天可以吊裝兩個(gè)階段梁體，相比邊中跨全部使用纜索吊裝，邊跨每個(gè)階段要節(jié)省兩天時(shí)間;全橋共有26個(gè)邊跨梁段，整橋節(jié)省52天工期，一天人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、材料費(fèi)節(jié)省10萬(wàn)元，全橋節(jié)省520萬(wàn)元。

（2）纜索吊各個(gè)組件拼裝而成，施工結(jié)束后可拆卸回收再利用，不僅具有節(jié)能減排的效益，而且有效降低了材料成本，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（3）關(guān)鍵技術(shù)是通過(guò)邊跨利用鋼管貝雷架支撐梁體縮短工期，提高纜索吊裝施工的適用性、安全性和可靠性，提高了施工效率和施工質(zhì)量，規(guī)避了不必要的施工成本，橋梁建設(shè)的順利開(kāi)展也帶動(dòng)了周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，產(chǎn)生了良好的間接經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 ?社會(huì)效益分析

（1）纜索吊線(xiàn)形采用拋物線(xiàn)法，結(jié)構(gòu)受力明確、穩(wěn)定性強(qiáng)、變形可控，有效降低了纜索吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）纜索吊裝構(gòu)件及邊跨鋼管貝雷架可回收再利用，符合綠色施工理念，表現(xiàn)出良好的社會(huì)和環(huán)保效益。

4 結(jié)論

纜索吊吊裝上部結(jié)構(gòu)施工工藝保證對(duì)稱(chēng)張拉斜拉索，利用邊跨搭設(shè)鋼管貝雷架縮短工期。邊跨采用纜索吊裝和支架法，中跨采用纜索吊裝。邊跨通過(guò)纜索吊裝把鋼箱梁運(yùn)輸至邊跨已搭設(shè)好的落地支架上，鋼管貝雷架支撐上面的鋼箱梁，纜索吊可松開(kāi)進(jìn)行下階段吊裝作業(yè)進(jìn)而縮短工時(shí)。當(dāng)邊跨鋼箱梁吊裝焊接成整體，纜索吊吊裝中跨鋼箱梁，每吊裝一階段，對(duì)稱(chēng)張拉邊中跨斜拉索，直到中跨合龍。

本施工方法可有效解決邊跨采用支架法和龍門(mén)吊配合，中跨使用龍門(mén)吊、軌道車(chē)及橋面吊機(jī)結(jié)合或全橋均采用纜索吊裝時(shí)成本昂貴、耗費(fèi)的時(shí)間和人力多問(wèn)題，以及單向張拉拉索易使主塔偏位問(wèn)題。有效降低施工成本，加快施工進(jìn)度，極大的保證了施工安全，同時(shí)提高工程質(zhì)量，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)性，因此該工法具有較強(qiáng)的先進(jìn)性和實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧安邦，向中富.橋梁工程（下冊(cè)）[M]. 北京： 人民交通出版社，2017： 246.

[2]鐘意.大跨徑鋼箱梁斜拉橋主梁架設(shè)過(guò)程中的不平衡受力問(wèn)題研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)， 2017.