大跨度斜拉桥钢—混组合梁悬拼关键施工技术

大跨度斜拉桥钢—混组合梁悬拼关键施工技术

作者：张忠文

来源：《中国科技博览》2017年第23期

[摘 要]对斜拉桥钢-混组合梁悬拼施工技术研究，通过设计、计算分析，采用整体临时支墩、节段悬拼提梁机、回转吊具，墩顶临时锚固装置等一系列有效的技术措施。保证了钢混组合梁悬臂施工顺利进行。

[关键词]斜拉桥；钢-混组合梁；悬拼；技术

中图分类号：TP214 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0026-02

引言 近年来，钢-混凝土组合梁在我国桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，是未来结构体系的主要发展方向之一。本文研究目的是将斜拉桥钢-混组合梁悬拼技术推广到其他连续钢箱梁桥施工技术中。本文以黄河桥为实例，阐述了如何采用整体临时支墩、节段悬拼提梁机、墩顶临时锚固装置等一系列技术措施，解决龙门起重机不能悬臂施工、不对称吊点平衡起吊等一系列技术问题，以促进大跨度悬拼施工技术的发展。 1 工程主要结构组成

济齐黄河公路大桥主桥为双塔预应力钢-混组合梁斜拉桥，跨径布置

（40+175+410+175+40）m。索塔为双柱式，采用塔墩固结、塔梁分离半漂浮体系，斜拉索呈空间扇形分部，两侧双索面布置。主梁由边钢箱、横梁、小纵梁通过拼接板及高强螺栓连接形成钢构架，在其上架设预制桥面板，现浇混凝土湿接缝，与钢梁上的剪力钉形成整体，组成钢-混组合梁体系。主梁上缘全宽37m，桥面板设2%的双向横坡。主梁采用双边箱钢-混组合梁截面，边钢箱梁长12 m，宽2.8m，高3.0m，斜拉索通过钢锚箱锚固在主梁上，桥型布置图如图1如示：

2 钢-混组合梁架设方案 2.1 总体架设方法

主梁架设采用悬拼施工方案，边钢箱与检修道要同步吊装。架梁吊机自重按145t考虑，辅助墩支座在主梁合龙后安装，主梁悬拼时应保证辅助墩不对主梁产生支撑作用。在主塔下游侧布设钢梁存放场，内设钢梁上桥提升站，布置65t龙门一台， 钢梁存放场的小里程侧设桥面板预制场，内设40t龙门一台，用于预制板的混凝土浇筑及起吊存放。钢梁0#梁段、1#梁段、

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边跨梁段采用整体支架法拼装，从2#梁段开始采用桥面节段悬拼提梁机逐节段悬臂拼装，主跨和边跨各投入一台65t桥面节段悬拼提梁机对称进行悬拼施工。 2.2 钢-混组合梁架设工艺

第一步：利用500吨位吊车在整体临时支墩上拼装S0、S1号两个节段，安装桥面板，浇注湿接缝并进行临时锚固，安装1号段斜拉索并进行第一次张拉。

第二步：在S1号段上分别对称安装节段悬拼提梁机。钢梁、桥面板、斜拉索均采用提升站提至运输平台采用汽车运输至架设地点架设。

第三步：对称进行钢梁架设、桥面板铺设、湿接缝浇注、桥面张拉、斜拉索挂索及第一次张。第四步：边跨S18用支架法拼装，合龙采用悬拼龙门合拢。中跨合龙段采用悬臂龙门吊机进行合拢，合拢锁定后进行等荷载替换，最后拆除主墩临时固结。 3 钢-混组合梁悬拼关键技术 3.1 临时支墩设置与分析

3.1.1 主塔临时支墩。主塔受地形条件限制，支架共分两侧四组，每组包含6根630×10mm和3根630×10m螺旋管桩。临时支墩设计如图2所示：

分常规施工工况和非常规施工工况两类进行验算。其中工况一～工况五为常规施工工况，工况六～工况十一为非常规施工工况，用桥梁博士计算结果如表1所示：

根据以上所有工况中，计算结果河侧反力明显小于岸侧反力；1#梁段支架拆除后的反力明显大于未拆除时的反力，岸侧反力值出现在工况五（最大单悬臂——中跨合龙前工况）。为保证受力的可靠性，在岸侧临时支墩采用螺旋管桩内注混凝土进行施工，河侧采用螺旋管桩进行施工。

3.2 钢-混组合梁架设采用65T节段悬拼提梁机进行悬拼，节段悬拼提梁机如图3所示：图3 节段悬拼提梁机纵断面

65T节段悬拼提梁机的组成、工艺原理、作业工况及边钢箱梁起吊流程如下：

3.2.1 65T节段悬拼提梁机主要由主桁框架、天车（纵移天车、横移天车、吊具）、纵移机构、纵移轨道、可调支撑、后锚结构、附属结构、安装挂篮、支撑垫座、辅助吊、液压和电气系统等组成。

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3.2.2 工作原理：为满足受力要求，整机主桁、走行系统及锚点设计在边箱梁上，采用后跨或前跨喂梁施工，纵移采用步履式前移，通过提梁机横梁的纵向移动和天车的横向移动来实现提梁及悬拼安装。

3.2.3 作业工况及流程：作业工况分前方喂梁作业、后方喂梁作业、不对称悬拼作业、对称悬拼作业、合拢作业五个工况进行钢-混组合梁架设。按照先边箱梁、再横梁、再小纵梁、最后桥面板的顺序进行安装。其重点和难点在于边钢箱梁的悬拼架设。由于设计受力原因，边钢箱梁的吊点前后左右均不对称，故设计65T不平衡旋转吊具，流程如下：

流程一、在边钢箱梁纵向上通过纵向横梁调节丝杠调整纵向不平衡力臂，确保边钢箱梁纵向平衡。纵向起吊图如图4所示：

流程二、吊具与边钢箱相连，在横向将吊具上的转臂向外旋转180°，并用销轴固定，确保边钢箱梁横向平衡。横向起吊图如图5所示：

流程三、起吊到安装位置，纵横向的微调通过纵向横梁及转臂的斜支撑液压油缸调整至边钢箱梁安装姿态。

流程四、吊具与钢箱梁松开前，将转臂转回初始位置，并用销轴固定。防止不平衡吊具侧翻。

流程五、起吊对称边钢箱梁时，吊具自动旋转180°即可。

流程六、起吊对称平衡物体时或空载进，吊具调整到平衡姿态。如图6所示。 3.3 边跨与中跨合拢

3.3.1 合龙顺序：先合拢两边钢箱，再吊装横梁，合龙小纵梁。采用节段悬拼提梁机进行合拢。高差调节装置：由油顶、MGE板、钢板组合而成高差调平装置。主要构造有Z形钢板持力托、与钢梁连接锚固连接板、标高调节油顶、MGE矩形持力滑板、油顶反力板。纵横向精调装置：对拉装置需油顶一个、高强螺强、持力框一副、反力板一块；将持力框与一侧的对拉杆件通过高栓固定，反力板与另一侧的对拉杆件通过螺栓固定，油顶放在持力框和反力板之间，出缸至杆件间隙达到预期值，完成对拉操作，进行下步安装杆件间高强螺栓的操作。 3.3.2 边跨合拢：在第S18节段完全施工完成后，主梁纵向移动采用两台250T油顶进行顶推作业，顶推到位后进行合龙。为保证边跨段合龙顺利完成，在共用墩两侧个设置一台250T油顶进行主梁的横向移动，油顶后面采用型钢做成反力架，并在钢梁底板放置MGE板及不锈钢板，保证主梁横向移动。

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3.3.3中跨合龙：合拢段制作时钢结构应稍微加长；主梁施工至最大单伸臂的前1～2个阶段，进行温度与间距的关系测量，并根据将来选定的合拢温度推算合拢段长度，在对合拢段进行二次加工。

合龙段有两处拼接，一处拼接板按设计理论值加工；另一处拼接板要准备两套，分别为临时拼接板和永久拼接板。临时拼接板的一侧螺栓孔按设计理论值加工，另一侧螺栓孔开成长圆孔以适应误差；永久拼接板的一侧螺栓孔按设计理论值加工，另一侧螺栓孔暂不加工。通过临时拼接板确定实际螺栓孔位置，在加工永久拼接板的另一侧螺栓孔，最后将临时拼接板换下，安装永久拼接板，合龙完毕。 结束语

工程实践证明，斜拉桥钢-混组合梁悬拼技术采用整体临时支墩、节段悬拼提梁机、墩顶临时锚固装置等一系列技术措施，解决龙门起重机不能悬臂施工、不对称吊点平衡起吊等一系列技术问题，在黄河桥实例中，与传统悬拼施工技术相比，工期缩短了四分之一，施工成本降低15%，实现了良好的社会经济效益，也证明了该技术施工的可行性，也为类似工程的施工提供了宝贵经验。 参考文献

[1] 《钢结构设计手册》.中国建筑工业出版社，2006.

[2] 《 基本作业与临时设施》.张鸿，主编.人民交通出版社，2014.

[3] 欧阳效勇，任回兴，徐伟.桥梁深水桩基础施工关键技术[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4] 《桥梁钢结构》.张鸿，主编.人民交通出版社，2014.

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