安庆长江大桥4号主塔墩墩顶四节间钢桁梁架设施工技术
2017-04-12
1 工程概况
安庆长江大桥主桥为（102.29+188.5+580+217.5+159.5+117.3）m非对称两塔三索面钢桁梁斜拉桥，钢桁梁采用N形平行桁式，3片主桁，钢正交异性板整体桥面。主桁横向间距为2×14m，桁高15m，节间距14.5m。安庆长江铁路大桥主桥立面布置见图1。4#墩主塔横梁墩顶四节间为E58-62节间，总重2342.1t，单个节间最大重量为823吨，单根杆件最大重量为110.7吨。
2 墩顶四节间钢桁梁架设技术
主塔墩顶四节间架设正值枯水期，钢桁梁处于横梁顶中塔柱两肢之间，且有尚未拆除的尺寸庞大的围堰影响，浮吊安装受限，无法完成正中间两个节间钢桁梁吊装。4#墩池州侧属于长江航道区域，过往船只较多，浮吊架设安全性未能保障，而且浮吊抛锚距离受限，无法完成浮吊在池州侧的正常施工作业要求。
经过综合考虑后，墩顶四节间钢桁梁采用逐节间滑移的方案进行安装，即浮吊先站位于墩旁的安庆侧，在横梁外侧托架上先安装紧邻中支点远侧的E59-60节间钢桁梁，完成后将拼装好的E59-60节间纵桥向滑移至墩中心位置，接着吊装紧邻中支点近侧的第二个节间钢桁梁（E60-61），完成后再纵移一个节间距离，之后再接着拼装该侧相邻的第3个节间钢桁梁（E61-E62）。最后，完成三个节间的拼装后，在E61-62节间上弦杆拼装WD70架梁吊机，通过吊机的自行移动至E59-60节间，利用架梁吊机完成E58-59节间的架设拼装。
四节间钢桁梁安装完成后，调整钢桁梁位置，使其纵、横中心位置与设计位置重合，然后落梁，使钢桁梁中支点支承并连接在支座上，其余支点支承在托架上，设置锁定措施，防止被外力作用发生移动。至此，横梁顶四节间钢桁梁安装完成。
3 墩旁托架体系
3.1 墩旁托架结构
墩旁托架是双悬臂对称架设钢桁梁斜拉桥时的最重要和最关键的大型临时设施，它既是墩顶四节间钢桁梁安装所需支承平台，更重要的是要承担钢桁梁伸臂架设过程中桁梁的重量和悬臂架梁到达边墩前的风荷载作用所产生的水平荷载。墩旁托架主受力构件采用各向承载能力良好的钢管柱结构，托架底部支承在坚固的承台顶面上，上部与横梁顶紧焊接，并用强大的预应力对拉锚固于横梁两侧，以抵抗桁梁大悬臂时风荷载产生的水平力。托架主要承力钢管柱横向和竖向之间采用小直径钢管焊接做联结系，以确保托架整体刚度和侧向稳定性。横梁两侧的托架在标高+40.85m处用25φj15.24mm钢绞线两端张拉形成整体受力体系，张拉力为375t。
3.2 滑道梁结构
滑道梁不仅是托运钢主梁节间的主要滑道，而且也是墩旁附近钢主梁节间向下传力的重要构件。滑道设置在托架的顶面，对应主桥的三桁钢桁梁。滑道梁采用Q370钢板焊接组合成H型钢，上面焊接铺设4mm不锈钢板，均匀涂抹黄油，并在节点位置处安装滑座，滑座底下设置四氟乙烯板，便于钢桁梁拖拉滑移。
3.3 纵横移结构
纵移结构主要包括滑座、牵引两部分。纵移滑座和桁架下弦临时连接，靠近下弦杆节点布置，在纵移滑座上滑移，滑座底下设置四氟乙烯板，便于钢桁梁拖拉滑移。
纵移牵引系统含反力座、纵移千斤顶和钢绞线，将反力座固定在纵移滑道的另一端，钢绞线的一端连接在钢桁梁，另一端穿过反力座，用穿心式液压千斤顶张拉钢绞线，拖拉钢桁梁纵移滑行。
横移主要在滑座上进行，通过在滑座上固定横移反力座，通过横移千斤顶顶推钢桁梁下弦杆的腹板加劲板位置达到钢桁梁横移的目的，同时在滑座的底面设置限位挡块，卡住纵移滑道，限制纵移滑座和纵移滑道的相对位置。
4 钢桁梁架设施工方法
墩旁托架、滑道梁、滑座均安装完成后，用200t浮吊起吊钢桁梁杆件进行散拼，受浮吊吊幅和塔柱影响，墩顶四节间的拼装按照边拼装边滑移的方法进行。
墩顶四个节间安装时，每安装一个节间，向主跨方向拖移14.5m，每次拖拉时，通过挡块等措施，将横向及纵向位置偏差调整在2mm以内，在四个节间完成后，再次对钢桁梁平面位置进行调节，通过纵横移结构，将钢桁梁平面位置误差控制在1mm以内。
钢桁梁定位过程中，各重要位置均设置专人盯控，钢桁梁杆件对位后，先打设30%的冲钉定位，其它孔位用螺栓将板面夹紧，钢桁梁杆件对位成功后，逐步用高强螺栓替换出冲钉。
四个节间的标高调节，按照顶升装置安装设计院提供的监控指标，进行有效调节。
架设步骤如下：
步骤一：A、拼装墩旁托架，安装滑道，滑道顶布置4mm厚不锈钢板。B、安装纵向滑移用牛腿及千斤顶。C、布置滑座，滑座与滑道间均匀涂抹硅脂。D、钢桁梁杆件下河运至墩位，浮吊吊装，拼装墩顶第一个节间；钢桁梁拼装时，下弦中心线比设计标高高109mm。
步骤三：A、第二个节间拼装完成后，千斤顶拖拽刚桁梁纵移14.5m。B、第三个节间钢桁梁杆件下河、拼装。
步骤四：A、第三个节间拼装完成后，拆除纵移用千斤顶及牛腿。B、利用浮吊在E61-62节间上拼装WD70型架梁吊机，接着架梁吊机自行前移至E59-60节间，利用架梁吊机拼装E58-59节间钢桁梁。
拼装完成后，利用千斤顶起顶和纵横移钢桁梁，调整钢桁梁标高及轴线，根据设计标高，安装E60节点支座，待支座灌浆完成并达到设计强度后，进行落梁。至设计位置后，将支座与钢桁梁之间的连接螺栓拧紧，其余钢桁梁在相应位置处根据标高抄垫在滑道梁上。
5 结束语
墩顶四节间钢桁梁架设从1月20日至3月15日顺利架设完成，并且完成了两台架梁吊机的拼装。墩顶四节间钢桁梁架设施工技术，有效地解决了主航道侧钢桁梁杆件散拼的技术难题，最终有效的完成两台架梁吊机的组拼，顺利进行主塔区钢桁梁对称悬臂拼装架设。
参考文献
[1]胡汉舟，文武松，秦顺全，等.京沪高速铁路南京大胜关长江大桥技术总结[M].北京：中国铁道出版社，2011.
[2]王吉连.天兴洲公铁两用长江大桥墩顶节间钢桁梁架设施工技术[J].中华建设科技，2012（1）.
[3]刘爱林.安庆长江铁路大桥主桥上部结构施工关键技术[J].桥梁建设，2013（2）.
作者简介：王林（1987，8-），男，湖北省咸宁市，现职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：道路桥梁施工。
