马鞍山长江公路大桥中塔钢塔起步段吊装方案
2017-09-18
一、工程概况
马桥左汊主桥中塔横向设计为门式框架结构，由上、下塔柱、塔顶装饰段及上、下横梁组成。其中下塔柱高37.5m，为预应力混凝土结构；中塔其余部分高137.5m，为钢结构结构，中塔采用塔梁固结体系，钢上塔柱与混凝土下塔柱采用110束无粘结预应力钢绞线联结。混凝土塔柱顶部2m为混凝土后浇段，即在钢塔第一节吊装完成后方进行此处混凝土浇筑。
马桥左汊主桥中塔钢塔起步节段指下横梁和上塔柱T1、T2节段。其中下横梁为塔梁固结的一部分，梁高6.5m，自重706t；T1节段高5.8m，自重580.5t；T2节段高9.55m，自重424.5t。钢塔起步节段安装属于超重、超大构件高空吊装，安装难度大，安装精度对施工工艺和机械设备要求较高，起步节段安装质量是钢塔安装线形精度控制的基础。
起步段施工总体方案：吊装下横梁→安装T1节段→钢砼叠合、张拉锚固→安装T2节段→下横梁与T1、T2固结。
本文就钢塔起步节段吊装，T1节段定位及吊装测量控制进行介绍。
二、下横梁吊装
1、下横梁支架安装
1）下横梁支架竖向布置6根直径1.2m管柱，水平设置4层平联，2道扶墙，顶部两层平联间竖向管柱设置3道斜撑，顶层平联设2道斜撑。
2）竖向钢管采用法兰连接，平联、扶墙及斜撑同竖向管柱间采用相贯连接。
3）支架安装完成后，测量组对支架标高、支架顶平面位置等进行检查，放出支承点十字线。
建立模型对支架强度及稳定进行验算，荷载考虑支架自重，下横梁重、风载及下横梁位置调节时的水平荷载。
支架弯矩、轴力示意图
对应受力最大位置相应数值如下：
立柱
最大轴力150.98kNm； 对应弯矩1959.27kN
最大弯矩2051.35kN； 对应轴力1.01kNm
平联
最大轴力197.77kNm； 对应弯矩201.38kN
最大弯矩431.95kN；对应轴力20.49kNm
杆件稳定计算公式如下：
β为等效弯矩系数，取1.0
计算结果如下：
立柱计算值为：71.35MPa（最大弯矩）、58.32MPa（最大轴力）
联接系计算值为：109.53MPa（最大弯矩）、42.30MPa（最大轴力）均小于f＝215MPa，支架稳定。
2、支架顶布置
支架顶部布置为：柱顶分配梁（50cm）+滑移系统（4cm）+竖向千斤顶（57cm）+下横梁下垫板及防滑毛毡（20cm），总高度131cm，比下横梁底至支架顶间距（136.5cm）低5.5cm，通过竖向千斤顶调节到位。
3、吊具安装
1）吊具组成
下横梁吊具由吊耳、扁担梁、卸扣、销轴、吊带、锁定钢丝绳组成。
2）吊具安装
①吊耳与不同节段间连接有工厂焊接和现场螺栓连接两种形式（包括全部起步节段吊具安装）。
②扁担梁由三节组成，节段间采用螺栓连接，可进行调节用于中塔不同节段吊装。
③卸扣、销轴、吊带规格应满足设计要求，并具出厂合格证及检测证明。
④锁定钢丝绳用来锁定1000t浮吊吊钩间距，采用直径21.5mm绳钢丝绳，环绕12圈，两端头采用钢丝绳卡连接。要求：夹座扣在钢丝绳工作段上且不得交错布置，钢丝绳在吊钩上环绕时应无压梢现象。
4.施工船、驳布位
1）1000t浮吊布位于中塔围堰和县侧，吊装时运输船须停靠在浮吊的正前方，起吊后运输船退出，浮吊向前移位，进入正式安装位置。
2）1000t浮吊锚碇系统的布置应考虑起吊阶段、安装阶段的工作特点，综合布置，要求其锚固点牢固、可靠，方便浮吊在四个方向上移动。节段运输驳就位时要求保证不影响节段起吊。
5、安装测量控制
1）测量准备，钢塔柱安装前在围堰及塔柱顶部对安装节段轴线放样，在节段上作出相应轴线点并贴上距离标识。
2）根据1000t浮吊性能及布位特点，在顺桥向架设1台、横桥向2台测量仪器，对节段摆放轴线位置进行控制，控制节段摆放轴线位置偏差不大于3cm。
三、T1节段定位及吊装
1. T1节段定位
1）中塔T1节段支撑在下塔柱顶6个定位柱上。定位柱高2m，截面尺寸80cm×80cm，采用C50钢筋混凝土，柱顶布置2cm厚钢板。
2）定位柱施工
①定位柱位置由测量组放样确定，平面位置偏差小于10mm，预留孔偏差小于10mm，顶面标高低于设计钢-砼叠合面10mm，以方便支座灌浆料施工。
②定位柱竖向主筋在第七节混凝土塔柱施工时预埋，其余钢筋正常绑扎，定位柱顶预埋钢板四角高差不大于1mm。
③塔柱模板采用木模，按叠合段钢筋布置位置、间距在模板上设置钢筋预留孔，在浇筑定位柱混凝土前穿入叠合段预留钢筋。
④定位柱混凝土通过预埋钢板上预留孔进行布料。
1. T1节段吊装
T1节段吊具安装、施工船舶布位、测量控制同下横梁安装。
四、节段位置调整及测量控制
1、测量准备及方法
1）起步节段安装测量
混凝土下塔柱第七节施工完成后，在上、下游塔柱顶面埋设强制对中观测墩，采用GPS静态测量技术（技术要求同控制网加密）进行加密点平面测量。
利用加密点精确放样T1节底板设计边框线和外移边框线在混凝土面上的投影。初调时，在T1节底板特征点吊垂线调整平面位置；精调时，采用一台全站仪配弯管目镜，一台铅垂仪分别安置在互相垂直的两边中点进行调整。
采用全站仪天顶测距法将高程点传递到T1节顶面，将此点调整至设计高程，然后在T1顶面架设水准仪，以高程点为基准，调整其他三点的高程。
2、节段位置调整及锁定
1）下横梁及T1节段位置调整
下横梁及T1节段高程用500t竖向千斤顶进行调整，平面位置用50t水平千斤顶调整，调整完成后对千斤顶锁定，千斤顶锁定完成后对T1、下横梁的整体位置重新检查，满足要求后将T1节段与立柱进行锁定。
2）T1节段锁定
采用环氧砂浆锚杆对T1节段进行锁定。T1节段调整到位后安装锚杆，然后灌注环氧砂浆及定位柱顶部灌注支座灌浆料，待支座灌浆料强度达到设计强度后安装锚杆螺栓，完成T1节段与定位柱之间的锁定。
按相应工艺要求进行叠合段混凝土及体外束预应力系统施工。然后安装钢塔T2节段，完成钢塔柱起步节段吊装。
五、结束语
马桥左汊主桥中塔钢塔起步节段安装质量对中塔线形及测量控制意义重大。施工中严格落实了方案要求，保证了起步节段吊装安全、顺利进行。中塔T1节段安装轴线偏差最大为0.7mm，四角高差最大为1mm，满足设计及规范要求。我们在施工采取的方法对同类工程施工具有一定的参考价值。
