三峡峭壁索塔区钢梁安装施工技术

三峡峭壁索塔区钢梁安装施工技术

陈玉良

中交路桥华南工程有限公司广东中山528400

摘要：万州长江公路三桥北岸主塔位于河道峭壁边，受三峡水库畜排水的影响，水位变化高差达30m。本文以万州长江公路三桥索塔区钢箱梁为研究对象，利用高水位时，采用浮吊吊装，滑移到位施工技术进行了分析。

关键词：万州长江公路三桥；索塔区钢箱梁；安装重难点；钢箱梁安装施工技术

1工程简介

万州长江公路三桥主桥桥型为主跨1-730m双塔斜拉桥，跨度布置为4×57.5+730+4×57.5m，桥梁主线总长约2.12km。

主桥钢箱梁采用正交异性桥面板流线型扁平钢箱梁结构，桥梁中心处梁高3.5m，全宽（包括风嘴）37.2m，桥面宽度为36.0m，设2%的双向排水横坡。主桥索塔区钢箱梁包括钢混结合段JH、D3、D2、D1梁段，塔区梁段钢混结合段JH长度为5.0m，重305t；D3梁段长度为12.4m，重241t；D2梁段长度为15.5m，重297t；D1梁段长度为15.5m，重264.4t。

2索塔区钢梁安装难点

设计图纸要求JH梁段安装就位后，才能浇筑辅助跨混凝土主梁，混凝土主梁浇筑顺序由Z08号索塔往Z04号墩方向逐段浇筑，张拉接长预应力，JH梁段需在辅助跨混凝土主梁施工前吊装就位。北主桥Z08号墩索塔位于长江岸边陡崖上方陆地上，主塔承台距离悬崖边约19m，因此，JH梁段需搭设安装支架，在长江三峡水库蓄水高水位时，采用浮吊吊装，滑移到位方法施工。

⑴主桥Z08#墩索塔地形位于长江北岸库水边陡崖顶部缓坡平台上，钢箱梁存梁支架部分位于缓坡平台上，部分位于陡崖悬崖峭壁上，存梁支架基础处理难度大，支架施工难度大，为支架施工的重点和难点。

⑵主桥Z08#墩索塔塔区钢箱梁存梁受长江三峡库区蓄水水位变化影响较大，长江三峡库区每年10月1日开始蓄水，10月底或11月蓄到不高于+175m（吴淞高程）正常高水位，维持此+175m（吴淞高程）高水位一般月份为11、12、1月期间的二个月（冬季枯水时）至三个月（丰水时）。因此，塔区钢箱梁存梁必须利用3个月的高水位进行存梁，存梁施工时间比较紧，必须合理计划、安排工期，有效组织，施工组织安排尤为关键。

3索塔区钢梁安装施工技术

3.1钢梁安装支架施工

存梁支架基础采用扩大基础和桩基础，扩大基础采用挖掘机+破碎机进行开挖施工，桩基础采用水磨钻法人工挖孔桩施工。

3.2吊装设备选择

索塔区钢箱梁的吊装施工在2017年2月进行，浮吊选型主要依据以下三点要求，具体如下：

1、根据历年水位情况，保守的取2017年2月份期间水位黄海高程约+163.0m（吴淞高程：+165.0m）作为浮吊起吊水位进行吊高计算；

2、塔区钢箱梁存梁支架最高点（滑道上型钢垫块顶部）高程约为+198.6m，取钢箱梁吊装时底部高出型钢垫块1m计算，即钢箱梁吊装时底部标高约为+199.6m；

3、钢箱梁底到吊钩的距离为19.5m（起吊钢丝绳高度16m+箱梁高度3.5m）。

4、根据现场实际情况，浮吊在黄海高程+163.0水位时，起重臂杆角度最大为70°时，将最长15.5m的钢箱梁梁段吊装至存梁支架上时，起重臂杆与存梁支架距离最小为4.21m，钢箱梁吊点中心距离浮吊起重臂杆距离为12.85m，而起重臂杆角度最大为70°时，浮吊幅度为28.0m，大于12.85m，满足要求。

5、索塔区梁段最大重量为JH梁段（重：305t），吊具及其它构件约20t，总吊重325t。

综上所述选择800T级浮吊。

3.3吊具设计

吊具采用型钢制造，塔区钢箱梁吊具统一设置，并适用于JH、D3、D2、D1梁段。吊具材料采用HM588×300mm型钢，主纵梁单侧采用4排3HM588×300mm，共计4排；主横梁采用2HM588×300mm，共计2排；纵向及斜向联系梁采用HM588×300mm。吊耳采用25mm钢板加工而成。

由以上计算结果汇总表可知，钢丝绳轴力最大值为188.49t，对折后单股最大受力为94.245t。取钢丝绳的安全重载系数为6，钢箱梁吊装拟采用φ100mm、1770MPa级别6ｘ37钢丝绳。

3.4钢箱梁梁段起吊

⑴、钢箱梁梁段与800T浮吊吊具连接完成后，将吊具缓慢往上提，直到吊具与梁段连接的钢丝绳稍微带紧。

⑵、现场技术人员、浮吊船员、作业工人一起重点对吊具与梁段连接的钢丝绳、卸扣、吊具与浮吊连接的钢丝绳、卸扣的安装情况进行详细检查。

⑶、待各连接处的安装情况验收通过后，浮吊将梁段缓慢提升，按照梁段重量的20%、50%、80%和100%逐级进行提升，直到使梁段底面离开运梁船约10cm高，悬停15分钟进行试吊装持荷试验。在此过程中，重点观察梁段吊耳、浮吊吊具的各吊耳、梁段与吊具连接钢丝绳、卸扣、浮吊吊具与浮吊连接钢丝绳、卸扣，以及浮吊整体的吊装工况是否安全。持荷15分钟后，经各检查点验收，确认一切正常后，继续往上起吊。

⑷、待梁段提升至离开运梁船1.5m后，再次停止提升，然后把梁段逐步缓慢下落并刹车制动，从而检验800T浮吊的起重以及刹车制动是否运转正常，待检验完毕且一切正常后对梁段进行正常起吊。梁段起吊时，在梁段的四个角上拉上缆风绳，起吊过程中根据需要随时调整梁段的位置。

3.5钢箱梁梁段吊装到支架上

800T浮吊绞锚移位，将梁段吊放到存梁支架上，下放的位置尽量靠近塔柱，减少滑移距离。钢箱梁梁段落到轨道上后，浮吊按照梁段重量的20%、50%、80%和100%逐级松钩卸荷，并检查梁段与滑移型钢垫块的接触状况，确保四个支墩基本均匀受力。待梁体重量全部由支架承担时，浮吊钢丝绳暂时不解除，只是松钩下放。此时，梁体所有重量对支架进行（单片梁段）试压，静止15分钟，此时重点检查支架立柱钢管各接头、立柱钢管顶部牛腿、承重横梁、纵向滑道梁、型钢垫块的载荷情况。15分钟后，检查无异常，将浮吊吊具及钢丝绳脱开。

为了确保梁段下落时位置的准确性，在梁段下落至支架型钢垫块顶面大约10cm的位置时，浮吊卷扬机暂时刹车制动停止下落，一方面在钢箱梁底板下面画出型钢垫块的位置，另一方面把事先准备好的10t手拉葫芦通过卸扣连接在钢箱梁的小桩号侧底板外缘，从而便于调整梁段顺桥向的位置。梁段再继续进行下落，梁段下落时根据梁底刻画的型钢垫块位置来与轨道顶上的型钢垫块对齐，通过10t手拉葫芦收紧或者放松来调整梁段的顺桥向位置。在梁段底部通过手拉葫芦来微调梁段的横桥向位置，从而确保梁段准确的下放至滑移型钢垫块上。

3.6钢箱梁存梁支架的变形观测

梁段下落放置于支架上之后，由技术人员及时对支架的主要受力部位焊缝及构件进行详细认真检查，检查是否存在焊缝脱焊开裂或者局部变形过大。另外安排测量人员利用仪器详细测量记录支架的变形情况，并定时对支架进观测，详细记录变形数据。

3.7钢箱梁滑移及调整

（1）支架上纵向滑移轨道系统从上到下依次布置为：30mm厚橡胶板、型钢垫块、23mm厚复合式四氟滑板、2mm厚不锈钢板、20mm厚16Mn钢垫板、2HN900×300滑道梁。在轨道两侧焊接有限位钢板作为挡板防止型钢垫块向两侧滑移，限位挡板上间隔1米焊接有三角形反顶钢板作为齿板。梁段滑移前对轨道不锈钢板顶面认真清理，然后在轨道不锈钢板顶面涂抹硅脂油以减小摩阻力。

3.8梁段位置的精确调整

钢箱梁梁段位置的精确调整包括平面位置及高程的精确调整。梁段滑移到设计位置后（平面位置和标高误差满足±30mm），将滑移梁段的四个支墩全部置换到三向调节装置上，此时，滑移梁段的四个支墩全部脱空，整片梁段的全部重量由四个竖向150t千斤顶承担；梁段的竖向标高由三向调节装置的竖向150t千斤顶进行调整，梁段的平面位置则由三向调节装置的30t薄型千斤顶进行调整。

滑移钢支墩支点转换为三向调整装置后，先进行标高调整，误差满足±5mm；再进行平面位置调整，误差满足±5mm。然后再次按照先调整标高再调整平面位置的原则对两端进行反复调整，直至梁段的平面位置及高程满足设计精度要求，最后将梁段临时支撑于四个临时型钢垫块上。

三向调节装置由下盘、上盘和竖向千斤顶、薄型千斤顶组成，其主要用于调整梁段的标高和平面位置。竖向千斤顶用于调整梁段竖向位置；薄型千斤顶用于调整梁段平面位置。三向调节装置使用前，在下盘的不锈钢板上、上盘四氟滑板底面均匀涂抹了硅脂油，使他们之间充分润滑，减少摩阻力。

待钢箱梁梁段的平面位置及高程全部精确调整完毕后，把梁段放置到临时型钢垫块上，梁段进行匹配连接。

4结语

1、索塔区钢箱梁利用高水位时，采用浮吊吊装，滑移就位的方案，避免了在水中搭设支架的风险，同时合理利用工期，有明显的经济效益。

2、索塔区钢箱梁顺利安装，为钢-混结合段施工关键，是后续边跨主梁施工的基础条件。

3、峭壁大吨位吊装及支架上大吨位钢结构滑移技术顺利实施需在施工开始前对施工过程中可能出现的质量问题进行分析，并提出预控措施，做好钢箱梁加工及运输、大型浮吊设备进场、支架搭设、滑移设备进场等各个方面环节配合及沟通工作。

参考文献

[1]《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012

[2]《斜拉桥建造技术》/陈明宪编著-北京:人民交通出版社,2003.06.

[3]周水兴,何兆益,邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.

[4]《建筑施工计算手册》/江正荣编著-02版-北京:中国建筑工业出版社,2007.