对大跨钢箱梁斜拉桥施工的探究

对大跨钢箱梁斜拉桥施工的探究

王稳

中交世通重工（北京）有限公司北京100024

摘要：众所周知，斜拉桥外形良好，跨越能力强，被广泛应用，尤其在近几年社会的不断发展下，交通运输量得到增多，如采取传统混凝土斜拉桥的方式已经无法满足其基本要求，与此同时，大跨钢箱梁斜拉桥施工出现，并受到人们的关注。故此在本文中选择案例分析的方式，对大跨钢箱斜拉桥施工进行探究与分析。

关键词：大跨钢箱；斜拉桥；施工

时代在发展，社会在进步，交通量的增多导致巧妙宽度与路径呈现出逐渐加大的发展模式，这一发展背景下，混凝土主梁斜拉桥的作用无法得到发挥，无法满足时代发展的要求，所以加强应用大跨钢箱斜拉桥成为了当前主要的任务与内容。但是从本质上分析，因为受到诸多因素的影响，在施工方面存在差异，需要引桥而已，采取相应的措施，所以在本文中选择案例结合的方式加以探究具有重要的现实意义。

一、工程概述

重庆轨道交通环线高家花园嘉陵江专用桥位于轨道环线沙正街站和玉带山站区间，南起沙坪坝区高家花园轻轨隧道，桩号为YDK9+825.561自南向北跨越嘉陵江后接江北石马河，止于玉带山轻轨隧道，桩号为YDK10+519.588，为一座总长594.0m的跨江特大桥。大桥主桥采用（52+68+340+66.5+50.5）m双塔双索面混合梁斜拉桥，边跨设置辅助墩。边跨为砼箱梁，中跨为钢箱梁。

二、大跨钢箱梁斜拉桥的结构特点

从理论上分析，大跨钢箱梁斜拉桥属于斜拉桥的一种，主要的特点包括以下几点：

（一）纵横向跨越能力比较大

毋庸置疑，基本上所有的大跨钢箱梁斜拉桥均采取自重比较轻的钢箱梁主梁，在与传统混凝土主梁斜拉桥的对比中可以明显得知，同等截面积索便能跨越更大的跨度，且因为主梁自重比较轻，所以主梁的线性可以调整。

（二）建设周期比较短

根据分析得知，这种类型的桥钢箱梁梁主要是工厂化生产，不仅制作精度比较高，并且设计偏差比较小，能够起到节约工期的优势。还有一点是现阶段主要采取了栓接与焊接的方式，其架梁周期得到缩短，可有效提高社会经济效益。

（三）主梁无徐变

采取钢箱梁主梁部分不会发生徐变效应，如此便也不会因为徐变而导致结构内力二次重分布，可以将主梁徐变计算加以省略。

（四）动力性能比较好

与其它类型相比较，其大跨斜拉桥的刚度比较小，动力性能较佳，尤其在震区修建效果更为明显。

（五）防腐性比较差

大型钢箱梁斜拉桥的优势众多，但是同样存在缺点，最为主要的便是防腐性比较差，之所以产生这种现象是因为在跨越大江大河的时候，受到外界环境的影响，并且钢材直接暴露在空气中，防腐能力较差，所以需要积极做好防腐工作。但是在近几年社会经济的发展下，科学技术进步，往往涂抹防腐涂装的方式，可以获得良好的效果。

三、钢箱梁的主要结构组成

在本次研究中所采取的钢箱梁是由桥面顶板、底板、腹板、横隔板、钢锚箱、风嘴等组成的单箱薄壁结构。顶板处轻轨轨道位置采用T型加劲肋以外，其余均采用U型加劲肋加劲，板厚8mm，间距除在轻轨轨道位置为450mm外，其余位置等间距600mm布置。钢箱梁腹板厚均为30mm。为保证其具有足够的抗压屈能力，设置了两道240×20mm平板加劲肋。横隔板中间位置设置竖向加劲肋，拉索锚固附近间距500mm增设竖向加劲肋，同时增设两道240×20mm平板纵向加劲肋，以增大外腹板面外刚度。腹板纵向加劲肋在横隔板位置开孔穿过。为使上下板与顶底板形成整体过程中质量易于保证，且便于顶底板板件的吊装、运输、组拼，同时使上、中、下板中心对中和施焊变的易于操做,横隔板设计为多块板对接。除结合段处锚固板外，横隔板由为14+12mm和16+14mm两种厚度组成。横隔板标准间距为3.0m，可以保证钢箱梁具有足够的横向刚度、抗扭刚度，支承其上的正交异性板的局部变形亦满足要求。

四、钢箱梁的安装

在进行安装前，需要综合考虑钢箱梁结构特点和施工区域环境条件，钢箱梁安装采用整节段水路运输，桥位采用桥面吊机吊装的方法进行安装。本项目拟选用中铁九桥工程有限公司的CWQ-160型步履式起重机（即：桥面吊机），桥面吊机在边跨混凝土梁进行拼装、调试，吊机前移先安装边跨1-2号节段，因需要控制吊机自重，1-2号钢箱梁安装完成后拆除起重机变幅装置，安装3-14号节段，合拢段采用两台吊机同时起吊的方式进行安装。

（一）桥面吊机拼装

1、采用300t汽车吊将25t汽车吊吊至桥面，25t汽车吊自重按32t计，安全系数考虑20%，所以起重量为：32t×1.2=38.4t。吊装时300t汽车吊回转半径为16m，臂长40.2m起吊高度28m，此工况下最大起重量为40.1t，满足使用要求。

2、采用25t汽车吊在桥面上拼装桥面吊机。

桥面吊机拼装拟采用一台25t汽车吊在边跨混凝土梁上进行拼装作业。桥面吊机杆件单件最重为:5.3t，安全系数考虑20%，所以起吊重量为：5.3*1.2=6.36t。拼装时最不利工况为：回转半径：10m，起吊高度1.5m,臂长14m,此工况下最大起重量为7.2t，满足使用要求。

（二）钢混结合段（即1#段）吊装

首先采用桥面吊机从运输驳船上将梁段起吊至存梁支架，精确调整定位，浇筑结合段混凝土并张拉预应力。1#段吊装桥面吊机前支点设置在塔中心上，后锚点在距离塔中心18m处，此工况前支点反力为：4×77.5t，后锚点拉力为：4×18t。1#段吊装需要进行变幅，吊装幅度为15.2m～8.0m。

图1钢混结合段吊装工况图

（三）加强段（2#段）吊装

加强段按150t考虑，首先将梁段从驳船上起吊至理论位置，精确调整定位后进行梁段连接，安装并张拉斜拉索。2#段吊吊装时前支点在钢混结合段的60mm隔板上，距离塔中心6.9m，后锚点在距离塔中心11.1m，此工况前支点反力为4×77.5t，后锚点拉力为4×13.5t。2#段吊装需要进行变幅，吊装幅度为10.6m～9.3m。

图2加强段吊装工况图

（四）标准段（3#-14#段）吊装

标准节段按145t计，此时桥面吊机已拆除变幅机构，自重为132t。将梁段从驳船上起吊至理论位置，精确调整定位后进行梁段连接，安装并张拉斜拉索。标准梁段吊装时前支点位于后一节段的锚箱隔板处，后锚点位于梁段的吊点上。标准梁段桥面吊机吊装幅度为8.8m，此工况前支点反力为4×71.5t，后锚点拉力为4×12t。

图3标准段（3#段）吊装工况图

（五）合拢段吊装

首先合龙口相关数据观测、分析，确定合龙温度等，进行合拢段切割，在合适的温度，吊装合拢段钢箱梁放入龙口内，合龙段同时与两侧14#梁段对接定位，码板连接、对称焊接。合拢段采用双侧吊机同时吊装。在本工程中，合拢段按95t计，前支点反力为4×35t，后锚点拉力为4×1t。

图4合拢段吊装工况图

结语

综上所述，要想保证大跨钢箱梁斜拉桥施工的有效性，则需要从现实出发进行分析，在本次工程中，经过多方面的分析与探究，着重分析了吊装流程与方法，其中所涉及到的数据是经专业统计所获得，期望能够为他人带来帮助。

参考文献

[1]李传习,宋微,罗超云,张玉平.嘉绍大桥斜拉桥边跨钢箱梁架设方法及支架的受力分析[J].中外公路,2012,06:129-134.

[2]唐博学,徐敬淼,张彦,狄瑾.大榭第二大桥主桥边跨钢箱梁多点自平衡液压滑移技术[J].公路,2013,09:325-330.

[3]董国桢,郭辉.鹅公岩城轨专用桥边跨钢箱梁顶推施工整体受力分析[J].铁道建筑,2016,09:26-30.