三维状态调平液压索具在大体积异形钢结构中的应用*

上海建工四建集团有限公司 上海 201103

1 工程概况

1.1 建筑概况

背景工程为昆山中环跨越京沪高速公路而设置，位于原有桥梁两侧（B线桥和C线桥），与原有桥梁平行，位于直线段上。 B线桥自北侧B61墩柱至B64墩柱，范围为BK16+343.750～BK16+493.750，全长150 m；C线桥自北侧C61墩柱至C64墩柱，范围为CK16+342.793～CK16+492.793，全长150 m。上部结构采用等截面连续钢箱梁，下部结构采用花瓶墩接承台及群桩基础。 B线桥第20联跨越京沪高速，跨径44+70+36 m，梁高2.8 m；C线桥第20联跨越沪宁高速，跨径36+70+44 m，梁高2.8 m；桥面横坡2%，通过顶、底板共同倾斜形成。钢结构总量逾3 600 t（包括钢箱梁本体+压重）（图1、图2）。

1.2 结构概况

钢箱梁制作分段的尺寸需考虑运输条件的限制和现场的安装方式，根据节段划分图，以桥宽作为分段长度，沿着桥长度分为4～6 m一段，单幅桥共分26 段，每段质量约60 t（图3、图4）。除了桥墩和桥端等部位，每个分段的结构大致相同，采用单箱三室斜腹板截面，顶板宽22 m，底板宽14 m，箱梁悬臂长2.5 m。

图1 京沪高速公路跨线桥桥型平面布置

图2 京沪高速公路跨线桥桥型断面布置

图3 钢箱梁节段划分

图4 钢箱梁剖面

2 安装整体流程

分段钢箱梁构件采用工厂分节段制造、预拼，现场利用大型履带吊起吊，通过一种特殊液压索具调平，安装到高空胎架上拼装。分段构件为一联三室钢箱梁。对于分段钢箱梁，采用大型履带吊利用特殊索具起吊，校正调平后进行吊装上胎架工作[1-3]。

3 特殊索具施工工艺

3.1 液压拉泵索具

本工程桥箱梁分段后体型大、数量多，且每个分段内部结构分布不均，重心和吊点位置相对关系存在差异，在现场进行高空水平拼装时，每个分段地面起吊都需要调平。我们通常的做法是利用倒链与滑轮组配合调节吊索具长度进行调整，或根据重心和吊点位置更换索具。而本工程特制的单套液压拉泵调整索具很好地解决了类似问题。

本液压拉泵索具包括钢丝绳gss1共1 根，φ80 mm，长44 m，做2根使用；钢丝绳gss2共2 根，φ80 mm，每根长度19 m，单根使用。1 000 kN滑轮1 个，1 500 kN液压拉泵2 个，550 kN卸扣4 个，850 kN卸扣4 个（图5）。

图5 液压拉泵调平装置示意

分段桥箱梁质量较大，在面板下的纵横隔板交叉位置设置4 个吊点。本套液压拉泵调平装置的其中1 根长钢丝绳穿设于吊钩处设置的滑轮里，两端同钢箱梁面板上吊点固定；另外2 根短钢丝绳一端同吊钩固定，另一端同液压拉泵一端固定，液压拉泵另一端同钢箱梁面板上吊点固定。

利用本液压拉泵调平索具，在起吊过程中可以做到不用电脑建模精确计算构件重心，通过液压拉泵伸长或缩短，调整跟拉泵连接的吊索具总长度，来控制桥箱梁整体平整度。避免使用滑轮组的烦琐和多次更换钢丝绳造成的成本增加，节省了施工时间，保证了吊装的精确度。

3.2 桥面平整度调整

在分段钢箱梁吊装时，通过钢丝绳和液压拉泵，将所述液压拉泵调平装置与分段钢箱梁面板吊点固定连接，使用大型履带机械吊起液压拉泵调平装置，使分段钢箱梁底板离开地面一定高度，使用仪器测量分段桥箱梁底板上多个位置的离地高度，根据测量得到的数据对液压拉泵进行伸缩操作，以调节所述构件上多个位置的离地高度至桥面平整，然后通过履带吊将分段桥箱梁安装高空胎架指定位置进行拼装。

在使用液压拉泵调平装置调节分段钢箱梁平整度时，当钢箱梁需要沿x轴方向旋转时，2 个液压拉泵同时伸缸或缩缸，且伸缩量相同；当钢箱梁需要沿y轴方向旋转时，2 个液压拉泵同时分别一伸一缩，且伸缩量相同。

4 结语

此次京沪高速跨线桥工程主体结构施工在各方的努力下顺利完成了，在分段桥箱梁吊装上胎架拼装过程中主要遇到与攻克了这样几个难点：

第一，构件体积庞大、结构不规则，且数量较多，吊点位置和重心关系各不相同。如果使用固定钢丝绳吊装，钢丝绳种类繁多且十分烦琐。如使用滑轮组配合倒链调整钢丝绳长度，钢丝绳长度精确度难以保证，且浪费人工，增加成本。本液压拉泵索具通过液压拉泵伸长或缩短，调整吊索具自身长度，使本索具以一种形式从头到尾安装完毕，大大减少了工作量。

第二，本索具同样可以应用于其他大体积异形钢结构三维空间定位吊装，通过调整液压拉泵长度，可以在一定范围内把构件调整成任意角度，通过复测调整后的构件特征点相对关系微调，实现构件三维空间定位。

而在索具使用过程中也有考虑不足的地方，例如液压拉泵伸缩长度有限，当构件水平度偏差超过液压拉泵调整能力时，需要调整钢丝绳自身长度，降低了施工效率，可考虑采用预估重心位置限定吊点范围解决。综合上述问题，本工程使用的特殊索具在实践中取得了显著的效益，并且在类似施工项目中有着指导作用[4-7]。