超重斜拉桥钢锚箱高空安装技术研究及应用

谢健辉

（广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 511430）

超重斜拉桥钢锚箱高空安装技术研究及应用

谢健辉

（广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 511430）

针对北街水道桥钢锚箱提升吨位大、提升高度大、精度要求高等特点，研究总结了大吨位钢锚箱的高空吊装技术，包括钢锚箱的提升架设计施工、钢锚箱安装精度控制、钢锚箱与索塔混凝土连接控制等。该安装技术确保了钢锚箱的安装精度，可产生良好的经济效益和社会效益。

钢锚箱；高空安装；锚固系统

1 工程简介

北街水道桥设计为60 m+150 m+380 m+150 m+60 m的双塔中央双索面混凝土斜拉桥。索塔高度为111 m，主梁采用单箱五室混凝土结构，桥面宽度达41 m，斜拉索顺桥向为辐射型布置，横桥向为中央双索面，全桥共232根斜拉索，最长索约205.2 m。

斜拉索锚固在索塔钢锚箱上，钢锚箱高9.45 m，顺桥向长度5.98 m，横桥西宽度6.08 m，共分为8个锚室，4种类型。钢锚室主要由底板、腹板、横隔板及两侧连接板等组成。锚室节段内各板件元间采用焊接连接，锚室节段之间采用高强螺栓连接。

2 钢锚箱提升架设计

塔顶截面尺寸为 8.54 m×8.54 m正八边形，塔顶为壳状结构。先施工塔顶八边形中五个边，作为钢锚箱提升架的安装平台，剩余三个面暂不施工，作为钢锚箱起升的通道。提升架设计安装在索塔塔顶上。

提升架主要由承重系统、主桁系统、横移系统、锚固系统、提升系统组成。其中支撑系统的设计兼顾两个用途：首先用于锚室吊装，其次用于滑移系统滑移支撑。

2.1 承重系统

支撑系统为三角支撑结构，由型钢骨架通过焊接固定而成，包括支撑梁、主纵梁、固定杆、枕梁、以及防护设施和通道。支撑系统预埋支座由上中下两个支座组成，上支座采用爬锥螺栓结构，与主梁系统连接为铰接，中间支座采用法兰连接结构，下制作采用预埋H螺母进行连接。

2.2 主桁系统

主梁系统由两组贝雷桁架组成，两组贝雷通过型钢横连作为连接，在贝雷前后两端设置剪刀撑对主梁进行固定。

主梁系统与支撑系统由三个支点进行连接，两个后支点位于索塔顶混凝土上的预埋件上，一个前支点布置在支撑系统前端。

2.3 提升系统

提升系统由横梁、支座、吊具、提升动力组成。提升动力机构使用2套LSD750-500高速提升千斤顶作为牵引提升，提升速度为15 m/h。提升千斤顶采用钢绞线作为吊绳，布置在上横梁顶面，通过钢绞线对锚室进行提升。

提升吊具设计采用钢板制成专用吊具，吊具结构简单，重量小。吊具之间的连接采用40cr销制成。

提升千斤顶布置在上横梁顶面，提升千斤顶通过钢绞线对锚室进行提升。

2.4 横移系统

滑移系统由滑道、钢枕支座、水平牵引千斤顶、牵引钢绞线组成。钢锚室提升到位后由水平牵引千斤顶安装至拟安装位置。滑道由垫板、挡板和面板构成，滑动付由限位框和四氟滑板组成。滑道两侧设置标线标记，保证滑移过程中的同步性。

3 钢锚箱吊装及定位技术

3.1 工艺流程图

工艺流程见图1。

图1 钢锚箱安装施工工艺流程图

3.2 临时存放平台

钢锚箱临时存放平台主要利用索塔主梁牛腿和0#块支架搭设，利用牛腿施工完毕后将牛腿施工平台改装成而成。存放平台由4拼贝雷作为承重桁架，支撑架安装在承重桁架上。

3.3 预埋钢板定位安装

（1）垂直起吊

索塔钢锚箱预埋钢板使用悬拼吊架进行吊装，选用4套10 t卸扣以及4根Φ28的钢丝绳，单根绳长不小于5 m，即夹角不小于45°。

预埋钢板吊具固定完成后，塔顶千斤顶操作人员开始操作油泵提升千斤顶。预埋钢板先起升20 cm，静置5 min无异常后，开始连续提升。

（2）预埋钢板横移

预埋钢板起升至高出拟安装平面1 m后，开始水平横移，将预埋钢板移动至拟就位位置。横移前先将主横梁前后两端用5 t手拉葫芦拉住，随着预埋钢板向拟就位位置移动放松手拉葫芦，慢慢牵引至拟安装平面。

（3）预埋钢板就位

沿着预埋钢板定位卡将预埋钢板缓缓放下，将预应力钢绞线依次穿过预埋钢板孔，在预埋钢板四周固定4个手拉葫芦用于对位置的定位。预埋钢板下放至混凝土平面上，由定位钢筋进行支撑。在预埋钢板定位完成后复测预埋钢板的平面度。

将预埋钢板垂直提升80 cm，将起吊预埋钢板的保险绳挂号，用配置好的环氧砂浆涂抹在混凝土顶面上，环氧砂浆涂抹原则为高过定位钢筋顶部面1～2 mm，涂抹完成后需检查验收，环氧砂浆要求在20 min内涂抹完成。

解除起吊预埋钢板保险绳，沿预埋钢板第一次定位时坐标将预埋钢板放落至砂浆平面上。复测平面度后解除起吊钢丝绳。

采用42条定位钢筋作为预埋钢板最终精确定位控制点。定位钢筋在浇筑索塔最后一节塔身时预埋，标高复测完成后在定位钢板拟安装的4个角焊接定位卡，定位卡由10 cm×2 cm×5 cm钢板制作。

3.4 钢锚箱吊装就位

（1）吊具安装

下放吊具至1#块节段上，吊具中心线对准拟起吊钢锚室的中心线，根据对准情况纵移位于滑道上的提升系统，偏差小于2 cm。

穿销固定好待起升锚室，锁好保险销，并同时预紧提升千斤顶。锚室采用两点起吊，根据设计图纸，锚室临时吊点设置在锚室顺桥向两侧。吊具安装固定完成后，应组织起吊前验收，验收完成后方可进行钢锚室起升操作。

（2）提升

塔顶提升架先起升离地10 cm，静载观测5 min且正常后，再进行钢锚室正式起升。塔顶提升架设计起升额定速度为15 m/min,总起升高度约79 m，单块锚室起升时间约6 h。

垂直提升系统过程控制监控由电脑控制，相对高差为2 cm，保持平衡。锚室提升过程中设专人进行观测，设两个观测点，分别为起升位置下水100 m及河堤侧两个点。所有人员由对讲机进行统一指挥与协调。

锚室起升至底面高于塔柱待安装面50cm停止起升，锁紧起升油泵，固定竖向起落保险绳，准备水平牵引。

（3）水平横移

横移前先将主横梁前后两端用5 t手拉葫芦拉住，反拉手拉葫芦需连接牢固可靠。随着钢锚室向拟就位位置移动放松手拉葫芦，缓慢牵引至拟安装平面。

水平牵引千斤顶在主梁两侧各牵引一个承重枕梁支点，对称牵引锚室至待安装位置。牵引前滑道上做好标记，2 cm画一个点，牵引过程应安排人进行观测，每横移50 cm检查调整好枕梁的承重梁的水平位置。

（4）微调就位

钢锚箱横移后，由测量人员对钢锚箱的平面坐标及高程情况进行精确测量，并用钢尺量测几何特征点之间的距离，同时对斜拉索套筒轴线进行测量，与设计值比较检查。

根据测量结果，利用塔顶吊机对锚室进行微调，最终将其高程及平面偏位控制在设计规范要求之内。安装完毕后，进行三维坐标复核。上部构造施工期间，进行实时监控。

单块调整到位后单根对称张拉预应力钢绞线，将钢锚室锚固在索塔顶部上，预应力锚固采用对称张拉锚固。

3.5 节段连接

锚室定位张拉固定完成后进行锚室高强螺栓安装，高强螺栓先按梅花形式布置，整体固定完成后再将所有高强螺栓安装拧紧。螺栓拧紧先用电动套筒扳手进行初拧紧，后用扭矩扳手进行复检和加拧。

用扭矩法拧紧高强度螺栓连接副时，分初拧、复拧和终拧依次进行，要求螺栓全部需通过扭矩扳手安装，初扭矩符合相关要求。复拧扭矩与初拧扭矩相同。初拧和终拧后的高强度螺栓分别按工艺要求做好标记。表1为高强螺栓设计、施工预拉力对照表。

表1 高强螺栓设计、施工预拉力对照表

4 结语

综上所述，北街水道特大桥索塔大吨位钢锚箱的高空吊装技术，成功克服了索塔钢锚箱吊装吨位大、提升高、定位精度要求高等施工难题，确保了施工进度、安装精度及施工安全。该套安装技术不仅确保了钢锚箱的安装精度，而且在工期和施工安全上都得到了极大的保障，取得了很好的经济效益和社会效益，为国内同类型桥梁索塔施工开扩了新的方向。

荆州市“十三五”规划10个过江通道已建成2个

“十三五”期间，荆州规划布局10个过江通道。目前，已建成荆州长江大桥、荆岳长江大桥；在建或即将实施5个，分别是荆州公铁两用桥、石首长江大桥、洪湖嘉鱼长江大桥、洪湖赤壁长江大桥、二广高速荆州城区改线段李埠长江大桥；开展前期3个，分别是枝石高速公路松滋长江大桥、观音寺长江大桥、监利至华容高速公路公铁两用长江大桥。

荆州在“十三五”策划了公路、水路交通项目219个，投资总规模1 100亿元，其中“十三五”期间重点实施项目155个，投资653亿元。高速公路在“十三五”拟实施项目9个，构建“六纵三横二环二联”覆盖所有县市的高速公路网，总投资300亿元。目前，续建项目5个，分别是洪监高速、沙公高速、江北高速、石首长江大桥及接线、洪湖嘉鱼长江大桥及接线；新建项目4个，分别是洪湖赤壁长江大桥及接线、沙公高速连接江南高速段、二广高速荆州城区改线、江北高速东延线；开展前期研究项目6个，分别是沙公高速南延线、沙公高速北延至纪南段、江北高速西延接松滋、江北高速北延线、枝江至石门高速公路松滋段、监利至华容高速公路。

荆州将构建“三纵两横”的国道公路网和“十二纵七横十联”覆盖所有乡镇的省道公路网。纳入“十三五”中省规划重点项目37个，总投资122亿元。其中，一级公路重点项目19个，334 km，投资91.8亿元；二级公路重点项目18个，410 km，投资30.3亿元。

在港航建设上，“十三五”将构建以长江航道为主干，江汉平原骨干航道网和荆州港口群为依托的水运体系。规划重点项目32个，总投资127亿元。重点疏浚松西河和内荆河航道，改造提升荆州中心城区港区等重点港区。

客货运枢纽上，全市将构建以国家公路运输客运枢纽、地区性运输枢纽、集散性运输枢纽为主的枢纽站场体系。规划重点项目37个，总投资70亿元。依托机场新建换乘中心，依托蒙华铁路新建沙市、江陵、公安、石首换乘中心；依托港口、铁路、高速公路新建荆州盐卡、松滋港区等临港物流园。

U448.27

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1009-7716（2017）10-0102-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.030

2017-06-02

谢健辉（1988-），男，广东韶关人，助理工程师，从事路桥施工管理工作。