斜拉桥混凝土牛腿钢锚梁的整体工装定位施工技术

陈康 黄志彬 何超

摘 要：索塔拉索锚固采用混凝土牛腿+钢锚梁的结构型式时，混凝土牛、钢锚梁、索导管各自独立安装，其混凝土牛腿顶面及索塔内侧壁的钢锚梁预埋板的定位十分关键，将直接影响随后钢锚梁安装的精度和速度。文章以实际工程为例，首先对钢锚梁组成及安装原理进行了分析，然后重点对钢锚梁安装定位工艺进行了探究，提出了施工质量控制措施与施工注意事项，减少定位次数，降低测量难度，提高了安装精度，提高了施工质量和施工进度。

关键词：工装板设计 预埋板安装 钢锚梁安装

1.工程概况

长门特大桥位于福州闽江的下游跨越闽江，为结构形式（35+44+66）m+550m+（66+44+35）m的双塔双索面混合梁斜拉桥。

钢锚梁采用Q370qDNH钢制作，单个塔柱共17对拉索，设置了13节钢锚梁，其中第1～4对斜拉索直接锚固在混凝土齿块上，第5～17对斜拉索锚固在钢锚梁上。

2.钢锚梁组成

钢锚梁竖向间距从上到下依次为2×2.6m、3×2.7m、3×2.8m、4×3m。为施工吊装方便，钢锚梁采用分段式设计，单个钢锚梁分为两段，单段钢锚梁最重的为4.5t，最轻的为4.3t，段与段之间采用高强螺栓连接。单根钢锚梁长5.54m，高约1.3～1.7m，顶宽约为1m、底宽约为0.8m，为箱形结构。

3.钢锚梁安装原理

（1）混凝土牛腿浇筑之前，安装钢锚梁预埋板。

（2）在塔柱浇筑完成后，每段钢锚梁分成两半进行吊装作业。

（3）每一侧锚缆安装时，锚梁底板对准预埋板、底板螺栓孔对正预埋板螺栓就位。

（4）在下方锚梁上搭设精度调整平台，精确定位，最后通过高强螺栓将两侧锚梁连成整体。

4.钢锚梁安装定位工艺4.1常规定位工艺

混凝土牛腿浇筑前，逐一安装钢锚梁预埋板，分别对每一块预埋板的轴线、里程、标高和平整度进行量测。难点如下：

（1）每块预埋板的安装标高、平面位置、平整度等精度均要求高。

（2）预埋板之间相对标高、相对位置精度要求高，很难到达。

（3）所有的预埋板在塔腔内，且贴近塔壁，测量通视差，甚至部分地方无法通视。

（4）测量定位要求高，每一施工步骤定位都影响这下一步骤定位安装，最终影响整个斜拉桥斜拉索的挂设，所以测量定位必须严格控制。

4.2整体工装定位工艺

制作整体快速定位工装：根据所有预埋板螺栓孔距，加工同孔距工装钢板，并将钢板安装于钢锚梁底，采用用型材焊接成整体吊架工装。

所有的4块预埋板与工装一次安装定位；定位时，仅需量测一次平面位置及标高。优点：

（1）减少定位次数，缩减3/4的工作量，加快了进度。

（2）降低测量难度，可选择有利的测量位置。

（3）提高安装精度，相对精度偏差几乎没有。

（4）有利于随后的钢锚梁安装。

5.施工工艺5.1施工流程

施工工艺流程主要如下：劲性骨架安装→塔柱和牛腿主筋安装→牛腿预埋板加工运输→预埋板检查→牛腿预埋板安装→测量精确定位、加固→混凝土浇筑→钢锚梁加工运输→钢锚梁检查→安装半块鋼锚梁→安装另一块钢锚梁→连接板栓接钢锚梁→高强螺栓终拧。

5.2施工要点

5.2.1施工前准备

根据现场施工进度安排，提前发出工程联系单给钢结构加工与制造单位，通知混凝土牛腿预埋板、钢锚梁进场。每次塔柱混凝土节段浇筑后，必须确保已安装牛腿预埋板高出混凝土面。

进场后及时进行牛腿预埋板、钢锚梁验收检查工作，包括编号、标识标记、安装部位、成品尺寸的检查与记录。检查合格后，做好就位标志线的标识。

5.2.2钢锚梁工装设计

根据预埋板螺栓孔距，加工同孔距工装钢板。钢锚梁工装件采用槽钢、角钢与工装板焊接而成。钢锚梁工装件加工时，先对工装板预拼装，在两块工装板上对纵向槽钢进行焊接、再对平联槽钢及斜撑角钢的焊接加固，保证在安装过程中不发生变形。

工装板由钢结构厂制作单位一同生产，连同钢锚梁一起运输至施工现场。利用汽车吊配合拼装钢锚梁后，利用型钢与工装板连接加工[2]。

5.2.3利用整体工装进行预埋板安装

（1）预埋板安放及调整。安装完索导管、塔柱和牛腿主筋，在混凝土牛腿钢筋骨架及预埋型钢上做好牛腿预埋板辅助定位装置。两块钢锚梁预埋板通过工装栓接，用塔吊将牛腿预埋钢板吊装至已安装完成的定位钢筋上，4个角使用4条导链落在塔柱钢筋上。预埋板挂设就位后，通知测量利用全站仪对预埋板空间进行精确定位。每轮定位顺序：先高程，再纵桥向，后横桥向。利用4个导链调整4个预埋板角点高程，通过双头调节丝杆调整平面位置。控制误差在5mm以内。定位完后预埋板与已安装的塔柱钢筋、劲性骨架进行加固，防止后期发生移动。

（2）工装拆除。在施工时注意牛腿预埋板位置的精确性，需加强支撑措施，防止出现位移。预埋板位置精度调整满足要求后，使用钢板连接底面与相邻的钢筋，进行固定。再次检查精度，不合格即刻进行解开固定，重新定位。合格后对预埋板进行再次加固、彻底固定，开始工装拆除，必须保证高强螺栓外露长度符合要求。完成剩余钢筋，安装模板，进行混凝土浇筑。

5.2.4钢锚梁安装

在安装钢锚梁前，对牛腿预埋钢板进行平面与标高检查，同时对钢锚梁进行试吊。

为了保证钢锚梁起吊后底座水平便于安装，采用5t导链配合钢丝绳进行挂钩，利用葫芦可伸缩性控制底座。

安装第一块钢锚梁就位后，拧紧与牛腿板螺栓后再进行解钩。

吊装第二块钢锚梁，第二块钢锚梁就位与混凝土牛腿安装高强螺栓，将塔吊解勾挂设于两块钢锚梁4个挂点上控制两块钢锚梁处于同一水平，再利用机械千斤顶控制两块钢锚梁对接口，保证钢锚梁螺栓孔能与连接板螺栓孔一一对上。安装完两个连接板再对塔吊进行解勾。

安装连接板和高强螺栓：先安装侧板，再安装顶部，最后安装底板，每块连接板首先仅上3～4颗螺栓，待所有连接板均安装就位后将剩余螺栓安放就位，逐步完成初拧和终拧。

6.施工质量控制

（1）对预埋板位置精度进行复测，合格后进入下一道工序。否则解开固定，重新定位。

（2）钢锚梁安装后，检查钢锚梁底座与预埋板之间是否存在缝隙，若有间隙采用薄钢板进行塞垫[3]。

（3）钢锚梁节段间连接高强度螺栓必须按规范要求施拧，扭矩扳手按要求进行标定后使用。

（4）对于已安装的锚梁段应每隔一定高度采用防雨、防尘＼防火措施，避免损害钢锚梁的涂装层。

（5）对已破损的涂装层，按工厂施工的工艺要求进行修补。

（6）斜拉桥索塔分离式钢锚梁施工质量符合表1要求。

7.施工注意事项

（1）钢锚梁运输、吊装过程中要进行适当的包裹保护，在吊装过程中要求缓慢、平稳，避免施工过程中碰撞、变形或损伤涂层，严禁安装具有变形的钢锚梁构件。

（2）两侧（南北向）斜拉索不对称布置，钢锚梁两端的索套管的角度不同，钢锚梁安装时需注意区分边跨侧和中跨侧方向。

（3）注意工装的存放防止受到挤压变形，影响两块预埋板间距。

（4）施工时注意牛腿预埋板位置的精确性，需加强支撑措施，防止出现位移。

（5）采用小直径振捣棒振捣牛腿壁板位置混凝土，振捣是避免振捣棒碰触牛腿壁板，防止发生走位。

（6）钢锚梁重量大，吊装前严格检查钢丝绳质量。

（7）每次正式吊装钢锚梁前，必须进行试吊装，确保吊装幅度，保证塔吊安全。

8.结束语

综上所述，混凝土牛腿的钢锚梁施工是整个索塔施工的重点和难点，文章的整体工装快速定位技术很好地解决这一难题，并大大提高了施工质量和施工进度，对类似工程有一定的参考指导作用。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011

[2]JTG F80/2-2004.公路工程質量检验评定标准第二分册机电工程[S].

[3]韩文立.工装设计校验及优化技术研究[D].北京：北京理工大学，2015.