平塘特大桥塔区梁段安装关键技术

王稳 谢福勇

摘 要：平塘特大桥是一座典型山区多塔大跨斜拉桥，其中16号主塔高达332.0m，为世界第一高混凝土主塔斜拉桥。文章依托平塘特大桥塔区梁段安装，通过荡移系统对16号主塔塔区71-72-71号梁段采取散拼工艺进行拼装，经过方案比选、优化取得了较好成效。

关键词：特大桥 塔区梁段梁 荡移系统

1.梁段结构

主梁采用“工”字形边主梁+锚拉板单元+“工”字形横梁+倒梯形小纵梁+剪力钉+桥面板+现浇微膨胀混凝土湿接缝+桥面预应力系统的结构体系。

边主梁节段之间、边主梁与横梁、横梁与小纵梁均采用10.9级摩擦型高强螺栓连接，预制混凝土桥面板与钢主梁通过剪力钉+湿接缝连接形成整体结构体系，共同受力。

“工”字形边主梁间距25.7m，组合梁全宽30.2m，“工”字形边主梁中心线处梁高2.92m，标准段每隔400cm设一道钢横梁，主梁之间设置3道小纵梁。

2.钢梁进场验收与存放

钢梁进场后，由质检员严格按照“钢梁进场验收表”对进场的钢主梁、钢横梁、小纵梁、拼接板等构件进行验收，验收合格后卸车存放。

钢梁构件进场后，及时对摩擦面进行覆盖塑料薄膜，对摩擦面进行保护。

钢梁构件存放在存放区的存梁台座上。台座高30cm，在台座上支垫一层10×10cm方木，钢梁构件放在方木上。为防止构件变形，钢构件均采取立放形式。

3.塔区梁段安装施工工艺

3.1索塔塔区梁段安装

吊装前在钢梁两端各系一根缆风绳（单根长度≥6m），用于构件在下放时牵引调位。

钢梁采用螺栓和吊耳连接，尽量保证连接螺栓松紧程度一致，确保所有连接螺栓均匀受力。

采用ZSL1250动臂吊提升构件过程中，指挥人员必须实时跟踪构件状态，保持与塔吊操作手、塔上安装人员沟通畅通。

索塔区钢梁均采用空间三向受力吊装体系就位（荡移系统安装），见图1。

16号主塔塔区梁段主要施工步骤具体如下：

（1）72#主梁安装前，在支座大小里程侧2.0m处放置马凳，马凳高于支座设计顶标高25～30cm，支座垫石四角采用钢板支垫，高度与马凳顶平齐。

（2）由动臂吊起吊右侧72#主梁放置小里程侧下横梁顶面中心处，且尽可能地使钢丝绳靠近右侧塔壁，确保钢梁最大程度靠近支座垫石。

（3）用上横梁16t6线卷扬机起吊72#钢主梁。同时，在塔壁左安装反方向牵引系统（防止钢梁起升过程中碰撞钢挡块）。利用提升卷扬机和反牵引卷扬机缓慢将钢主梁提升距下横梁定高5m处（钢挡块高4.4m）。

（4）慢慢放松反牵引卷扬机钢丝绳，同时提升卷扬机钢丝绳，缓慢移动钢梁，至上横梁钢丝绳垂直状态。

（5）此时，利用右侧塔壁牵引系统，缓慢将钢梁移动至支座正上方位置。

（6）同步操作卷扬机系统及塔壁牵引系统使钢梁缓缓竖直下落，当钢梁下落至垫板上方50mm时，注意调整钢梁位置，使钢梁对称下落于马凳顶面。

（7）及时使用链条葫芦牵引、固定，防止其产生倾斜。

（8）采用同样方案完成左侧 72#主梁安装。

（9）采用ZSL1250動臂吊提升HL11的左段至下横梁顶面，采用荡移系统将其提升至安装位置上方缓缓下落至安装高度，缓缓平移至焊接端紧挨主梁腹板根部。

（10）采用同样方法完成HL11右段安装，完成HL11中间段安装。

（11）重复（9）～（10）完成两个HL10安装；将水平筋板吊装至安装位置。

（12）采用ZSL1250、荡移系统完成72#梁段对应小纵梁安装，并采用螺旋千斤顶将72#梁段整体下落至设计位置，并调整平面位置。

（13）采用ZSL1250完成71#主梁、HL9、HL7、小纵梁安装。

（14）精确调位后，完成71#梁段临时锚固。

（15）浇筑支座锚固砂浆及支座垫石后浇段混凝土，待强度形成后安装横向限位支座，浇筑主塔横向抗风支座挡块第二次混凝土。

3.2高强螺栓安装

3.2.1高强螺栓施工流程

钢梁均采用M30、M27摩擦型高强螺栓连接，用扭矩法施工，松扣复位法检查。高强螺栓施工质量控制关键是保证摩擦面有足够的抗滑系数及设计扭矩系数。

其施工流程如下：扳手标定→螺栓扭矩系数测定→连接板四角定位→25%冲钉25%普通螺栓→50%高强螺栓穿孔→初拧→高强螺栓替换冲钉及普通螺栓并初拧→终拧→检验→连接板密封。

钢梁进场后由技术员在摩擦面附近（禁止在摩擦面范围）注明螺栓规格、长度、数量。

3.2.2高强螺栓安装

（1）冲钉安装。所有杆件安装50%的冲钉和普通螺栓（呈梅花形布置），另外50%的孔眼安装该部位使用的高强螺栓。冲钉直径较孔眼直径小0.2～0.3mm，长度>板束长度；粗制螺栓较孔眼直径小1.0mm；精制螺栓较孔眼直径小0.4mm。

高强螺栓安装时，检查螺母和垫圈的方向，垫圈一面有倒角，穿放时将有倒角的一面分别贴向螺杆根部及螺母支承面，不得装反，螺母有标志一面应朝外。

穿放螺栓的规定：边主梁高强螺栓螺母统一安装主梁顶、底板上缘（腹板位置个别无法施拧螺栓，螺母可在地板下缘），腹板螺母均安装于腹板内侧，螺栓穿放时不得用锤敲打，以免损坏丝扣。

高强螺栓穿孔时，严禁敲击；当需要扩孔时，及时通知监理，并经扩孔后的孔型尺寸做好记录，备后期提交监理和设计单位。

（2）初拧和复拧。初拧从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，否则影响螺栓群的合格率。初拧扭矩值为终拧值的50%，扭矩值由技术员根据相关参数计算经复核后给出。

螺栓施拧过程中应用扳手卡死螺栓螺帽，防止螺杆随扳手一齐转动。

待冲钉（普通螺栓）全部更换为高强螺栓并初拧完成后，检查初拧标记，确认无遗漏后采用0.3kg小锤敲击螺母一侧，手按住相对的另一侧，如颤动较大者为不合格，应再初拧，同时用0.3mm塞尺插入板缝，插入深度<20mm者为合格；并进行复拧；复拧扭矩和初拧扭矩相同，为终拧值的50%。

（3）终拧。螺栓终拧顺序同初拧顺序，从螺栓群中心向外扩展进行施拧；扭矩值为计算值。终拧前同样在螺母外侧和连接板上用红色颜色进行标记；防止漏拧；螺栓施拧过程中应用扳手卡死螺栓螺帽，防止螺杆随扳手一齐转动。终拧在初拧完成后2h进行，施工过程不得中断，且当天安装的杆件所有螺栓必须终拧。

（4）检查。松扣复位法抽查，数量为每一个节点高栓总数的5%，并≥ 2个；横梁、小纵梁的抽查数量为其总数的5%，但≥2套；每个栓群不合格数量不超过抽查总数的20%，若超過此值，则继续抽查至累计总数的80%合格为止，然后对欠拧者补拧，超拧者更换螺栓重新拧紧。扭矩检查在终拧1h以后、24h之前完成；

在所要检查的高栓与螺母上用白色记号笔划一条标记线，记下高栓的位置，然后将螺母松转约30°，再将螺母慢慢地、平稳地拧转到原来的位置，此时的扭矩即为所要检查的终拧扭矩，在±10%范围内合格；>1.1倍的属超拧，换下重新装上新高栓并做相应的终拧检查；<0.9倍的属欠拧，及时补拧。

（5）密封。终拧检查合格的螺栓群，在连接板旁边写字标记，钢梁构件安装完成后，所有隅角部位及拼接板间缝隙的两端，都必须用以聚硫橡胶为基料的阻蚀型防腐密封腻子填实后再做涂装。螺栓、螺母、垫圈的外露部分共涂4道油漆，油漆涂装完成后才允许拆除螺栓施拧脚手架。

4.结束语

综上所述，平塘特大桥16号主塔塔区梁段采用三向荡移系统进行散件拼装，通过方案优化顺利完成高空钢梁拼装，各构件安装质量均满足设计及规范要求，其工艺合理、安全经济，具有一定的推广性。

参考文献：

[1]方笑.平塘特大桥主塔施工关键技术研究[J].交通世界，2018（11）：141-144.

[2]马白虎，钟荣炼，余毅等.贵州平罗高速公路平塘特大桥16号桥塔承台浇注完成[J].世界桥梁，2017（01）：96.