探析大跨径叠合梁斜拉桥钢锚梁安装施工 精度控制技术

郑 飞

（四川路桥大桥工程分公司， 四川 成都 610015）

0 前言

大跨径叠合梁斜拉桥多见于复杂地形，或跨径较大的河道桥梁工程。叠合梁是分两次浇捣混凝土的梁，第一次在预制场做成预制梁；第二次在施工现场进行，当预制梁吊装安放完成后、再浇捣上部的混凝土使其连成整体。该类桥梁的施工，强调钢锚梁高质量稳定安装，对其精度控制要求加高，加以分析十分必要。

1 工程概况

S 大桥属于跨江大桥，位于国内中部某省份，属国家级重点工程之一。工程主体采用双塔双索面叠合梁斜拉结构，设计长度为904 米，因建设地点地形较为复杂，设计为非对成形式，南岸共18 组斜拉索，以混凝土梁作为整体断面的基础；北岸共20 组斜拉索，以工型钢梁作为整体断面的基础。叠合梁的总长度为12.2米，桥面宽度29.7 米，为保证自重控制效果，以混凝土箱梁作为索塔主要结构，南侧高度为182.5 米，北侧为174.9 米。

2 精度控制主要难点

施工作业开始前，结合同类工程基本经验，对S 大桥钢锚梁安装施工精度控制难点进行梳理，共发现3 个方面的影响因素。

一是受力态势，在S 大桥的施工方案中，钢锚梁与索塔受力态势存在直接关联，钢锚梁安装精度不足，可能出现无法维持力平衡、不同钢索受力态势差异、预应力无法发挥作用的局面，拟通过有效的参数控制避免该问题。

二是施工规范性，S 大桥跨径较大、施工工期也较长，存在钢锚梁施工的一般难点和特殊困难，索塔各处钢锚梁的安装精度控制不理想，可能出现索塔可操作空间有限、安全风险增加的问题，同时也可能导致受力情况的差异，影响桥梁后续使用。拟通过全程吊装控制的方式予以应对。

三是承重结构设计，钢锚梁安装的初始阶段，型钢的作用较为突出，以型钢为主要材料设计建设的支架，其刚度过大影响对钢筋设计、预应力分析的效果；刚度过小则会导致安装精度评估效果下降。拟通过对关键结构的设计因对该问题。

3 施工过程和成果

3.1 施工基本流程

S 大桥属大跨径叠合梁斜拉桥，施工难度大、周期长，其施工方案经过专家组论证，具有较高的科学性和可行性。就该桥钢锚梁安装施工精度控制而言，结合施工方案内容，给出标准化的施工安装流程：

钢结构工件和部分混凝土工件的预制——拼装（简单拼装于厂内进行，复杂拼装和整体拼装于施工场地进行），该过程中需严格遵照施工方案和施工组织设计要求进行，强调精度有效控制——运输和材料、设备就位——二次拼装（整体拼装，使单一箱梁连接为整体）——型钢承重结构安装——型钢承重结构的精度微调——钢锚梁塔上作业（分为安装、精度调整、混凝土施工）——索塔混凝土结构施工——钢锚梁塔上作业、索塔混凝土结构施的反复[1]。

3.2 施工过程

按照上述流程进行作业，进入钢锚梁安装阶段后，对其索塔对应的安装位置进行标记，保证误差不超过0.5%。将预埋件预埋与混凝土中，并完成初步施工和位置标记。S 大桥施工中，所有预埋件均为工字型钢，埋入索塔内0.8m 位置，应桥梁跨度大、自重较大、通行压力设计也较高，南北侧均设置3 排预埋件，均为纵向布置，单排间距为1.8 米。支撑部分放置6 个千斤顶，与钢锚梁底板区域实现有效物理连接。完成上述工作中，进行支撑机构的预装，设计牛腿型承重结构，按照施工方案进行钢锚梁的现场拼装，分别将其运输至南北岸施工区域，使其位置索塔下方，利用塔吊进行吊装。钢锚梁梁身处，设计若干直径为5cm 的起吊孔，将吊钩置入起吊孔内，以垂直起吊的方式将其缓缓吊起，在此过程中进行水平位置观察，核准起吊后钢锚梁无位置偏移等问题，可继续起吊，反之则进行位置调整后再继续起吊[2]。钢锚梁需要放置于千斤顶位置，同时将承重结构放置于支架位置处，借助千斤顶和支架保持其位置稳定。于支架位子进行工字型钢焊接，不断利用千斤顶进行方向调整，横向分部的工字型钢形成反作用力，以免钢锚梁和承重构件出现位置偏移。上述工作完成后可进行后续安装，为保证施工安全，可搭建防护栏。

3.3 安装精度控制技术

S 大桥钢锚梁安装施工精度控制工作，要点为参数控制、全程吊装控制、承重结构设计，技术上通过合理设计承重结构，保证全程施工规范化，引入虚拟技术三个方式实现。全程施工规范化强调按照既有方案和施工组织设计进行各环节工作，如首节钢锚梁定位安装，要求首先进行骨架位置测定，并进行标准，之后分别做承重构件、轴线位置、高程分析，采用测量放样的方式精准进行定位，直到定位区域、实际施工位置和设计位置实现精度重合，再进行下一步工作。其他环节作业方式与此相同，重视高度规范化和流程化。

承重结构的设计上，主要考虑牛腿型型钢结构刚度和安装控制。该构件为预制件之一，于施工作业开始前，根据设计要求，在工厂内完成拼装散件的加工。其参数的确定则考虑了同类工程特点和S 大桥索塔、钢锚梁等既有参数，要求能够完成有效承重，加工过程中，引入棱镜杆预留孔技术，分别在结构横向、纵向位置设计2.0mm 小孔，以确保安装过程中的精度，消除误差。在安装过程中，借助千斤顶进行位置微调，时刻了解牛腿型型钢结构是否满足承重要求，完成矫正后利用焊接技术进行固定。

虚拟技术的引入，主要考虑借助BIM 虚拟技术和有限元三维模型技术，收集既有参数和建设要求等信息，进行包括承重、位置、使用年限等多参数的综合模拟。本次施工采用了约束条件分析法，将既有工作信息代入模型中，获取型钢刚度条件、预应力施加效果、最佳钢锚梁安装位置等信息。为保证约束模拟的科学性，在收集参数的过程中，全程引入动态分析模式，考虑了风力、老化影响，以确保结果客观可信。S 大桥建成后，其钢锚梁安装施工精度与设计要求高度契合，使用效果理想，具有积极参考价值。

4 总结

综上，大跨径叠合梁斜拉桥钢锚梁安装施工精度受到多个因素影响，具有可控性。结合本次施工情况，可知精度控制的难点在于参数控制、全程吊装控制和主要结构设计等方面，为求予以控制，要求合理设计承重结构，保证全程施工规范化，通过虚拟技术获取标准参数，应对难点影响的同时，提升工程施工质量。