太洪长江大桥加劲梁吊装施工设计及具体方法研究

田发全

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

1 太洪长江大桥加劲梁吊装施工设计

1.1 工程概况

太洪长江大桥主桥为190 m+808 m+260 m布置的悬索桥，其主跨桥面系采用钢箱加劲梁结构形式。主缆跨中处距设计最低水位134.681 m，长江主航道于主桥跨中往北岸方向偏移，实际更偏向于北岸主塔，距离南岸侧较远，江面临近南岸侧水深较小。其加劲梁吊装施工，强调提升桥梁的承重能力和工作性能，以实现负载的有效传导，保持通行能力，这对设计和施工工作提出了较高要求。根据桥址处河床高程及水位变化情况，本桥跨中采用跨缆吊机进行钢箱加劲梁吊装施工；两岸侧水位处采用跨缆吊机结合荡移法进行吊装施工。

1.2 设计方法

(1)跨缆吊机钢桁架结构设计

本项目仅对缆载吊机钢桁架结构进行分析计算，暂不对电气结构做复核。依据《起重机设计规范》(GB/T 3811-2008)第6.5.2条，桁架的跨中挠度允

许值按跨径的1/700控制；依据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)第5.2.7条，验算支架的刚度时，其最大变形值不得超过L/500的允许值，采用Midas Civil 2017软件，进行跨缆吊机钢桁架结构有限元模型建设，用于设计分析，主要考虑自重、静荷载、模拟负载、自然条件影响，因主缆对钢桁架梁的抗扭约束存在动态变化，对模型边界条件进行更改，取中间单点支撑模式进行有限元模型建设。

太洪长江大桥钢箱加劲梁吊装施工设计，主要采用模拟方式获取可靠的基础参数。按照该模型进行受力情况分析，以一般通行要求为约束条件，结合设计要求已有固定参数，可获取桥梁钢桁架结构最大竖向位移为：

41 mm

该结果满足通行要求，进一步进行计算，获取缆载吊机钢桁架梁的正应力水平为222～223 MPa之间，满足建设要求，可按此设计进行施工。

(2)端梁段施工临时支撑设计

太洪长江大桥南岸侧端部梁段编号为D，梁段长度9.2 m，吊装重量172.8 t，该梁段在成桥之后无吊索，引桥端直接支撑于南塔中横梁的支座垫石，另一端与邻近箱梁焊接及螺栓连接；北岸侧端部梁段E，梁段长度10.8 m，吊装重量193.4 t，与D梁段类似，其在成桥之后亦无吊索。考虑经济性，本桥施工选择在上横梁临江侧的侧面上埋设预埋钢板，待后期准备进行钢箱梁吊装之前焊接耳板，通过耳板悬挂的定、动滑车组及其连接钢丝绳，将端梁段钢箱梁悬挑出中横梁支座垫石范围给的钢箱梁斜向向上悬挂住，从而实现端梁段的临时支撑锚固。

预埋钢板上焊接耳座后，通过300 t的弓形卸扣连接悬挂3饼200 t定滑车组，然后通过走8线的形式穿绕钢丝绳，下端悬挂200 t的4饼动滑车组，再通过弓形卸扣、钢丝绳圈等连接至钢箱梁的临时吊点。

通过计算分析，端梁段吊装施工临时支撑的悬吊钢丝绳满足最小破断拉力要求；上锚固件满足承载力要求。

2 太洪长江大桥加劲梁吊装施工方法

2.1 吊装顺序

考虑到太洪长江大桥加劲梁特殊性，本次施工思路上重视吊机运用，采用跨缆吊机进行上部钢箱梁的吊装施工，统一进行钢箱加劲梁的加工，确保其规格无异常、质量理想，之后运用水上运输的方式，将钢箱加劲梁运输至施工区域正下方水道中，借助跨缆吊机，对下方钢箱加劲梁进行垂直起吊。吊装顺序见表1。

表1 太洪长江大桥加劲梁吊装顺序

2.2 吊装流程

在施工的开始阶段，完成测量和各项准备工作。所有钢箱梁采用统一加工的方式，于施工场地之外进行预制，之后运至施工区域，按照施工方案要求核准其质量合格，可进行拼装、焊接等工作，对完成焊接的钢箱梁进行编号，共68段。

项目采用揽载吊机吊具、临时吊索相互转换的方式，将箱梁荡移至安装位置，以多转向形式，保证揽载吊机吊具、临时吊索相互转换的效率。主缆索夹靠近主塔端，其应用的吊带承载能力为200 t，最小长度在10 cm以上。以S29～S33梁段荡移吊装流程为例，首先进行试吊试验，以核准设备性能可靠。将高强度软质纤维吊带缠绕于在南岸侧S29、S31、S34号梁段各处，要求缠绕部位靠近主塔端头位置，安装定滑车组，并进行关联结构连接，按照S29→S31→S34的顺序，借助手拉葫芦和布置于塔顶、上横梁顶面的卷扬机收放绳索，将动滑车组下放至预定高度位置，上下游同步施工，施工过程中进行检验，处理异常。

将缆载吊机行走至S28号梁段对应吊索位置锁紧，进行垂直下放，使其位置处于通航净空以上5～10 m处，并维持稳定，通过运输船将S33梁段运输至S28号梁段吊索垂直起吊正下方位置，平面定位误差不超过±50 cm。核准设备工作无异常、连接部位稳定，可进行起吊，缆载吊机起重钢绞线下端与多转向旋转吊具的1号孔位连接，钢箱梁临时上标记的纵桥向重心位置，与起重吊索处于相同平面(竖向)内，误差±10 mm。稳定起吊后拆除缆风绳索。控制同一台缆载吊机，保持不同千斤顶提升速度稳定、一致，钢箱梁位置与桥面位置高度在1～2 m左右时，将提升速度放缓，改变动滑车组连接位置，与多转向旋转吊具的2#孔位连接。借助卷扬机提升钢丝绳受力态势，缓缓将箱梁重量转移至临时吊索处，直到吊索垂直、梁段稳定。启动吊索机，将钢绞线连接至3#孔处，检验各部位连接稳定性，以千斤顶提升钢绞线维持梁段稳定，结合施工需要进行连接位置调整，该梁段牵引至设计安装位置后，对引桥与钢箱梁进行顶推，无固定结构的情况下，以临时结构进行支撑，再转移承重至永久吊索，完成端梁段的吊装，重复上述过程，进行总体施工。

太洪长江大桥钢箱梁吊装作业上下游各配置一个劳务班组，以尝试进行独立作业，提升整体工程的施工效率。在具体工作中，因钢箱梁的吊装均采用现场作业模式，无需进行独立施工，额外强调南北两段的分别吊装，根据施工组织设计要求，进行标准化吊装作业，完成一部分施工后面进行现场进度进度，适当调整施工计划。钢箱梁吊装过程中，需重视已吊装梁段线形、长度等数据测量，与模拟结果进行对照，并考虑另一端进度情况。施工作业前后均进行现场分析，了解温度变化，避免环境变化对钢箱梁位移的影响，选取温度稳定的时间段进行施工作业。尤其是钢箱梁合拢施工阶段，需要进行环境动态温度的实时收集，生成波动曲线，获取线性规定，指导施工作业，本次施工中，两岸合拢梁段均直接采用缆载吊机一次性提升、吊装就位。完成钢箱梁的吊装后，需进行不同吊装部分的锚固和焊接。此前以临时连接为主，完成所有钢箱梁就业处理后，按照设计要求进行位置评析，核准无误进行永久性连接处理。最后拆除各类设备、临时结构。

2.3 施工要点控制

(1)参数控制

在进行太洪长江大桥加劲梁吊装施工设计、作业前，要求借助各类技术设备和方法，确保施工过程中具有客观、可靠的参数作为支持。如在临时支撑设计环节，需获取水文、地质等方面的信息，确保选取合适的支撑材料、结构建设地点等。

(2)安全控制

本次施工存在一定特殊性，属于高空作业、施工区域环境不理想，且施工工期较长，建有较多的临时结构，要求加强安全控制。在施工作业前，组织各部门进行统筹，建立安全管理体系，明确责任人，根据多见安全风险分析可行的处理方案，如严格要求穿戴完整的作业设备，避免触电风险，加强现场管理，要求生成管理日志记录风险和隐患等。对于多见施工风险进行应急预案编制与演练，包括火灾控制、危险品管理等等，保证工程安全。

(3)质量控制

采用层层负责机制，不同部门负责不同环节管控。施工计划控制工程部门编制、落实、检查和督促日、周、月生产计划执行情况。每天召开管理人员碰头会，每周召开一次生产会，检查落实施工进度、工程质量、生产等工作，协调人、机、物，控制工程形象进度。每月召开一次质量例会，专题研究工程质量情况和改进措施。

3 总 结

综上，太洪长江大桥加劲梁吊装施工设计及施工方法较为复杂，在具体工作过程中、同类工程设计施工中，应重视重点环节的设计、施工的规范性，以确保工程质量，设计上需强调负载计算，以获取科学的参数值和结果，施工时强调以方案为指导，确保流程规范。还应就质量和安全做好分析，综合提升工程效益。