双塔双索面斜拉桥钢箱梁安装技术研究

张 倩

(中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

1 工程概况

广西南宁五象大桥主桥(45m+100m+300m+100m+45m)为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，桥面纵坡为五象大道侧2.3%，英华路侧-2.3%，其中主跨处于R=10000m的圆弧竖曲线上。

本工程主梁采用横向分离的两全焊流线型扁平封闭钢箱梁，两分离主梁中间通过横箱连接，主梁上翼缘为正交异型板结构，全宽41m(含风嘴)，中心线处高度3.4m(钢梁本身高3.1m)，断面2%的双向坡。斜拉索标准间距12m，锚固于钢箱梁内腹板侧的斜拉索钢锚箱上。钢箱梁中间设置横隔板，用于保证钢箱梁的抗扭刚度、横向刚度，同时也能支承上面的正交异型板的局部变形，横隔板与横隔板按3.0m间距设置[1]。除支座处外，横隔板由上接板、下接板与中间板组成，上、下接板与顶底板相焊，其间挖空，U形纵向加劲肋直接通过，横隔板板厚为10mm、12mm(有斜拉索处厚12mm、16mm)。桥上吊机支点处横隔板厚为12mm，支座处横隔板采用无偏心焊接连接板，板厚为20mm，压重处横隔板采用无偏心焊接连接板，板厚为12mm。

钢箱梁内设有两道纵隔板，距道路设计线10.35m。纵隔板除A梁段，B、D、D′、E梁段的部分为实体式外，余均为桁架式。实体式纵隔板板厚为12mm。桁架式纵隔板上下弦杆为T形截面，斜杆为φ203圆钢管。风嘴底板与主梁底板或内腹板断开，仅靠隔板与主梁相连(见图1、图2)。

图1 桥型立面

图2 标准梁断面 (单位：mm)

2 工程重点和难点分析

五象大桥横跨邕江，该地气温较高，全年降水较多，增加了桥梁施工的难度。

本桥边跨过渡墩至辅助墩区域运输船无法运输，采用桥面吊机起吊，栈桥上滑移安装，主塔墩顶设置墩旁托架，中跨采用桥面吊机悬拼安装。全桥共需设置两处边跨过渡墩至辅助墩区域支架，需要搭设的主要支架有桥面吊机支架、主墩旁支架、纵移轨道两侧顶落梁支墩。整体布桩工程量大，各桩顶标高都不一样，桩顶标高直接影响千斤顶架梁需顶升高度和钢梁架设线形，施工要求高，难度较大。

滑移过程中钢梁需进行水平方向的横向纵向调节、与钢桥线型相关的高程调节，牵涉到大吨位液压千斤顶多点同步作业。钢梁前后支点高程不一样，调梁精度高，需以毫米计，调梁工作量巨大。

在钢箱梁施工过程中，受力体系不停变化，临时支架整体线型控制难度大[2]，在将支架上的支承力转换到桥墩的支座及吊索的拉力过程中，需将大吨位全桥钢梁多点同时起顶，施工难度大，较难控制。

3 施工方案

根据本桥现场运输条件和钢箱梁结构设计情况，钢箱梁安装总体上采用节段整体水运，首先，在主塔附近靠近边跨一侧搭设栈桥及支架，支架上面安装变幅式步履吊机，通过倒退拖拉以及吊机前移方式拼装边跨钢箱梁12-3号块，边跨钢箱梁安装完毕，利用吊机安装墩顶0号、1号块钢箱梁，再安装2号块合拢边跨，边跨合拢后继续向中跨安装，直至全桥合拢。各阶段安装方案见图3～图5。

图3 边跨过渡墩至辅助墩区域钢箱梁安装方案

图4 主墩墩顶钢箱梁安装方案

图5 中跨钢箱梁安装方案

4 关键技术措施

4.1 钢箱梁就位及桥位焊接

4.1.1 钢箱梁吊装

钢箱梁通过船运至桥位起吊位置，采用CWQ200型架梁起重机对钢梁进行吊装。每块钢箱梁用2台CWQ200型架梁起重机起吊，起吊前根据钢箱梁的重心位置调整好吊具[3]。钢箱梁吊装(中跨)工艺流程见图6。

图6 钢箱梁吊装(中跨)工艺流程

4.1.2 钢箱梁桥位焊接

钢箱梁吊装就位后，调整线型，连接匹配件。按照工地现场焊接工艺要求的先后顺序进行焊接，最大程度上防止残余应力。焊接完成后，要对每条焊缝按规定进行超声波、磁粉和射线探伤检测，合格后方可进行下道工序施工。

4.2 钢箱梁边跨顶推

临时支架上布置4套100t自动连续千斤顶通过钢绞线与拉锚器连接，利用千斤顶牵引实现钢箱梁向前滑移。启动主控台按钮，临时支架上的顶推力与摩阻力形成内力，减小临时支架所受水平力。顶推力应从小到大逐步递增，顶推力大小可通过调节泵站压力进行控制，当摩阻增大时，通过调节油泵压力使拉力增大，以保证钢梁顺利前进[4]。顶推施工流程见图7。

图7 钢箱梁边跨顶推施工流程

4.2.1 纵向顶推

顶推前要计算好顶推过程中理论控制力的大小。顶推作业实施前要对千斤顶、牵引钢绞线、各连接节点、千斤顶反力座进行检查，确保安全。顶推过程时，要进行跟踪、监测，保证两侧千斤顶同步顶推，发生较大偏差时，应立即停止作业，及时查找原因，排除故障后方可恢复作业[5]。

4.2.2 顶推过程中的纠偏

钢梁顶推纠偏通过计算机自动控制液压泵站、连续千斤顶进行。在滑道侧面安装有限位导向轮，可将钢梁横向偏移控制在一定范围内。钢梁纵向移动时，在钢梁和导向轮之间塞入楔铁，使钢梁在纵向移动的同时产生横向位移，达到钢梁横向纠偏目的。在临时墩上设置反力架，将千斤顶作用于梁体侧面，对梁体进行限位或纠偏。

4.3 钢箱梁焊缝焊接

梁段吊装就位后进行梁段线型的调整，满足线型要求后连接匹配件即工地临时连接件，进行梁段的焊接工作。焊缝作业工艺流程见图8。

图8 焊缝作业工艺流程

4.4 临时支座安装与拆除

为了保护永久支座，需要在永久支座旁设置临时支座，采用钢板垫高作为临时支座。在永久支座安装好之前，应根据永久支座放置位置，在临时支座安装位置放置钢板作为临时支座。临时支座应比永久支座顶面高，钢箱梁应先落在临时支座上。钢箱梁架设安装完成后，拆除架梁吊机及临时设施，调整全桥线型后安装永久支座并拆除临时支座[6]。

5 结 语

本桥梁边跨通过采用桥面吊机起吊，栈桥上滑移安装，中跨采用桥面吊机悬拼安装，顺利完成了钢箱梁安装，解决了无法使用运输船协助钢箱梁安装的问题。在本次钢箱梁施工过程中，通过反复对受力和稳定性进行计算和验证，确保了桥梁的安全稳定性。实践证明，此方法亦可以在同类斜拉桥钢箱梁安装中推广应用。