摘要:北盤江大橋全長(zhǎng)1020米,主橋?yàn)?36米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋,其作為山區(qū)建設(shè)的大跨度橋梁,鋼桁梁的安裝有很高的研究?jī)r(jià)值。
關(guān)鍵詞:懸索橋;鋼桁梁;安裝;方法
0 引言
改革開放30年,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了前所未有的發(fā)展,西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期,各種基礎(chǔ)設(shè)施陸續(xù)開工、建成,高速公路作為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要設(shè)施得到了快速的發(fā)展,一條條高速公路立案上馬,隨之山區(qū)大跨度橋梁建設(shè)越來越多,山區(qū)建設(shè)橋梁的經(jīng)驗(yàn)顯得尤為寶貴。
1 工程概況
北盤江大橋的主橋?yàn)?36米單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋,東岸為4×45米的簡(jiǎn)支T梁,西岸為3×45米連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁。大橋起止樁號(hào)K64+389.5~K65+409.5,全橋長(zhǎng)1020米。其主梁由主桁、橫梁、橋面板和上、下平面縱向聯(lián)系等組成,桁高5.0m,桁寬28.0m。加勁梁通過吊索與主纜相連,吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為7m,吊索錨于主桁上弦節(jié)點(diǎn)錨箱上。全橋鋼桁梁分4種吊裝節(jié)段,吊裝節(jié)段長(zhǎng)度分別為13.46m、14.00m、14.00m、19.08m(跨中節(jié)段),共45個(gè)吊裝節(jié)段、最大吊裝重量為135噸。
2 鋼桁梁安裝總體施工方案
北盤江大橋作為山區(qū)大跨度橋梁,建設(shè)時(shí)從適用、安全、經(jīng)濟(jì)、和諧、美觀等多方面進(jìn)行評(píng)估和認(rèn)證,考慮到當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸條件主梁采用鋼桁梁;施工時(shí)結(jié)合工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,考慮施工難度、工程進(jìn)度等因素,經(jīng)過施工方案比選,決定采用纜索吊裝安裝。先將鋼桁梁分節(jié)段在兩岸路基上進(jìn)行拼裝,拼完后用龍門吊和運(yùn)梁平車轉(zhuǎn)運(yùn)到主塔前端的起吊平臺(tái),通過纜索吊裝系統(tǒng)逐節(jié)起吊,從中跨向兩邊對(duì)稱安裝,鋼桁節(jié)段間先采用上弦固定鉸連接,待所有鋼桁節(jié)段及橋面板單元吊裝、安裝完畢,對(duì)全橋進(jìn)行二恒等代加載,使之線形與設(shè)計(jì)線形一致后,再連接下弦和上、下平聯(lián)及焊接橋面板。
3 準(zhǔn)備工作
3.1 纜索吊裝系統(tǒng)安裝
纜索吊裝系統(tǒng)由承重索、起重索、牽引索、支索器、跑車、起重吊架、起重及牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)、索鞍、錨墩等組成。主承重索經(jīng)過受力計(jì)算采用φ52的鋼絲繩,單側(cè)12線,利用架設(shè)貓道的先導(dǎo)索進(jìn)行架設(shè),鋼絲繩繞過錨墩上的轉(zhuǎn)向平衡輪組成循環(huán)主索。完成主索架設(shè)及滑輪穿索后,利用塔吊輔助安裝跑車,待跑車安裝完畢,再用先導(dǎo)索牽引跑車往返移動(dòng)一個(gè)來回,即可完成牽引索、起重索、支索器和支索器連接鋼絲繩的安裝。
3.2 場(chǎng)地的布置
拼裝場(chǎng):跨中節(jié)段由于比較長(zhǎng),不便于運(yùn)輸,其拼裝場(chǎng)設(shè)在西岸主塔前端的場(chǎng)地上,拼好后直接起吊安裝,其它節(jié)段拼裝場(chǎng)設(shè)在東、西兩岸橋頭的路基上,場(chǎng)內(nèi)分別設(shè)置4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段拼裝臺(tái)座和一條騎車運(yùn)輸通道,以便于桿件的轉(zhuǎn)運(yùn)和安裝。每一拼裝場(chǎng)的配套起重設(shè)備為2臺(tái)80噸龍門吊和2臺(tái)5噸龍門吊,跨徑均21m,大門吊除了提升整個(gè)桁架節(jié)段移動(dòng)外,還兼顧一個(gè)臺(tái)座拼裝過程中的桿件提升,小龍門吊只負(fù)責(zé)當(dāng)個(gè)臺(tái)座桿件在拼裝過程中的提升。
堆放場(chǎng):兩岸鋼桁節(jié)段堆放場(chǎng)均設(shè)在拼裝場(chǎng)的前端,待節(jié)段拼好后用兩臺(tái)80噸的龍門吊移到堆放場(chǎng)上。東岸桿件堆放場(chǎng)由于受到場(chǎng)地限制設(shè)在路基左側(cè)的棄土場(chǎng)上,西岸桿件堆放場(chǎng)直接設(shè)在拼裝場(chǎng)后端的路基上,場(chǎng)內(nèi)用20t的汽車吊作為桿件存放工具,鋼桁的構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件編號(hào)分別堆放。
4 鋼桁梁安裝
4.1 鋼桁梁構(gòu)件的檢驗(yàn)
鋼桁梁桿件進(jìn)場(chǎng)都是要經(jīng)過工廠加工好后用車輛轉(zhuǎn)運(yùn)到場(chǎng)的,制作誤差或轉(zhuǎn)運(yùn)變形都會(huì)對(duì)拼裝質(zhì)量造成影響,所以每批桿件進(jìn)場(chǎng)都要有質(zhì)檢人員,結(jié)合圖紙?zhí)峁┑臈U件和節(jié)點(diǎn)板的詳細(xì)尺寸,根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行抽樣檢查和復(fù)核。
4.2 鋼桁梁的拼裝
4.2.1桿件拼裝
鋼桁梁的拼裝在路基上的拼裝臺(tái)座進(jìn)行,由于路基場(chǎng)地狹小,沒有試拼條件,鋼桁梁的拼裝質(zhì)量控制尤為重要。拼裝時(shí)按:下弦桿及下平聯(lián)→腹桿→上弦桿及橫梁→上平聯(lián)的順序進(jìn)行,先用沖釘及普通螺栓對(duì)各節(jié)點(diǎn)、桿件進(jìn)行定位(沖釘及螺栓數(shù)量不得少于節(jié)點(diǎn)螺栓孔數(shù)的1/3),形成框架后,對(duì)整個(gè)桁架外形及幾何尺寸進(jìn)行檢驗(yàn),若桁架的空間尺寸不符合規(guī)定要求,須進(jìn)行局部的調(diào)整,滿足要求后,再進(jìn)行桁架的安裝。
4.2.2 高強(qiáng)螺栓施工
鋼桁節(jié)段空間尺寸檢查完畢,確定滿足要求后,可進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施工。先檢查高強(qiáng)螺栓的墊圈、螺母安裝正確后,上足每個(gè)節(jié)點(diǎn)的剩余螺栓孔,并作一般擰緊。然后將這部分高強(qiáng)螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰,完成終擰并檢查合格后,用黃或紅油漆作標(biāo)記。下一步是更換定位的普通螺栓和沖釘,更換好的高強(qiáng)螺栓按工藝進(jìn)行初擰和終擰并檢查合格后,同樣用黃或紅油漆作標(biāo)記。為保證高強(qiáng)螺栓軸力滿足設(shè)計(jì)要求,電動(dòng)扳手與控制箱配套使用,并獨(dú)立供電和配置穩(wěn)壓電源,使其與大型機(jī)具電源分開,確保電動(dòng)扳手輸出扭矩的準(zhǔn)確性,且每天上、下班都對(duì)電動(dòng)扭力扳手進(jìn)行標(biāo)定。終擰的高強(qiáng)螺栓在抽檢中不符合要求的立即更換,嚴(yán)格按高強(qiáng)螺栓施工規(guī)范執(zhí)行。
4.3 鋼桁梁的吊裝、安裝
鋼桁梁的吊裝采用纜索吊,由于纜索吊裝系統(tǒng)的主承重索的間距不足28m,且引道路基的寬度也不足28m,因此鋼桁梁按安裝方向旋轉(zhuǎn)90°在路基上進(jìn)行拼裝,待節(jié)段拼裝好后,用龍門吊吊上運(yùn)梁平車,通過軌道運(yùn)輸,經(jīng)過錨碇進(jìn)入引橋,在距主塔30米位置,通過運(yùn)梁平車上的液壓旋轉(zhuǎn)裝置將鋼桁梁節(jié)段旋轉(zhuǎn)90°至安裝方向,再次啟動(dòng)運(yùn)梁平車進(jìn)入懸吊工作平臺(tái),進(jìn)入吊裝工作階段。由于中節(jié)段長(zhǎng)度為19.08米,比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段14.0米長(zhǎng)5.08米,即使旋轉(zhuǎn)90°拼裝后運(yùn)輸也無(wú)法通過吊裝系統(tǒng)的主承重索的邊跨索,因此,中節(jié)段在西岸主塔前面進(jìn)行拼裝,直接進(jìn)行起吊安裝。
吊裝時(shí),先吊裝跨中M1節(jié)段,再對(duì)稱吊裝兩邊的M2、M2A節(jié)段,當(dāng)安裝完M2和M2A次端節(jié)段后,拆除起吊平臺(tái),M3節(jié)段運(yùn)到引橋索塔端頭后,通過設(shè)在引橋后的浪風(fēng)繩配合纜索吊下放安裝M3端節(jié)段。此時(shí),鋼桁梁節(jié)段間的連接為上弦固定鉸接,所有荷載由吊索承擔(dān)。待安裝好鋼桁梁上盆式橡膠支座后,橋面板分別從1/4和3/4分別向主塔和跨中進(jìn)行安裝。橋面板安裝完成后,按照二期恒載進(jìn)行預(yù)壓,根據(jù)預(yù)壓的結(jié)果進(jìn)行橋面的線形調(diào)整和鋼桁梁節(jié)段間的下弦桿、上下平聯(lián)的連接。接著安裝豎向拉壓盆式橡膠支座和橫向抗風(fēng)支座及阻尼器(注:支座和阻尼器需在全橋荷載全部到位后,并在適宜的溫度下才能固結(jié)),鋼桁梁節(jié)段安裝完成。
5 結(jié)束語(yǔ)
北盤江大橋建設(shè)通過在拼裝前對(duì)桿件尺寸、型號(hào)進(jìn)行校對(duì),控制臺(tái)座和節(jié)段幾何尺寸的精度及過程測(cè)量等手段,在不具備節(jié)段間試拼條件的情況下確保了鋼桁梁拼裝2mm以內(nèi)的精度要求;經(jīng)過多種方案比選,大橋采用的跨度為636米的纜索吊裝系統(tǒng),為國(guó)內(nèi)首次采用600米以上大跨纜索吊裝法進(jìn)行鋼桁梁及正交異性鋼橋面板整體節(jié)段安裝,是一個(gè)大膽的創(chuàng)新,施工期間該吊裝系統(tǒng)平均每天可以吊裝3~4個(gè)節(jié)段,施工進(jìn)度,施工安全儲(chǔ)備系數(shù)上均比其它安裝方案優(yōu)越,且降低了成本。技術(shù)含量高、安裝精度高、施工難度大,吊裝系統(tǒng)最大吊裝能力達(dá)160噸,在同類型橋梁中,無(wú)論是吊裝跨度還是吊裝重量以及安裝速度,均為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。大橋根據(jù)地形地貌所選擇的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所采取的施工方案,使之成為山區(qū)大跨徑橋梁建設(shè)的一道亮點(diǎn),該橋施工引進(jìn)的新技術(shù)、新工藝為山區(qū)修建大跨度橋梁積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),特別是纜索吊裝法將有很好的推廣前景。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:石宏偉 (1981-),男,侗族,貴州黎平人,畢業(yè)于西南交通大學(xué),土木工程專業(yè),現(xiàn)就職于貴州省公路橋梁工程總公司。