宋小三

(中鐵大橋局股份有限公司設(shè)計分公司，湖北武漢 430050)

0 引言

利用橋梁溝通全球交通，是全世界橋梁界專家的夢想?？绾?、跨江及跨具有特殊性海洋氣候的河流，成為實現(xiàn)該夢想的極具重要的一環(huán)。但由于跨海、跨江大橋建設(shè)必須面臨高溫、多雨、濕度大、颶風頻繁、風速較大方面的影響，使在水上施工的有效作業(yè)時間很短。除此之外建設(shè)跨海大橋還必須應(yīng)對建設(shè)總體管理、工程技術(shù)、環(huán)境保護和海上安全的種種挑戰(zhàn)，使跨海大橋施工必須面臨極大的挑戰(zhàn)。為克服此種種不利影響，在制訂施工方案措施時應(yīng)盡可能減少水上作業(yè)時間，變水上施工為陸上施工。大跨裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，該種技術(shù)在跨海橋梁施工中有著很大的施工優(yōu)勢。采用預(yù)制構(gòu)件法施工具有施工質(zhì)量高、大大縮短工期等優(yōu)點，特別適用于施工受風浪、氣候、運輸?shù)榷喾矫嬉蛩刂萍s的跨海大橋的建設(shè)。

近年來世界上采用了不同架梁方式在沿海及海峽上修建了多座大橋。我國已經(jīng)建成通車的東海大橋、杭州灣跨海大橋、青島膠州灣跨海大橋和即將建成通車的象山港大橋的上部結(jié)構(gòu)施工中，均采用了平行的兩組預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁(一為上行線，一為下行線梁)，先以簡支的預(yù)制箱梁形式吊裝到墩頂，然后通過簡支變連續(xù)技術(shù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)箱梁，在預(yù)制箱梁架設(shè)過程中由于各種環(huán)境的影響，箱梁架設(shè)的精度顯得尤為重要和困難，本文主要針對箱梁架設(shè)過程中采用的精確定位技術(shù)進行闡述，并提出最優(yōu)的跨海大橋預(yù)應(yīng)力混凝土整孔預(yù)制箱梁的精確定位施工方法。

1 預(yù)應(yīng)力箱梁整孔預(yù)制與架設(shè)總體方案概述

東海大橋、杭州灣跨海大橋、青島膠州灣跨海大橋和寧波象山港跨海大橋分別為長70 m(70 m，60 m，60 m)、重2 000 t(2 200 t，2 000 t，1 500 t)的單箱單室后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

1.1 梁場預(yù)制箱梁

在以上四座跨海大橋的箱梁預(yù)制施工中，均采用了整體鋼模板制梁工藝，箱梁預(yù)制工序如下［5］:

1)調(diào)試底模，外側(cè)模就位，綁扎普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力束安裝;

2)整體起吊安裝混凝土梁底板及腹板普通鋼筋;

3)整體吊裝鋼內(nèi)模;

4)整體吊裝橋面板鋼筋;

5)安裝錨下預(yù)應(yīng)力端部墊板;

6)混凝土現(xiàn)澆施工;

7)混凝土灑水養(yǎng)護，模板拆除，穿束，張拉;

8)橫移臺車起頂梁，橫移至梁體存放臺座。

1.2 箱梁海上運輸及架梁

1)在梁場內(nèi)利用橫縱移臺車將待架混凝土箱梁通過先橫移再縱移再橫移至出海碼頭前端。

2)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁架設(shè)。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的架設(shè)均利用專用運架一體船進行。具體的施工方法如下:

a.運架一體船棧橋取梁;

b.運架一體船運輸預(yù)應(yīng)力混凝土梁航行至橋梁中心線處;

c.運架一體船通過采用拋錨船拋設(shè)錨，收放錨進行調(diào)位;

d.調(diào)位完成后，將梁體安放于調(diào)位裝置上。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔架設(shè)精確定位技術(shù)

因運架一體船在架梁過程中受潮水、海浪、風力等諸多不利因素的影響，箱梁架設(shè)時不能一次落梁到設(shè)計位置，因此架梁對位分兩步:第一步為運架一體船架設(shè)初定位，第二步為落梁后精確對位。

2.1 運架一體船架梁初定位

運架一體船航行至橋中線附近，距待架梁橋孔約250 m時，先拋自救錨，再利用2艘拋錨船拋尾部三個錨及船首三個錨，外側(cè)的兩個艏錨呈交叉八字形，船體中線處的艏錨和艉錨應(yīng)垂直橋中線方向拋出。艏錨或艉錨的兩錨間夾角約65°～70°，錨繩長300 m～400 m［2］。三個艉錨及三個艏錨完全拋好后，起自救錨，將箱梁提升至梁底高出墩頂墊石頂約2 m，通過收放錨將運架一體船拖進橋位，慢速下落混凝土梁，在梁底距離臨時支座頂面80 cm左右時停止下放，調(diào)整錨繩，微調(diào)對位，調(diào)整箱梁平面偏差(偏差需保證在臨時支座可調(diào)范圍即不大于±15 cm)和四角高差使四個臨時支座頂面與對應(yīng)處的梁底距離基本相等(偏差不得大于5 mm)，并平穩(wěn)落梁至臨時支座上。落梁完成后對于坡度大于2%的箱梁在底端采用型鋼進行臨時支撐。

架梁至臨時支座上后要檢查同一側(cè)梁端兩側(cè)底部高差不得大于1 cm。然后用角鋼或槽鋼對臨時支座進行鎖定，防止箱梁水平方向移動。

2.2 箱梁架設(shè)后的精確定位

由于各種不利因素的影響，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁安裝后的平面偏差一般不能滿足設(shè)計和規(guī)范要求，因此必須研制出一套預(yù)應(yīng)力混凝土梁安裝后的平面偏差調(diào)整裝置，降低梁體安放的控制難度，落梁偏差只需在15 cm以內(nèi)，東海大橋采用:每片70 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁設(shè)墩頂臨時支座四套，每套由一臺700 t鋼砂頂、四氟板、不銹鋼板、橡膠支座及大小鋼托盤組成［3，4］。水平方向位置調(diào)整采用50 t手動液壓千斤頂，50 t千斤頂通過后置千斤頂頂座錨固于大托盤豎邊。臨時支座見圖1。

杭州灣跨海大橋?qū)Χ枕斦{(diào)位裝置進行了優(yōu)化，主要是對大小托盤的四個擋邊進行了降低，不但節(jié)約了材料而且方便了施工，該優(yōu)化設(shè)計在青島膠州灣跨海大橋和寧波象山港跨海大橋均得到了廣泛的應(yīng)用，具體見圖2。

圖1 臨時支座

圖2 墩頂調(diào)位裝置的優(yōu)化

箱梁放置于臨時支座上并檢查合格后，采用50 t手動液壓千斤頂進行70 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的縱橫向調(diào)位。

由于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁安放后，沒有預(yù)留調(diào)整梁體標高的措施，故四個臨時支座安放后的頂面標高務(wù)必滿足設(shè)計要求，同時由于存在鋼砂頂壓縮、多層抄墊鋼板間間隙、鋼板翹曲的影響，箱梁安裝完成后的四個臨時支座頂面標高與原始狀態(tài)有可能有超過規(guī)范允許的偏差，為降低以上因素的影響采用了鋼砂頂預(yù)壓［6］、盡量不使用翹曲的鋼板等措施，盡管如此，箱梁架設(shè)落梁后吊具拆除前還是應(yīng)測量梁底標高是否在設(shè)計安裝范圍內(nèi)，如果超出設(shè)計規(guī)范允許，則應(yīng)采用運架一體船將箱梁提起，調(diào)整臨時支座抄墊鋼板的厚度，重新落梁。

箱梁標高在檢查符合設(shè)計要求后，就可安裝調(diào)位千斤頂支座及調(diào)位千斤頂。在調(diào)位千斤頂安裝前應(yīng)將滑移構(gòu)架與鋼砂頂之間的限位槽鋼或角鋼取出。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁體在縱橫向移動定位時，兩個方向不允許同時進行，一般按先縱向后橫向的順序進行施工。

具體調(diào)位施工時需注意以下事項:

1)對于有坡度箱梁精調(diào)定位時，必須在待移箱梁底端設(shè)置支撐，通過塞填和抽取鋼板來調(diào)節(jié)，移梁過程中必須確保箱梁與支撐間的間隙不大于3 cm。

2)縱移時兩端的移梁負責人必須持對講機，確保信號暢通。

3)移梁前必須在橡膠板、鋼墊板、鋼砂頂及大小托盤間用石筆劃線，并在移梁過程中觀察有無錯動。

4)箱梁縱橫移時，必須保證四個臨時支座同步頂進，不得單獨頂其中的一個或兩個支座，采用油壓表讀數(shù)和位移雙控，四個臨時支座最大不同步偏差不得大于5 mm。

5)每個臨時支座的頂推不得頂偏，確保居中和方向正確，嚴防斜向頂推。

6)移梁就位后，應(yīng)將臨時支座的大托盤與小托盤之間放置限位槽鋼或角鋼。

2.3 體系轉(zhuǎn)換

1)一聯(lián)箱梁架設(shè)完成，調(diào)整到偏差符合規(guī)范要求且徐變達到設(shè)計要求后，對本聯(lián)箱梁濕接頭預(yù)留的預(yù)埋件間焊接槽鋼，預(yù)應(yīng)力穿束、濕接頭普通鋼筋施工、濕接頭模板就位，濕接頭混凝土現(xiàn)澆，混凝土灑水養(yǎng)護;2)待一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁濕接頭混凝土達到設(shè)計強度后，按規(guī)范和設(shè)計要求進行預(yù)應(yīng)力張拉施工和管道壓漿;3)管道壓漿達到規(guī)范和設(shè)計強度后移除墩頂臨時支座，體系轉(zhuǎn)換完成［1］。

3 結(jié)語

通過對四座跨海大橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁架設(shè)施工過程中采用的精確定位技術(shù)進行的設(shè)計和優(yōu)化，成功總結(jié)出了一套可行的拋錨定位技術(shù)和研制出了一套精確調(diào)位設(shè)備，對今后同類型橋梁架設(shè)定位方法具有重要的指導意義。

［1］宋小三.杭州灣跨海大橋70 m箱梁先簡支后連續(xù)的施工技術(shù)［J］.公路，2006(9):111-113.

［2］宋小三.杭州灣跨海大橋70 m箱梁架設(shè)施工技術(shù)研究［J］.公路，2006(9):124-126.

［3］沈陽云，鄭 機.超大型混凝土預(yù)制箱梁運輸與安裝［J］.世界橋梁，2004(sup):70-73.

［4］周貴平.東海大橋70 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)創(chuàng)新［J］.橋梁建設(shè)，2005(2):70-73.

［5］趙劍發(fā)，王 毅，譚國順.海上大型預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔預(yù)制與架設(shè)技術(shù)［J］.橋梁建設(shè)，2006(3):37-41.

［6］段立波.青島海灣大橋淺水高墩區(qū)箱梁架設(shè)施工技術(shù)［J］.公路，2009(9):125-126.