（中鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司，天津 300000）

1 工程概況

巢湖大橋是湖光路與巢湖的交叉工程，位于市區(qū)西郊，是巢湖市“兩環(huán)三橫三縱”的關(guān)鍵性工程。

1.1 主橋結(jié)構(gòu)概況

1.1.1 大橋總體布置

大橋采用雙塔空間雙索面組合梁協(xié)作體系斜拉橋。全橋跨徑布置為：54 m（北引跨）+216.5 m（北邊跨）+460 m（主跨）+216.5 m（南邊跨）+65 m+55 m+55 m（南引跨）=1 122 m。主梁采用鋼-混凝土組合鋼板梁；主塔采用“人”字形橋塔；斜拉索采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，冷鑄錨。

主橋斷面布置：3.5 m（人非一體）+1.0 m（拉索錨固區(qū)）+0.5 m（欄桿）+12.0 m（車行道）+0.5 m（分隔墩）+12.0 m（車行道）+1.0 m（拉索錨固區(qū)）+0.5 m（欄桿）+3.5 m（人非一體）=34.5 m（總寬）。

大橋總體布置如圖1所示。

主橋斷面布置如圖2所示。

圖1 大橋總體布置圖（單位：m）

圖2 主橋斷面布置圖（單位：m）

1.1.2 主梁構(gòu)造

主梁采用鋼-混凝土組合鋼板梁，水平投影長度約為1 122 m，共126個(gè)節(jié)段，節(jié)段間采用焊接。主體結(jié)構(gòu)鋼材主要采用Q345，部分采用Q420鋼。主梁無索區(qū)梁寬32.5 m，有索區(qū)梁寬34.5 m；在N1、S1墩頂設(shè)有混凝土雙結(jié)合+壓重段，在S2、S3墩頂設(shè)混凝土雙結(jié)合段；引跨及部分邊跨主縱梁采用箱形截面，其余采用I字形截面。標(biāo)準(zhǔn)梁段長9 m，最小節(jié)段長3.5 m（合龍段），最長節(jié)段長10 m（共2段）。標(biāo)準(zhǔn)段（工字截面）鋼結(jié)構(gòu)重53～62 t；標(biāo)準(zhǔn)段（箱形截面）鋼結(jié)構(gòu)重71～85 t；標(biāo)準(zhǔn)段橋面板重210 t，單塊橋面板主要尺寸為4 m×6 m×0.26 m，重約16 t。橋墩處主梁橫梁加強(qiáng)，節(jié)段重量較大，N0、S0處節(jié)段梁重81 t，N1、S1處121 t，N2處92 t，S2、S3處131 t，S4處117 t。

主跨除主塔附近2節(jié)段外，其他重量均在55 t以內(nèi)。主梁由主縱梁、橫梁、小縱梁、邊縱梁、挑梁及橋面板等組成，梁段構(gòu)件按散件發(fā)運(yùn)，至現(xiàn)場進(jìn)行原位散件拼裝。主縱梁ZL1b-1梁重32 207.5 kg，為最重的縱梁；橫梁HL5梁重約42 835.0 kg，為最重橫梁。兩者均位于0#段，采用70 t汽車吊吊裝。

北引跨橫斷面如圖3所示。

圖3 北引跨橫斷面（單位：mm）

錨斜拉索的錨固采用錨拉板結(jié)構(gòu)形式，錨板直接焊于主縱梁頂板上，與主縱梁腹板中心對齊。為保證錨拉板側(cè)向受力，錨拉板在混凝土濕接縫高度范圍內(nèi)需布置焊釘與混凝土結(jié)合。在N1、S1～S3墩頂和主跨跨中的混凝土橋面板上布置有縱向預(yù)應(yīng)力。

1.1.3 主塔構(gòu)造

主塔采用“人”字形橋塔，N0（北塔）塔高143.8 m，S0（南塔）塔高146.6 m。每座橋塔設(shè)置2個(gè)下塔柱牛腿以及2道橫梁；牛腿位于橋面靠下位置，中橫梁位于橋面以上約64.5 m高度處，上橫梁位于塔頂。主梁與主塔之間無豎向支座，塔梁分離，設(shè)零號索。牛腿上設(shè)有順橋向限位支座（僅S0塔），阻尼器、橫向抗風(fēng)支座（S0塔和N0塔）。

1.1.4 斜拉索構(gòu)造

斜拉索采用扭絞型平行鋼絲斜拉索、冷鑄錨，全橋共有98對斜拉索，呈空間雙索面布置，塔上索距1.9～2.3 m，梁上索距9.0 m。

每個(gè)塔柱設(shè)24對斜拉索（1～24號）和1根0號索，0號索錨固在中橫梁內(nèi)，1～24號索錨固在中塔柱內(nèi)。塔頂錨固形式分塔壁直接錨固（0～9號）和鋼梁錨固（10～24號），梁面采用錨拉板形式，塔頂為張拉端，梁上為固定端。

1.2 大跨度斜拉橋總體施工順序

按照現(xiàn)場實(shí)際情況，組合梁水中部分安裝采用橋面吊機(jī)散件吊裝方案，岸上部分采用搭設(shè)臨時(shí)支架，使用龍門吊和汽車吊原位散拼施工，梁部合龍順序?yàn)橄纫缗c邊跨合龍，再中跨合龍。

（1）施工準(zhǔn)備；邊墩基礎(chǔ)、引橋基礎(chǔ)及墩身施工；主塔基礎(chǔ)及塔柱施工。

（2）臨時(shí)支架施工，鋪設(shè)龍門吊軌道基礎(chǔ)，安裝龍門吊吊機(jī)；工廠加工制造鋼梁、橋塔鋼錨梁；預(yù)制混凝土橋面板；斜拉索加工制造。

（3）采用70 t汽車吊吊裝兩岸橋塔處0#梁段，吊裝順序?yàn)橄戎髁涸贆M梁后小縱梁，最后吊裝挑梁和邊縱梁。

（4）鋼梁通過陸運(yùn)至橋位，通過60 t龍門吊吊裝至拼裝支架，在臨時(shí)托架上拼裝鋼梁；鋼梁節(jié)段間拼裝順序?yàn)樽詷蚺_向中跨推進(jìn)；邊引跨合龍段暫不安裝。

（5）受現(xiàn)有高壓線影響，龍門吊只能安裝到S2；南側(cè)使用200 t汽車吊吊裝LY16′+LY17′主縱梁、橫梁、小縱梁、挑梁和邊縱梁。

（6）繼續(xù)使用200 t汽車吊依次吊裝南引跨6#～15#梁段。

（7）南邊跨用60 t龍門吊依次吊裝LY4′+LY5′梁段。

（8）南邊跨用60 t龍門吊完成除邊引跨合龍段外的梁段。

（9）邊引跨鋼主梁采用支架架設(shè)，原位散件拼裝完成（此時(shí)LYO/LY0′作為合龍段暫未安裝）；澆筑輔助墩、邊墩墩頂附近雙結(jié)合混凝土（預(yù)留后澆區(qū)域），待雙結(jié)合達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度（參與受力）后，施工N1、S1墩頂壓重混凝土（N1、S1處橫梁壓重）；利用60 t龍門吊鋪設(shè)邊引跨橋面板，澆筑濕接縫（S2、S3墩頂24 m為預(yù)留后澆帶）；安裝并張拉塔梁處L00和L00′節(jié)段拉索。

（10）使用25 t汽車吊安裝南北側(cè)橋面吊機(jī)；橋面吊機(jī)主要參數(shù)：起吊能力：30 t；起吊高度：10 m；喂梁方式：尾部喂梁；設(shè)備自重：約150 t。

（11）橋面吊裝中跨1#、2#節(jié)段鋼梁，掛設(shè)斜拉索；橋面吊裝中跨1#、2#節(jié)段預(yù)制板，澆筑濕接縫。

進(jìn)一步對模型概率估計(jì)結(jié)果進(jìn)行了研究,以對比UIF-IMM 2與UIF-IMM 1兩種方法,找出提高位置和角度精度的原因.如圖5所示,UIF-IMM 2考慮了基于各種傳感器的累積似然函數(shù),使濾波器能夠更精確地估計(jì)模型概率,從而對狀態(tài)和協(xié)方差進(jìn)行更精確的融合和估計(jì).

（12）橋面吊機(jī)前移，循環(huán)施工中跨3#～23#鋼梁，掛設(shè)斜拉索，分階段拆除邊引跨臨時(shí)支架；吊裝對應(yīng)節(jié)段的預(yù)制板，澆筑濕接縫。

（13）斜拉索LS23#二張后，吊裝邊跨LY0，完成邊跨合龍；澆筑N1、S1輔助墩處預(yù)留底板雙結(jié)合混凝土，待其參與受力后，施工N1、S1輔助墩墩處預(yù)留壓重區(qū)；邊跨LY0預(yù)制板吊裝，澆筑對應(yīng)濕接縫，拆除該處臨時(shí)支架；橋面吊機(jī)前移，施工24#節(jié)段鋼梁。

（14）施工中跨合龍段；拆除N0塔柱塔梁固結(jié)，拆除橋面吊機(jī)；張拉邊跨及中跨預(yù)應(yīng)力束，拆除剩余臨時(shí)支架。

（15）施工橋面系，安裝附屬設(shè)施，索力微調(diào)；塔、梁順橋向黏滯阻尼器安裝；照明、除濕機(jī)、避雷針等附屬工程施工；橋梁動(dòng)靜載試驗(yàn)及驗(yàn)收。

2 鋼板組合梁施工技術(shù)

2.1 整節(jié)段全焊接鋼梁施工技術(shù)

2.1.1 整節(jié)段全焊接鋼梁施工特點(diǎn)

本項(xiàng)目鋼梁采用鋼-混疊合梁，梁體下部為工字形網(wǎng)格，上部為混凝土預(yù)制板。鋼結(jié)構(gòu)部分強(qiáng)度高、自重輕、整體剛性好，0#梁段主縱梁最重約32 t，最重橫梁約43 t，標(biāo)準(zhǔn)段鋼構(gòu)件均不超過20 t，散件自重輕。全橋鋼梁用鋼量僅220 kg/m2，用鋼量少。北側(cè)施工現(xiàn)場地質(zhì)情況較差，主梁施工區(qū)域內(nèi)含有大范圍的軟弱淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，厚度約20 m；橋梁順接湖光路道路，北側(cè)橋下凈空約1.2～9.1 m，南側(cè)橋下凈空約1.7～12.1 m，總體橋梁凈空較低。主橋塔墩固結(jié)、塔梁分離，主梁與主塔間無豎向支座，設(shè)0#索。兩座主塔只設(shè)限位牛腿不設(shè)置下橫梁，為全漂浮體系。輕質(zhì)鋼梁柔性較大，現(xiàn)場安裝的線性控制難度較大，一般箱型鋼梁難度更大。

2.1.2 整節(jié)段全焊接鋼梁施工技術(shù)

本橋設(shè)計(jì)推薦方案為主跨采用橋面吊機(jī)整節(jié)段水運(yùn)至現(xiàn)場后懸拼施工，邊跨采用鋼管貝雷支架整節(jié)段施工，周轉(zhuǎn)材料及施工碼頭成本較高。經(jīng)初步優(yōu)化后邊引跨擬采用鋼管支架上設(shè)步履式頂推裝置施工，減少周轉(zhuǎn)型材數(shù)量。

針對鋼梁高強(qiáng)輕質(zhì)、用鋼量少的特點(diǎn)，在邊引跨采用鋼管格構(gòu)柱作為鋼梁支點(diǎn)，將邊引跨連為一體后架設(shè)預(yù)制板，由墩身起主要承重作用。

針對巢湖附近無碼頭、南岸存在靠船墩、北岸河道淺清淤量大、網(wǎng)格狀梁段節(jié)段占用空間大、質(zhì)量小、造成的水運(yùn)成本大等特點(diǎn)，采用散件陸運(yùn)至現(xiàn)場。

針對北岸現(xiàn)場地質(zhì)情況較差的特點(diǎn)，采用增大龍門吊跨度，使其軌道跨在經(jīng)過軟基處理過的地面輔道上，減少成本。

針對梁底凈空較低，后期鋼管拔出施工難度大，截?cái)喟纬鰧︿摴艿暮膿p較大的特點(diǎn)，采用具有單樁承載力高、在單位承載力中造價(jià)較低、施工速度快、工效高、工期短等優(yōu)點(diǎn)的PHC管樁作為地下基礎(chǔ)，預(yù)留法蘭盤上接格構(gòu)柱作為臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)。

南北岸各設(shè)置1臺60 t，龍門吊跨度為37 m，北岸龍門吊軌道坐落在兩岸輔路上，南岸部分為淤泥地質(zhì)，龍門吊軌道下設(shè)置直徑300 mmPHC混凝土樁，跨度為6 m。北岸龍門吊軌道長259 m，南岸龍門吊軌道長420.75 m，作用主要為主梁拼裝及預(yù)制板架設(shè)。支架地下部分采用PHC預(yù)制管樁作為支架基礎(chǔ)，預(yù)制樁頂預(yù)留法蘭盤。支架上部結(jié)構(gòu)采用鋼管立柱，立柱柱腳設(shè)有法蘭盤與PHC管樁對接，連接系采用標(biāo)準(zhǔn)桿件拴接，安裝方便。立柱頂部設(shè)HN700型鋼，型鋼上設(shè)墊板或小立柱調(diào)節(jié)標(biāo)高。

2.2 預(yù)制橋面板施工技術(shù)

2.2.1 多種類橋面板集中預(yù)制施工特點(diǎn)

主梁采用組合鋼板梁，由鋼梁與混凝土橋面板通過剪力鍵結(jié)合為組合梁整體斷面，兩片縱梁中心距26.5 m，混凝土橋面板板厚0.26 m，采用C60混凝土。施工時(shí)將預(yù)制板支承在縱梁、橫梁和小縱梁相互交叉形成的梁格上，通過現(xiàn)澆梁格上的濕接縫將橋面板與鋼梁連接。

全橋共設(shè)置橋面板1 258塊，根據(jù)安裝位置分為3大類（A型、B型、C型）25種板型，根據(jù)尺寸形狀、鋼筋間距、預(yù)應(yīng)力及齒塊有無位置差異可分為128類。預(yù)制板在鋼梁上搭接僅50 mm且安裝時(shí)與相鄰預(yù)制板的外露鋼筋直接接觸，鋼筋間距最小僅120 mm，部分設(shè)有一排剪力釘。預(yù)制板定位精度要求高，模板適應(yīng)性要求高，預(yù)制板應(yīng)提前預(yù)制，存放6個(gè)月以上消除收縮徐變后安裝就位，且預(yù)制板種類繁多，應(yīng)合理安排預(yù)制順序避免錯(cuò)漏施工，分區(qū)存放方便后期安裝和使用。

2.2.2 多種類橋面板集中預(yù)制施工技術(shù)

針對預(yù)制板種類繁多、定位精度、模板適應(yīng)性要求高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新型模板裝置用于橋面板預(yù)制。新型模板底模采用承臺平面模板改裝，側(cè)模采用三層結(jié)構(gòu)，底層采用角鋼開孔作為下層鋼筋定位槽口，中層采用角鋼設(shè)置加固支撐鋼筋，以提高模板剛度，上層采用角鋼開孔作為上層鋼筋定位槽口。

單側(cè)模板層間均設(shè)有連接板，采用螺栓連接，每側(cè)模板通過端頭處連接板彼此連接。通過調(diào)整側(cè)模、改造底模僅需設(shè)置2種臺座、4類模板便可完成全部128種類型的預(yù)制。具有安裝便捷、適用性廣泛、使用周期長、可周轉(zhuǎn)次數(shù)多等特點(diǎn)。針對預(yù)制板種類、存放時(shí)間、加工及安裝要求、“一板一位”對號入座的特點(diǎn)，施工前制作預(yù)制板加工總平面圖，每加工一塊板在總平圖上標(biāo)記位置及安裝時(shí)間；預(yù)制完成后在預(yù)制板上噴碼明確預(yù)制板編號及安裝方向；倒運(yùn)至存放區(qū)后按預(yù)制板架設(shè)順序分區(qū)存放，懸掛二維碼標(biāo)識。

3 結(jié)語

自橋臺至主塔采用支架法安裝原位散拼，兩塔間主跨采用橋面吊機(jī)懸臂散拼形式安裝，結(jié)合了現(xiàn)場水文、梁段構(gòu)造等特點(diǎn)，提出大跨度整節(jié)段全焊接、優(yōu)化濕接縫澆筑時(shí)機(jī)、節(jié)約工期的施工理念，降低了施工難度，加快施工進(jìn)度。