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摘 要:钢箱梁架设施工是悬索桥施工的关键步骤。本文结合云南普立特大桥钢箱梁架设工程实践,研究钢箱梁架设采用缆索吊机旋转架设法进行施工。根据实际工程情况,本文着重分析介绍钢箱梁采用缆索吊机旋转架设法时,钢箱梁吊装平台安装及钢箱梁旋转等关键工序。
关键词:钢箱梁 架设 缆索吊机 旋转架设 措施
一、工程概况
普立特大桥主桥采用单跨流线形单箱单室扁平钢箱梁结构,钢箱梁总长626.7m,全宽28.5m,桥轴线处净高3.0m,顶面设有2%双向横坡。钢箱梁设计为正交异性钢桥面板,预计运营期多运煤等重载车辆,桥面板厚采用16mm;底板与上斜板厚为10mm,索塔区段底板局部加厚至16mm;桥面板、底板均采用U形肋加劲。钢箱梁每3.0m设一道横隔板,其中非吊点处板厚为10mm,有吊索吊点处板厚为12mm,而在设置支座处及端横隔板等特殊部位,根据受力需要,板厚采用了16mm。全桥共设2对竖向支座、2对横向抗风支座及2对纵向阻尼器。竖向支座、抗风支座及阻尼器沿桥轴线方向分别设置于索塔中横梁上。钢箱梁节段最大吊装重量146t。
主跨共53个钢箱梁节段,总重约7680t。其中51个标准梁段,1个节段B(普立侧梁端节段)和1个节段C(宣威侧梁端节段)。
二、钢箱梁旋转架设法施工方案
普立特大桥跨越普立大沟,桥址两侧地形陡峻,缆索吊下方无钢箱梁制造及存放位置,受现场地形限制,本桥利用宣威岸引桥作为钢箱梁存放及运输平台,在宣威岸主塔中横梁处利用钢箱梁设置临时施工托架作为钢箱梁起吊平台;考虑主塔中横梁处两塔柱间净距小于钢箱梁宽度,需先将钢箱梁旋转90°后运抵至起吊平台,钢箱梁起吊至设计位置后再次进行旋转以满足安装要求。具体施工方案如下:
(1)钢箱梁架设平台安装
步骤一:宣威侧C钢梁节段提升
①、安装宣威侧墩旁三角架、临时支点A、B和纵向限位装置。
②、运梁小车运输C钢箱梁至图示位置,将平衡索(Ф19.5mm钢丝绳走11设置)与旋转吊具临时连接,并牵引至钢箱梁上方。
③、调整旋转吊具的角度,并与钢箱梁连接牢固,平衡索另一端与A11桥台后路基中线上的8t卷扬机相连。
④、缆索吊缓慢提升钢箱梁,路基上卷扬机带紧平衡索。
步骤二:宣威侧C钢梁节段下落并安装至指定位置
①、缓慢释放平衡索至缆索吊起重绳呈垂直状态后,将钢箱梁旋转90°成设计姿态。
②、钢箱梁水平旋转到位后,卷扬机收紧,牵引钢箱梁至下图位置。
③、利用缆索吊将钢箱梁下放至临时支点A、B之上,解除旋转吊具与钢箱梁的连接。
④、精确调整钢箱梁纵横向位置至存梁状态。
步骤三:宣威侧X26钢梁节段提升
①、运梁小车将X26钢梁节段运输至下图位置。
②、把旋转吊具由卷扬机牵引至X26钢箱梁起吊点上方,调整旋转吊具的角度,并与钢箱梁吊耳连接。
③、缆索吊缓慢提升钢箱梁,边跨卷扬机带紧平衡索,缓慢释放平衡索至缆索吊起重绳呈垂直状态。
步骤四:宣威侧X26钢梁节段下落并安装至制定位置
①、水平旋转X26钢梁节段至设计姿态。
②、利用缆索吊调整X26钢梁节段纵桥向位置使其与C钢梁节段临时连接。
③、将X26和C钢梁节段焊接成整体。
步骤五:安装斜拉索,形成墩顶区起吊平台
①、安装斜拉索(每侧采用19根Ф15.24mm钢绞线),并调整钢箱梁状态,使斜拉索吊点处抬高约33mm,解除钢梁节段旋转吊具之间的连接。
②、拆除三角架上的临时支点,墩旁三角架推出工作。
③、其余钢梁节段均通过小车运输至墩旁起吊平台,再利用缆索吊垂直提升钢梁节段纵移至待架位置后进行架设。
图1 荡移法安装C阶段
(2)标准钢箱梁节段吊装
将钢箱梁在引桥上存放处预先旋转90°,利用运梁台车运输至临时起吊平台,钢箱梁通过索塔后经缆索吊起吊运输至设计位置上方,再旋转至原设计姿态,下放至设计高度后安装就位。其余节段的钢箱梁均从主跨中向两端对称安装,待全桥所有钢箱梁吊装完毕进行线形调整后,再将钢箱梁进行永久栓接,最后进行梁段环向接缝焊接,形成整座大桥。
图2 钢箱梁标准节段起吊安装
三、旋转吊具
为满足施工旋转要求,特制作大型旋转吊具一套,缆索吊与旋转吊具配合施工,以完成鋼箱梁的运输及旋转施工。旋转吊具由主分配梁、旋转系统、连接井、起吊分配梁、吊耳等各部分组成,旋转吊具通过吊耳与缆索吊连接成整体,形成钢箱梁起吊、旋转总系统。
四、结束语
普立特大桥是国内首座采用钢箱加劲梁跨越深谷的山区悬索桥,也是首座采用“缆索吊机旋转架梁法”实施钢箱梁节段吊装的悬索桥。山区钢箱梁缆索吊机旋转架梁法的成功实施,为今后其他山区悬索桥施工提供了新的工艺工法,有极大的借鉴意义。
参考文献
中铁大桥局集团 《悬索桥施工》
周孟波 《悬索桥手册》 人民交通出版社 2003
高杰 《桥梁工程》 科学出版社 2007
关键词:钢箱梁 架设 缆索吊机 旋转架设 措施
一、工程概况
普立特大桥主桥采用单跨流线形单箱单室扁平钢箱梁结构,钢箱梁总长626.7m,全宽28.5m,桥轴线处净高3.0m,顶面设有2%双向横坡。钢箱梁设计为正交异性钢桥面板,预计运营期多运煤等重载车辆,桥面板厚采用16mm;底板与上斜板厚为10mm,索塔区段底板局部加厚至16mm;桥面板、底板均采用U形肋加劲。钢箱梁每3.0m设一道横隔板,其中非吊点处板厚为10mm,有吊索吊点处板厚为12mm,而在设置支座处及端横隔板等特殊部位,根据受力需要,板厚采用了16mm。全桥共设2对竖向支座、2对横向抗风支座及2对纵向阻尼器。竖向支座、抗风支座及阻尼器沿桥轴线方向分别设置于索塔中横梁上。钢箱梁节段最大吊装重量146t。
主跨共53个钢箱梁节段,总重约7680t。其中51个标准梁段,1个节段B(普立侧梁端节段)和1个节段C(宣威侧梁端节段)。
二、钢箱梁旋转架设法施工方案
普立特大桥跨越普立大沟,桥址两侧地形陡峻,缆索吊下方无钢箱梁制造及存放位置,受现场地形限制,本桥利用宣威岸引桥作为钢箱梁存放及运输平台,在宣威岸主塔中横梁处利用钢箱梁设置临时施工托架作为钢箱梁起吊平台;考虑主塔中横梁处两塔柱间净距小于钢箱梁宽度,需先将钢箱梁旋转90°后运抵至起吊平台,钢箱梁起吊至设计位置后再次进行旋转以满足安装要求。具体施工方案如下:
(1)钢箱梁架设平台安装
步骤一:宣威侧C钢梁节段提升
①、安装宣威侧墩旁三角架、临时支点A、B和纵向限位装置。
②、运梁小车运输C钢箱梁至图示位置,将平衡索(Ф19.5mm钢丝绳走11设置)与旋转吊具临时连接,并牵引至钢箱梁上方。
③、调整旋转吊具的角度,并与钢箱梁连接牢固,平衡索另一端与A11桥台后路基中线上的8t卷扬机相连。
④、缆索吊缓慢提升钢箱梁,路基上卷扬机带紧平衡索。
步骤二:宣威侧C钢梁节段下落并安装至指定位置
①、缓慢释放平衡索至缆索吊起重绳呈垂直状态后,将钢箱梁旋转90°成设计姿态。
②、钢箱梁水平旋转到位后,卷扬机收紧,牵引钢箱梁至下图位置。
③、利用缆索吊将钢箱梁下放至临时支点A、B之上,解除旋转吊具与钢箱梁的连接。
④、精确调整钢箱梁纵横向位置至存梁状态。
步骤三:宣威侧X26钢梁节段提升
①、运梁小车将X26钢梁节段运输至下图位置。
②、把旋转吊具由卷扬机牵引至X26钢箱梁起吊点上方,调整旋转吊具的角度,并与钢箱梁吊耳连接。
③、缆索吊缓慢提升钢箱梁,边跨卷扬机带紧平衡索,缓慢释放平衡索至缆索吊起重绳呈垂直状态。
步骤四:宣威侧X26钢梁节段下落并安装至制定位置
①、水平旋转X26钢梁节段至设计姿态。
②、利用缆索吊调整X26钢梁节段纵桥向位置使其与C钢梁节段临时连接。
③、将X26和C钢梁节段焊接成整体。
步骤五:安装斜拉索,形成墩顶区起吊平台
①、安装斜拉索(每侧采用19根Ф15.24mm钢绞线),并调整钢箱梁状态,使斜拉索吊点处抬高约33mm,解除钢梁节段旋转吊具之间的连接。
②、拆除三角架上的临时支点,墩旁三角架推出工作。
③、其余钢梁节段均通过小车运输至墩旁起吊平台,再利用缆索吊垂直提升钢梁节段纵移至待架位置后进行架设。
图1 荡移法安装C阶段
(2)标准钢箱梁节段吊装
将钢箱梁在引桥上存放处预先旋转90°,利用运梁台车运输至临时起吊平台,钢箱梁通过索塔后经缆索吊起吊运输至设计位置上方,再旋转至原设计姿态,下放至设计高度后安装就位。其余节段的钢箱梁均从主跨中向两端对称安装,待全桥所有钢箱梁吊装完毕进行线形调整后,再将钢箱梁进行永久栓接,最后进行梁段环向接缝焊接,形成整座大桥。
图2 钢箱梁标准节段起吊安装
三、旋转吊具
为满足施工旋转要求,特制作大型旋转吊具一套,缆索吊与旋转吊具配合施工,以完成鋼箱梁的运输及旋转施工。旋转吊具由主分配梁、旋转系统、连接井、起吊分配梁、吊耳等各部分组成,旋转吊具通过吊耳与缆索吊连接成整体,形成钢箱梁起吊、旋转总系统。
四、结束语
普立特大桥是国内首座采用钢箱加劲梁跨越深谷的山区悬索桥,也是首座采用“缆索吊机旋转架梁法”实施钢箱梁节段吊装的悬索桥。山区钢箱梁缆索吊机旋转架梁法的成功实施,为今后其他山区悬索桥施工提供了新的工艺工法,有极大的借鉴意义。
参考文献
中铁大桥局集团 《悬索桥施工》
周孟波 《悬索桥手册》 人民交通出版社 2003
高杰 《桥梁工程》 科学出版社 2007