半封闭分离式钢箱梁斜拉桥主梁缆索吊装施工

李凯光

摘要：钢箱梁斜拉桥上部结构的施工以往主要采用桥面吊机悬臂安装，也可以用到顶推法作业，但是缆索吊装技术在钢梁斜拉桥的上部结构施工中很少使用。缆索吊装上部结构施工工艺保证对称张拉斜拉索，利用边跨搭设钢管贝雷架缩短工期。边跨采用缆索吊装和支架法，中跨采用缆索吊装。边跨通过缆索吊装把钢箱梁运输至边跨已搭设好的落地支架上，钢管贝雷架支撑上面的钢箱梁，缆索吊可松开进行下阶段吊装作业进而缩短工时。当边跨钢箱梁吊装焊接成整体，缆索吊吊装中跨钢箱梁，每吊装一阶段，对称张拉边中跨斜拉索，直到中跨合龙。

关键词：分离式钢箱梁;缆索吊装;钢管贝雷架支撑;对称张拉

1 工程概括

勐古怒江特大桥位于保山至泸水高速公路K48+440m处，为跨越怒江而设，为保泸高速公路控制性工程之一。结合受控因素以及地形、地貌、地质、水文等情况，主桥采用（100+240+100）m双主梁钢箱斜拉桥，主桥钢箱梁采用半封闭分离式钢箱梁设计，由两个倒梯形钢箱梁做为边主梁，通过横隔板连接。主桥全长440米（含主桥侧伸缩缝）。

随着中国西南地域交通基础设施的快速发展，我国桥梁穿越大江大河、深山峡谷的能力越来越强，尤其是大跨径钢梁施工方面。钢箱梁斜拉桥的主梁不需要考虑混凝土的收缩徐变现象、自重轻、跨越能力大、易于工厂化生产、现场施工方便、施工周期短等优点;尤其是分离式钢箱梁具有良好的颤振稳定性能，不论是施工期间还是运营期间，主梁采用分离式钢箱梁，其颤振临界风速远大于颤振检验风速，抵抗风荷载的作用满足颤振检验风速的设计要求。

2 上部结构施工方法确定

钢箱梁斜拉桥上部结构的施工以往主要采用桥面吊机悬臂安装，也可以用到顶推法作业，但是缆索吊装技术在钢梁斜拉桥的上部结构施工中很少使用，全国仅有四座钢梁斜拉桥采用缆索吊装技术，所以缆索吊装施工技术在钢梁斜拉桥上部结构中应用是当今值得讨论的热门话题。

在峡谷或水深流急的河段上，或在通航河流上需要满足船只的顺利通行，或在洪水季节施工并受漂流物影响等条件下修建斜拉桥，以及采用有支架方法施工将会遇到很大困难或很不经济时，宜优先考虑采用无支架施工方法。缆索吊装施工是无支架施工最常用的方法之一[1]。

上部结构施工周期长，施工期间最高水位与最低水位落差较大，技术方案、施工进度与水位关系密切，而且高水位水流湍急，无法搭设落地支架进行施工，也不适合船运吊装施工，在跨江河区域安装箱梁难度极大可使用缆索吊装[2]。

无水运条件或陆运受限制，斜拉桥的钢箱梁加工制造流程是从厂家定制板单元，现场加工成型钢箱梁，采用桥面吊装综合成本高时可使用缆索吊装体系。

上部结构的原施工方案是边跨采用支架法和龙门吊配合，中跨使用龙门吊、轨道车及桥面吊机配合使用。主桥边跨保山和泸水两岸分别搭设龙门吊和钢箱梁加工厂;中跨需要铺设轨道，还需要两台桅杆式起重机，人工、材料、机械双重消耗大，尤其是两岸建设两个钢箱梁加工厂，两台制定龙门吊，中跨定制两台固定式桅杆吊，成本费用昂贵。全桥上部结构均采用缆索吊装体系，所需施工时间长，且施工保通风险大。边跨采用缆索吊装和支架法，中跨采用缆索吊装。边跨钢箱梁采用支架法加上缆索吊一天可以吊装两个阶段梁体，相比全桥均采用缆索吊装施工，边跨每个阶段节省两天时间。

当上部结构施工边跨采用缆索吊装和支架法，中跨采用缆索吊装时，應先对主桥边跨进行地基处理并搭设落地支架，边跨支架搭设完成后应进行预压。主桥保山岸边跨左侧搭设龙门吊和钢箱梁加工工厂，通过轨道平移至13号墩架梁处，现场使用缆索吊进行边跨钢箱梁吊装。边跨钢箱梁吊装完成后应进行边跨钢梁配重施工。边跨钢箱梁焊接形成整体，并与索塔临时固结。施工中跨采用缆索吊装技术，先在加工厂拼装焊接好中跨标准梁段，通过龙门吊移动到提升梁体位置，钢箱梁横截面平行于全桥轴线方向（标准段长9米，含风嘴钢箱宽30.1米，方便梁体通过索塔处），缆索吊挂钩固定好钢箱梁，提升梁体上升至适当高度，纵桥向移动钢箱梁通过索塔后，把钢箱梁旋转90度再移动至中跨架梁位置，初步调整梁体与上一阶段横截面吻合好，打马板，安装匹配件，精调钢箱梁标高，轴线偏位后，焊接顶板，再焊接腹板，最后焊接底板。此安装中跨钢箱梁时，可同步挂及伸展中边跨拉索，中跨钢箱梁焊接完毕后，同步张拉边中跨拉索至监控单位给的索力值。可重复上述阶段缆索吊装中跨钢箱梁，同步张拉边中跨索力，直到阶段12号拉索张拉完毕，施加中跨临时配重1800kN（配重中心位于Z12斜拉索横隔板处），吊装ZH梁段并合龙中跨，拆除中跨临时配重。施加索塔支座处临时配重600 kN，拆除塔梁临时固结。施工二期铺装、桥面系等设施并拆除索塔支座处临时配重。安装斜拉索减震设施、阻尼器、桥检车等附属结构。成桥荷载试验后可全桥建成通车。

3 缆索吊装施工效益分析

3.1  经济效益分析

（1）边跨采用缆索吊装和支架法时，一天可以吊装两个阶段梁体，相比边中跨全部使用缆索吊装，边跨每个阶段要节省两天时间;全桥共有26个边跨梁段，整桥节省52天工期，一天人工费、机械费、材料费节省10万元，全桥节省520万元。

（2）缆索吊各个组件拼装而成，施工结束后可拆卸回收再利用，不仅具有节能减排的效益，而且有效降低了材料成本，实现资源的有效利用，经济效益显著。

（3）关键技术是通过边跨利用钢管贝雷架支撑梁体缩短工期，提高缆索吊装施工的适用性、安全性和可靠性，提高了施工效率和施工质量，规避了不必要的施工成本，桥梁建设的顺利开展也带动了周边地区的经济发展，产生了良好的间接经济效益。

3.2  社会效益分析

（1）缆索吊线形采用抛物线法，结构受力明确、稳定性强、变形可控，有效降低了缆索吊装安全风险。

（2）缆索吊装构件及边跨钢管贝雷架可回收再利用，符合绿色施工理念，表现出良好的社会和环保效益。

4 结论

缆索吊吊装上部结构施工工艺保证对称张拉斜拉索，利用边跨搭设钢管贝雷架缩短工期。边跨采用缆索吊装和支架法，中跨采用缆索吊装。边跨通过缆索吊装把钢箱梁运输至边跨已搭设好的落地支架上，钢管贝雷架支撑上面的钢箱梁，缆索吊可松开进行下阶段吊装作业进而缩短工时。当边跨钢箱梁吊装焊接成整体，缆索吊吊装中跨钢箱梁，每吊装一阶段，对称张拉边中跨斜拉索，直到中跨合龙。

本施工方法可有效解决边跨采用支架法和龙门吊配合，中跨使用龙门吊、轨道车及桥面吊机结合或全桥均采用缆索吊装时成本昂贵、耗费的时间和人力多问题，以及单向张拉拉索易使主塔偏位问题。有效降低施工成本，加快施工进度，极大的保证了施工安全，同时提高工程质量，具有一定的社会经济性，因此该工法具有较强的先进性和实用性。

参考文献

[1] 顾安邦，向中富.桥梁工程（下册）[M]. 北京： 人民交通出版社，2017： 246.

[2]钟意.大跨径钢箱梁斜拉桥主梁架设过程中的不平衡受力问题研究[D].重庆：重庆交通大学， 2017.