廣州珠江黃埔大橋斜拉橋大噸位鋼箱梁架設(shè)新技術(shù)(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上廣州珠江黃埔大橋斜拉橋大噸位鋼箱梁架設(shè)新技術(shù)謝軍1，王勇1，梁穎晶1，廖云沼2，鄭震2（1.廣州珠江黃埔大橋建設(shè)有限公司，廣東 廣州 ；2.中鐵大橋局集團(tuán)第三工程有限公司，廣東 廣州 ）摘要：本文介紹了廣州珠江黃埔大橋斜拉橋的工程概況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境和本項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)因素考慮，因地制宜地設(shè)計(jì)了大噸位鋼箱梁的運(yùn)輸及上岸、塔區(qū)梁段的架設(shè)、邊跨及墩頂梁段的架設(shè)及臨時(shí)錨固墩的設(shè)計(jì)與施工等方案，為類似橋梁施工提供參考。關(guān)鍵詞：珠江黃埔大橋；斜拉橋；鋼箱梁；架設(shè)技術(shù)1工程概況珠江黃埔大橋項(xiàng)目（又稱廣州東二環(huán)高速公路）是京珠國(guó)道主干線廣州繞城公路東段和珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)環(huán)形

2、高速公路東段線。珠江黃埔大橋北汊斜拉橋主跨383m（跨徑布置為3831976362m），為獨(dú)塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航凈高55米，建成通車時(shí)是國(guó)內(nèi)同類橋梁中的最大跨徑。主塔39#墩處于大濠洲島防洪堤附近的邊灘上，38#過渡墩在北岸集通碼頭內(nèi)，臨時(shí)墩和40#42#墩在大濠洲島上。主橋橋式圖如下：圖1 斜拉橋橋型布置斜拉橋鋼箱梁共分為52個(gè)節(jié)段，梁高3.5m、寬41.0m。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段梁長(zhǎng)16 .0m，重322t，起吊高度約70m。鋼箱梁橫斷面見下圖:圖2 鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面2 鋼箱梁運(yùn)輸2.1鋼箱梁上岸及運(yùn)輸鋼箱梁采用水上運(yùn)輸，上岸時(shí)采用兩臺(tái)運(yùn)梁臺(tái)車運(yùn)輸一片鋼箱梁。從主塔系梁中心線外延30m棧橋作為鋼

3、箱梁上岸碼頭，碼頭中心線與主塔順橋向中心線一致，大濠洲島上沿橋軸線設(shè)置16m寬汽車運(yùn)輸?shù)?，并在主塔?2#墩每?jī)啥罩g設(shè)置一個(gè)鋼箱梁旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤區(qū)。鋼箱梁在運(yùn)輸船舶上的擺放位置，橫斷面方向與運(yùn)輸船舶長(zhǎng)邊方向平行，船頭側(cè)在碼頭靠綁，運(yùn)輸船拋錨固定后，倉內(nèi)注水使船體沉至河床，保證鋼箱梁脫離船體后運(yùn)輸船不浮起。碼頭與船體間搭設(shè)跳板，運(yùn)梁汽車上船將鋼箱梁運(yùn)送上岸，此時(shí)鋼箱梁朝向與安裝方向成90度角，使鋼箱梁可通過主塔根部，上岸后，鋼箱梁在轉(zhuǎn)盤區(qū)旋轉(zhuǎn)90度（旋轉(zhuǎn)靠運(yùn)梁車實(shí)現(xiàn)），使鋼箱梁朝向與安裝方向一至，再將鋼箱梁運(yùn)輸至起吊位置。主塔至42#墩，每?jī)啥罩g的鋼箱梁均由運(yùn)梁汽車將鋼箱梁運(yùn)至該兩墩之間的轉(zhuǎn)盤區(qū)后

4、才旋轉(zhuǎn)，使鋼箱梁可以從橋墩之間通過，鋼箱梁上岸及運(yùn)輸平面見下圖。 圖3 鋼箱梁上岸及運(yùn)輸平面圖運(yùn)輸主跨其它節(jié)段鋼箱梁，采用鋼箱梁朝向與安裝方向一至的方位泊船，并在吊裝位置拋錨固定船泊，直接從船上起吊鋼箱梁。因斜拉橋主跨38過渡墩所處位置為北岸集通碼頭內(nèi)，由于受到河灘潮位及地形的限制，運(yùn)梁船舶不能直接將J21J24梁段運(yùn)至設(shè)計(jì)起吊位置，因此在38過渡墩附近修建了一棧橋，用于存放J21J24梁段。棧橋從38過渡墩中心線向外延伸54.855m。棧橋樁基共采用20根鋼管樁，平均樁長(zhǎng)約為24m。樁間設(shè)連接系，樁頂布設(shè)橫向分配梁，承重梁采用貝雷片，以上是P43鋼軌。在38墩設(shè)有與棧橋及千斤頂反力架相連的預(yù)

5、埋件。利用橋面吊機(jī)按順序?qū)?片鋼箱梁吊上棧橋，然后利用千斤頂和鋼絞線拖拉至吊裝位。38#墩棧橋結(jié)構(gòu)圖如下：圖4 38#墩棧橋結(jié)構(gòu)圖2.2邊跨鋼箱梁運(yùn)輸?shù)缆愤吙玟撓淞哼\(yùn)輸?shù)缆穼?6m，沿橋軸線布置，基礎(chǔ)采用拋填碎石碾壓加固，加固后的承載力不小于0.3MPa，上面鋪設(shè)C30砼路面。轉(zhuǎn)盤區(qū)基礎(chǔ)和路面的處理方式同運(yùn)輸?shù)缆?，并與運(yùn)輸?shù)缆匪健?.3運(yùn)輸平板車每個(gè)節(jié)段鋼箱梁采用2輛動(dòng)力平板運(yùn)輸車運(yùn)輸，型號(hào)DYC200，單臺(tái)車輛額定載重量200t，外輪廓尺寸16.6×4m，8軸64輪，自重52t。滿載車速12Km/h，滿載爬坡能力6%，轉(zhuǎn)向模式：直行、斜行、橫行、中心回轉(zhuǎn)、八字轉(zhuǎn)向?？梢詽M足鋼箱梁

6、運(yùn)輸及轉(zhuǎn)向的工況。3鋼箱梁架設(shè)對(duì)于不對(duì)稱結(jié)構(gòu)斜拉橋的鋼箱梁的吊裝，非對(duì)稱段鋼箱梁完成在支架部分的拼裝后再和主橋合攏，或者采用頂推方式，需要采用大型的吊裝設(shè)備和大量高墩鋼支架。本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)即為此類施工方法，需要搭設(shè)長(zhǎng)120m，寬約30m，高約60m高的大型鋼管支架，費(fèi)用昂貴。鋼箱梁斜拉橋塔區(qū)梁段起吊一般采用大型浮吊直接吊裝就位，吊裝所需場(chǎng)地大，費(fèi)用高。本橋地處珠江輔航道，橋址處為繁忙的大型船舶修理基地，同時(shí)主塔位于淺灘，難以滿足大型吊裝設(shè)備吊裝需要?？紤]技術(shù)經(jīng)濟(jì)等原因，需研究新的塔區(qū)0#、1#塊吊裝方法。若能利用橋面吊機(jī)，實(shí)現(xiàn)塔區(qū)0#、1#塊鋼箱梁的吊裝問題，則技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。3.1塔區(qū)梁段

7、架設(shè)在橫梁前端布置托架2、后端布置托架1、3，托架1上布置立柱，橫梁上端的兩塔柱間布置一道桁架橫梁，步履吊機(jī)前支點(diǎn)放置在橫梁桁架上，后支點(diǎn)放置在托架1立柱上，如圖4，吊梁時(shí)橫梁桁架下端設(shè)臨時(shí)支腿，步履吊機(jī)大部分前支反力通過臨時(shí)支腿傳至主塔橫梁，步履式吊機(jī)后支反力錨固在托架1上，塔區(qū)梁段吊裝方案見下圖： 圖5 塔區(qū)下橫梁鋼箱梁托架圖6 塔區(qū)梁段吊裝示意圖3.1.1塔區(qū)梁段安裝步驟：步驟一:1、安裝托架1、2、3及滑道。2、安裝步履式吊機(jī)前支腿支撐桁架、臨時(shí)支撐及后支腿立柱。3、安裝步履式吊機(jī)及后錨固桿。4、步履式吊機(jī)調(diào)試，確定步履式吊機(jī)處于良好狀態(tài)。步驟二:1、吊裝邊跨側(cè)DA1塊，放置在托架2上

8、。2、解除臨時(shí)支腿，用導(dǎo)鏈?zhǔn)掌稹?、安裝拖拉牽引系統(tǒng)，拖拉DA1塊至設(shè)計(jì)位置。步驟三:1、吊裝D0塊，同步驟二。2、焊接D0塊和DA1塊之間的接頭。步驟四:1、在臨時(shí)支腿位置，D0塊頂面抄墊臨時(shí)支點(diǎn)抵緊支撐桁架。2、吊裝主跨側(cè)DJ1塊，放置在托架2上。3、焊接D0塊及該DJ1塊的接頭。步驟五:1、在兩側(cè)的DA1、DJ1塊上安裝臨時(shí)索，豎向油頂配合臨時(shí)索將三段鋼箱梁調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高，解除托架1、2的支點(diǎn)；2、步履式吊機(jī)整機(jī)下落至鋼箱梁面。3.1.2鋼箱梁就位及調(diào)整鋼箱梁縱移采用10個(gè)200t移位器，鋼絞線及穿心式千斤頂實(shí)現(xiàn)，滑道上設(shè)縱向限位滑條；托架2、3上各布置4臺(tái)100t油頂，主塔橫梁上布置4

9、臺(tái)500t油頂，用4臺(tái)100t油頂及4臺(tái)500t油頂調(diào)整調(diào)整DA1及D0節(jié)段鋼箱梁至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后焊接，用布置于托架2上的4臺(tái)油頂調(diào)整DJ1梁段至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后與D0梁段焊接，鋼箱梁縱向調(diào)節(jié)由給向牽引裝置完成，橫向調(diào)節(jié)在三個(gè)節(jié)段鋼箱梁焊接在一起后，在主塔柱上設(shè)4臺(tái)油頂起頂鋼箱梁側(cè)面進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.1.3主要技術(shù)細(xì)節(jié)為保證起吊DA1梁段及鋼箱梁落在托架1上時(shí)，托架1、3的變形協(xié)調(diào)，托架1、3上均設(shè)錨桿與步履式吊機(jī)后橫梁進(jìn)行錨固，并進(jìn)行預(yù)張拉，每根后錨桿預(yù)張拉8t；2、托架2前端置8mm的上抬值，保證鋼箱梁放在托架2上時(shí)，鋼箱梁底面大致水平；3.1.4主要技術(shù)參數(shù)起吊DA1、DJ1梁段：?jiǎn)闻_(tái)步履式吊

10、機(jī)前支點(diǎn)反力274t，后支點(diǎn)拉力：129.4t；托架3撓度11mm；錨桿應(yīng)力186Mpa，安全系數(shù)K=4.0 ；起吊D0梁段：?jiǎn)闻_(tái)步履式吊機(jī)前支點(diǎn)反力188.9t，后支點(diǎn)拉力：88.9t；托架3撓度46mm；錨桿應(yīng)力112Mpa，安全系數(shù)K=6.7；托架2前端最大撓度4mm；托架1最大撓度8mm；3.2 墩頂梁段安裝3.2.1臨時(shí)墩頂面鋼箱梁的安裝臨時(shí)墩頂面的節(jié)段鋼箱梁為A7節(jié)段，長(zhǎng)16m，重322t；先用步履式吊機(jī)安裝臨時(shí)墩頂梁段，并與前一節(jié)段焊接，然后將臨時(shí)墩叢40#墩附近縱向拖拉至臨時(shí)墩設(shè)計(jì)位置，固結(jié)臨時(shí)墩底腳，再安裝臨時(shí)墩與鋼箱梁的鎖定結(jié)構(gòu)，完成臨時(shí)墩頂梁段的安裝。3.2.2 40#、

11、41#、42#墩頂梁段的安裝墩頂梁段安裝步驟：步驟一：在40#、41、42#墩頂面布置托架；步驟二：步履式吊機(jī)站在墩頂梁段的前第二個(gè)節(jié)段上，吊裝墩頂梁段，并將墩頂梁段放在托架上，此時(shí)墩頂梁段往架設(shè)方向縱向偏位50cm放置，并操墊穩(wěn)妥；步驟三：吊裝墩頂梁段的前一節(jié)段，并與對(duì)應(yīng)梁段焊接，掛索、張拉；步驟四：步履式吊機(jī)前移至墩頂梁段的前一節(jié)段，起吊墩頂梁段，調(diào)整墩頂梁段的縱、橫向位置與墩頂梁段的前一節(jié)段匹配，焊接墩頂梁段與匹配梁段，掛索張拉，完成墩頂梁段的安裝；墩頂梁段安裝方案見下圖：圖7 墩頂梁段安裝3.3主要技術(shù)特點(diǎn)在39#墩碼頭無起重設(shè)備的情況下，用輪胎式運(yùn)輸臺(tái)車實(shí)現(xiàn)了鋼箱梁的上岸，38#墩側(cè)

12、岸灘附近的鋼箱梁，僅設(shè)置簡(jiǎn)易的碼頭棧橋，巧妙地利用步履式吊機(jī)吊裝鋼箱梁離船，并拖拉至吊裝位。鋼箱梁的運(yùn)輸選用可以旋轉(zhuǎn)的輪胎式運(yùn)輸臺(tái)車，鋼箱梁順梁長(zhǎng)度方向運(yùn)輸上岸，然后在島上旋轉(zhuǎn)，再運(yùn)送至吊裝位，臨時(shí)墩及40#42#墩間梁段的運(yùn)輸，均順鋼箱梁長(zhǎng)度方向運(yùn)輸，通過橋墩后，再旋轉(zhuǎn)至與吊裝方位吻合，然后運(yùn)輸至吊裝位，解決了鋼箱梁因?qū)挾忍珜?，無法通過主塔根部和40#42#墩的問題，減小了臨時(shí)墩門架的凈空，減少了運(yùn)輸?shù)缆返拿娣e。針對(duì)主塔位于岸灘，橋位處水域面狹窄（上、下游均有船塢），墩頂0#、01#鋼箱節(jié)段梁重量大（約300t）、架設(shè)高度高，約70m，難以采用大型水上吊裝設(shè)備等特點(diǎn)，在主塔橫梁上設(shè)置前、后端

13、托架及步履式吊機(jī)的支承結(jié)構(gòu)，利用步履式吊機(jī)在主跨側(cè)起吊塔區(qū)梁段，然后縱向拖拉至設(shè)計(jì)位置，解決了塔區(qū)梁段的安裝難題。鋼箱梁臨時(shí)錨固墩的設(shè)計(jì)方案，滿足了鋼箱梁在最大懸壁階段的各種受力工況；臨時(shí)墩的安裝時(shí)間約30天，采用整體拼裝，滑移就位的方式，減少了鋼箱梁大懸壁狀態(tài)的時(shí)間，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短了工期，同時(shí)解決了臨時(shí)墩墩頂梁段的安裝問題。邊跨鋼箱梁及墩頂鋼箱梁，采用變幅的步履式吊機(jī)懸壁架設(shè)，減少了按傳統(tǒng)的架設(shè)方法需設(shè)置的大規(guī)模的落地支架，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并降低安全風(fēng)險(xiǎn)。4 臨時(shí)墩設(shè)計(jì)、施工與整體滑移為減少鋼箱梁的最大懸壁長(zhǎng)度，在距主塔柱120m位置設(shè)置臨時(shí)墩，將鋼箱梁豎向、橫向進(jìn)行錨固，臨時(shí)墩承

14、受的主要荷載：豎向力：700t（向下），310t（向上），橫向力：40t，順橋向位移：57.6mm；基本風(fēng)壓：500Pa為了完成臨時(shí)墩墩頂梁段的安裝，臨時(shí)墩在40#墩附近，距離臨時(shí)墩設(shè)計(jì)位置47m處制安，在臨時(shí)墩頂節(jié)段鋼箱梁安裝完成后，由牽引系統(tǒng)縱移臨時(shí)墩至設(shè)計(jì)位置，固結(jié)臨時(shí)墩底腳，安裝臨時(shí)墩與鋼箱梁的鎖定結(jié)構(gòu)，完成臨時(shí)墩的安裝；臨時(shí)墩為門架結(jié)構(gòu)，見圖示，每側(cè)立柱下設(shè)4根1.5m的樁基礎(chǔ)，柱樁，樁長(zhǎng)22m，承臺(tái)厚3m，分兩層灌注，第一次灌注1.5 m，當(dāng)臨時(shí)墩縱移至設(shè)計(jì)位置后，再灌注第二層1.5m，將臨時(shí)墩底腳固結(jié)在承臺(tái)上；門架結(jié)構(gòu)每側(cè)由4根1.0m，=10mm的鋼管組成，鋼管間設(shè)縱、橫向聯(lián)結(jié)

15、系，共5道，中心間距11m，門架兩側(cè)鋼管間設(shè)聯(lián)結(jié)系3道，中心間距22m；臨時(shí)墩頂面設(shè)計(jì)3層分配梁，以保證臨時(shí)墩立柱承受豎向荷截的均衡，同時(shí)滿足鋼箱梁運(yùn)輸時(shí)通過臨時(shí)墩所需的空間要求；臨時(shí)墩與鋼箱梁底面的耳板銷接，臨時(shí)墩頂面座板與最頂面一層分配梁用錨桿錨固，并設(shè)置剪力鍵，以滿足臨時(shí)墩各種受力工況；臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)見下圖： 圖8 臨時(shí)墩結(jié)構(gòu)臨時(shí)墩的設(shè)計(jì)方案，即滿足了承受各種工況荷載的需要，又解決了墩頂梁段的架設(shè)問題，同時(shí)適應(yīng)鋼箱梁運(yùn)輸?shù)男枰?，?0#墩附近制安，也滿足了塔吊附墻的條件。為了便于臨時(shí)墩的整體滑移，在臨時(shí)墩底部設(shè)置行走輪，施工過程中先在條形基礎(chǔ)上鋪設(shè)鋼軌，在每個(gè)臨時(shí)墩鋼管樁底部下安裝2臺(tái)行走輪

16、箱，每個(gè)行走輪箱設(shè)計(jì)承載力為55T，臨時(shí)墩的行走采用4臺(tái)50T的千斤頂分別頂推行走輪箱，千斤頂通過拉板鉤住預(yù)埋于條形基礎(chǔ)的預(yù)埋件固定。在臨時(shí)墩頂推施工前調(diào)整鋼軌平整度控制在2mm，頂推前在鋼軌上涂黃油以減少摩擦，頂推施工中采用統(tǒng)一指揮，控制多點(diǎn)頂推的同步性。其中采用行走輪箱和多點(diǎn)同步頂推技術(shù)值得借鑒和推廣。5 橋面步履式提梁吊機(jī)180t橋面吊機(jī)(亦稱180t步履式架橋機(jī))，是為廣州珠江黃埔大橋主橋工程而設(shè)計(jì)制造的架橋機(jī)，主要用于鋼梁的吊裝施工，每一節(jié)段鋼箱梁均采用兩臺(tái)180t橋面吊機(jī)施工。廣州珠江黃埔大橋鋼箱主縱梁間距18.8m，兩臺(tái)橋面吊機(jī)站位于鋼箱主縱梁附近，兩臺(tái)橋面吊機(jī)中心距18.8m。

17、架橋機(jī)結(jié)構(gòu)件的材料采用Q345B，卷?xiàng)顧C(jī)采用變頻電動(dòng)機(jī)和硬齒面減速器驅(qū)動(dòng)。為了便于鋼箱梁的對(duì)位，除起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)外，在吊具上設(shè)置有縱向調(diào)整裝置，即在順橋向通過左右兩水平油缸的作用，使懸吊的鋼箱梁能繞吊具中心軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼箱梁縱向位置調(diào)整，其橫向調(diào)整靠?jī)膳_(tái)起升絞車分別動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。兩臺(tái)吊機(jī)的操作采用聯(lián)動(dòng)臺(tái)集中控制，聯(lián)動(dòng)臺(tái)布置在其中一臺(tái)的司機(jī)室內(nèi)，兩臺(tái)吊機(jī)的起升能實(shí)現(xiàn)同步控制。吊機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 起重量為180t (不含吊具重量)，架橋機(jī)自重為105t(單件最大重量: 12t)，抗風(fēng)能力在滿負(fù)荷起重狀態(tài)為8級(jí)，整機(jī)運(yùn)行方式為步履式(油缸頂推，步履過程中不帶載)。起升高度為橋面下65m、橋面上1m

18、。6 結(jié)語本橋利用設(shè)置在索塔橫梁兩側(cè)的托架、索塔兩側(cè)塔柱之間的支撐橫梁、主塔下橫梁一側(cè)托架的立柱后續(xù)橋面吊裝所需的橋面吊機(jī)四者巧妙結(jié)合，通過吊裝和拖拉方法完成塔區(qū)0#、1#塊鋼箱梁的吊裝。該方法思路新穎靈活，豐富了斜拉橋鋼箱梁架設(shè)方法。設(shè)計(jì)變幅步履式吊機(jī)，解決了鋼箱梁吊裝的過墩難題，采用懸臂拼裝方式完成了全部鋼箱梁的吊裝，避免了常規(guī)的岸上鋼箱梁吊裝的支架施工方法，該方法是國(guó)內(nèi)鋼箱梁吊裝機(jī)械的一大進(jìn)步，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著，為類似橋梁提供參考。研究方案是通過設(shè)計(jì)變幅式步履式吊機(jī)（可變化幅度約為10m），有效解決了鋼箱梁吊裝的過墩難題，也為邊跨梁段全部懸拼創(chuàng)造條件。臨時(shí)墩（60m高）的整體拼裝后滑移就位。經(jīng)方案優(yōu)化，考慮最大單懸臂狀態(tài)對(duì)臺(tái)風(fēng)敏感，必須盡快結(jié)束最大單懸臂施工，因此，必須盡快完成臨時(shí)墩的就位問題。常規(guī)方法是箱梁起吊后就地拼裝，但