(05年五公司论文集)船山桃夭门大桥钢箱梁施工技巧[优质文档].docx

舟山桃夭门大桥钢箱梁施工技术二航五公司　　黄成光、张延河、刘华
摘 要：介绍了舟山大陆连岛工程桃夭门大桥钢箱梁施工技术、施工中遇到的问题及在类似桥梁施工中的注意事项
关键词：钢混结合段 钢箱梁 非标准段 标准段 吊装
1. 工程概况
舟山市大陆连岛工程桃夭门大桥起始于富翅岛，跨越桃夭门水道，终止于册子岛。大桥为48+48+50+580+50+48+48（m） 七跨连续双塔双索面半漂浮体系混合式斜拉桥。主桥全长889.60m，主塔（承台以上）高150.98m，中跨580m，中跨为扁平流线型钢箱梁，边跨为混凝土箱梁，钢—混凝土接合面在中跨距索塔中心线16.7m处。桃夭门大桥主跨共设钢箱梁45个节段，其中非标准段4段，标准段40段，合拢段1段。本标段负责册子岛侧B标的钢箱梁安装，即2个非标准段，20段标准段。对岸富翅岛侧A标由上海建工集团负责施工。合拢段由双方共同起吊，完成施工。钢箱梁宽27.60m，桥梁中心线处高2.80m，标准段长13.0m。最大节段重178 t。结合段F梁段长1.6m，重52.6t。G梁段长6.7m，重105.2 t。斜拉索锚固区宽度为2×0.75m，检修道宽为2×1.2m，风嘴宽为2×0.6m，横坡2﹪。
钢箱梁由中铁宝桥分节段在附近临时工厂制造，驳船运输至桥位，现场吊装、焊接成桥。钢箱梁采用桥面吊机四点平衡起吊至安装位置后利用匹配件与现有梁段临时连接，精确定位后进行全截面焊接。焊接施工由中铁宝桥负责。
2. 施工准备及策划
2.1. 边跨砼箱梁全部完成（结合段除外），所有纵向预应力钢束张拉完毕。
2.2. 170t步履式桥面吊机在岸跨安装、调试，并前行至准确位置进行试吊。
2.3. 结合段支架系统搭设完毕。
2.4. 检查小车（焊接施工操作平台）在２个非标准段施工完毕后安装，G段（第二个非标准段）箱梁焊接利用结合段支架提供操作面。
2.5. 钢箱梁由驳船运输至桥位，由运输单位负责驳船精确定位。
2.6. BL165桥面吊机性能见表一。
表一：BL165桥面吊机性能
序号
项 目
单位
数量
备注
1
起重量
kN
1650

2
首伸距
cm
1080

3
最大提升速度
m/min
2.6

4
轨道间距
mm
11400

5
前后支点间距
mm
13000

6
行走速度
m/min
1

7
前支承点最大支承力
kN
1200
单个
8
后锚点最大锚固力
kN
450
单个
3. 钢箱梁施工流程
170t步履式桥面吊机岸跨安装、调试，并前行至准确位置→F梁段钢箱梁吊装→结合段砼施工→所有纵向预应力钢束张拉完毕、临时约束施工→G梁段钢箱梁吊装→J1、A1斜拉索安装张拉→桥面吊机前移→标准段钢箱梁、斜拉索安装→合拢段钢箱梁安装→临时约束解除→调索
4. F段钢箱梁、钢混结合段及G梁段钢箱梁施工
F段钢箱梁长长1.6m，高2.8m，重52.6t。砼结合段E梁段长２.１m。G梁段长6.7m，重105.2 t。
4.1. 准备工作
1) 完成主塔中心线向海侧14.6m的D梁段砼箱梁施工，仅余2.1m砼结合段未施工。
2) 边跨砼箱梁预应力钢束张拉完毕。
3) F梁段钢箱梁支架搭设基本完成，支架前排钢管桩、靠船墩全部完成。
4) 170t步履式桥面吊机岸跨安装、调试，并前行至准确位置固定进行试吊。
5) 为了加强F梁段的刚度，在F梁段外侧加焊2根I25及驳船的支墩上加设滑轨。
4.2. 施工流程：
桥面吊机锚固就位进行试吊→F梁段钢箱梁吊至支架上→轴线标高调整并固定→结合段砼施工→预应力钢束张拉→G梁段钢箱梁吊装→J1、A1斜拉索安装张拉→桥面吊机前移
4.3. F梁段吊装：
1) 由于册子岛侧4#主塔外侧地势较平缓，F梁段的驳船在高潮位情况下都无法靠近桥面吊机的吊点，为了驳船上的稳定，F梁段刚开始摆放于驳船的中心，与吊机吊点偏4.4m，F梁段吊装必须采用斜吊方法，同时为方便驳船的定位，在岸侧事先挖好两个地笼，以备驳船系缆定位。
2) 吊装工作准备就绪后，装有F梁段的驳船趁高潮和风平浪静的时机在桥面吊机的吊点下系缆就位，桥面吊机将F梁段缓慢吊起，同时为了避免F梁摆动撞击钢管柱，在驳船上设2个5t手拉葫芦水平牵引住F梁段（其斜吊水平力为58KN）使其缓慢平移，见图一。
3) 将F梁起吊到高于箱梁底部2m处，用缆绳将其固定。此时F梁位置与设计位置水平距离相差1.4m，必须使桥面吊机后退，将其平移1.4m。为加快安装贝雷片速度（由于贝雷片共有26片，每片重270Kg）采用两种措施同时分段进行施工。第一种措施：利用塔吊将G贝雷片吊水平，卷扬机加定滑组水平牵引至设计安装位置，然后工人另站在搭设好的脚手架平台上，安装贝雷片插销，使之与原先贝雷片连成整体；第二种措施：利用自制扒杆将贝雷片从E梁段平台上吊起，旋转吊到设计位置，手拉葫芦进行微调到位安装插销使之与已安装好的贝雷片固定。为了便于F梁段的临时固定和水平移动，在G贝雷片上横桥向摆放[20，纵向摆放[10间距40cm，纵腹板处加密为20cm，上铺横桥向的9×9cm的木枋，间距30cm，再在木枋上铺2cm模板形成平台。平台形成后，用卷扬机牵引拉F梁段平移140cm摆放于平台上，并将其临时固定。临时固定后将F梁段上的吊索松开，桥面吊机向索塔方向后退140cm，并再次将F梁段正位吊起，吊装到设计位置安放在平台上，并调整就位，再进行临时固定，则整个F梁段吊装工作完毕。具体操作见图二。
4.4. 测量控制
1) 准备工作：根据设计标高提前计算好桁架上的支撑垫块标高。钢箱梁上布置好轴线控制线及标高控制点。
2) 轴线控制：钢箱梁放在支撑垫块上后，利用千斤顶及手拉葫芦调节轴线位置。
3) 标高控制：在钢箱梁底部支撑点处设置4台千斤顶，将钢箱梁标高调整到位后，箱梁底板与支撑垫块之间的间隙用钢板垫实。
4) 里程控制：预先在桁架上设置限位板，将F梁段紧靠限位板即可。在用全站仪测量复核。
4.5. 结合段砼施工：
待F梁段吊装就位固定后，即可进行E梁段的模板、钢筋、波纹管的安装及钢筋砼浇筑施工。为了确保D、E梁段接头处结合平顺自然，在D梁段的模板拆除时将与E梁接合处的模板作为接口模不拆。结合段砼采用聚丙烯纤维砼，聚丙烯纤维的掺量为0.7kg/m3。浇此段砼前应进行试拌，满足要求后方可施工，施工过程必须严格控制聚丙烯搅拌均匀，方可出料。砼浇筑养护待其强度达到要求后即进行预应力施工，从而完成钢-砼结合段的施工，见图三。
4.6. G 梁段钢箱梁及检查小车吊装：
1) 完成桥面吊机前移至吊G梁的正确位置，进行前支点的加固及后锚点的锚固工作，放下吊具至海面一定高度。
2) 装有G梁的驳船趁高潮运至吊点位置，并利用岸上两台5t卷扬机牵引定位。
3) 由于G梁段摆放于驳船中心，离吊机垂直吊点水平偏差1.8米，故桥面吊机将G梁段缓慢斜吊起，同时为了避免G梁由于惯性摆动撞击钢管柱，在驳船系船柱上带2根钢丝绳水平牵引G梁进行放拉使G梁缓慢平移至吊机垂直吊点下。（同F梁吊装）
4) 桥面吊机将G梁缓慢吊起至一定高度停止，并卡住卷扬机钢丝绳，运输钢箱梁的驳船将检查车运送至G梁段下方，用钢丝绳将检查车挂在钢箱梁底部检查小车轨道上，起吊一定高度、悬空，卡住桥面吊机卷扬机钢丝绳。等待低潮位，人工堆码砂袋，塔吊配合，安装检查车，等待D、E、F张拉完成后，拆除贝雷片，再将G梁吊至设计标高，匹配就位。
5) 利用D、E、F支架搭设环缝焊接操作平台，对G、F梁完成临时匹配调位，由中铁宝桥完成环缝焊接及其余焊接。
6) 挂A1、J1号斜拉索并完成第一次张拉。

5. 标准段钢箱梁施工
5.1. 施工流程:
前移吊机→吊装H 段钢箱梁（标准段）→梁段临时匹配→第二次张拉J1、A1斜拉索→钢箱梁焊接→第一次张拉J2、A2斜拉索→重复前面步骤，直至合拢段前一段→前移吊机起吊合拢段，全桥合拢。
5.2. 钢箱梁安装（以安装第N段为例）：
5.2.1. 吊装前，桥面吊机及检查小车均应达到工作位置。即桥面吊机前支点、后锚点位于第N-1段钢箱梁设计支承位置。
5.2.2. 首先调整吊具系统，保证吊装时钢箱梁梁面倾角正确。连接三角形吊架与钢箱梁吊点后，如果吊架点与梁体上吊点不垂直时，可适当调整至正确位置后，正式起吊钢箱梁。
5.2.3. 钢箱梁起吊提升，当钢箱梁接近待拼装位置时，吊机应减速提升，钢箱梁基本到位后，利用手拉葫芦使钢箱梁基本就位。
5.2.4. 测量钢箱梁的标高、轴线，进行调整，达到设计要求后，方可进行临时匹配。
5.2.5. 钢箱梁全截面焊接由钢箱梁制作单位中铁宝桥现场施焊。
5.2.6. 安装斜拉索。
5.2.7. 分级对称张拉斜拉索，复测桥面线形、轴线。
5.2.8. 检测斜拉索索力并调整。
5.2.9. 进行下一标准段钢箱梁的安装。
5.3. 斜拉索安装：
5.3.1. 在钢箱梁施焊结束时，在桥面进行放索、挂索及锚头入锚箱工作。
5.3.2. 在施焊完毕后，按设计监控指令张拉斜拉索。
5.3.3. 复核斜拉索索力及桥面线型，调索直至索力及线型满足设计要求。
5.4. 后续工作：
桥面吊机前移，进入下一标准段施工。见图四。

6. 合拢段施工：
中跨合拢前在一稳定的时间段多次测量合拢缝长度，换算至设计合拢温度15℃～20℃时的长度，根据此长度对合拢段进行二次下料，驳船运输到位，在较底的温度区间，利用两个的桥面吊机同时起吊合拢段钢箱梁至设计位置，待温度达到设计合拢温度时，精确调整焊缝宽度，完成全截面焊接，合拢段吊装如图五。

7. 质量控制：
7.1. 在运输钢箱梁时应认真检查钢箱梁编号及方向；在运输和起吊过程中应严格注意对钢箱梁的保护，以防钢箱梁被碰伤发生变形。
7.2. 吊装前，应根据设计倾角，预先调整三角吊架的长度。
7.3. 箱梁施焊由中铁宝桥完成。
7.4. 当钢箱梁安装完毕后，应对纵轴线、对角线、标高等进行复测，并作好记录。
8. 主桥安装的测量控制及监测
8.1. 钢箱梁测量控制：测量控制点的布置
8.1.1. 平面控制点
为了控制钢箱梁轴线，在砼箱梁顶面设置3个控制点，如图示。钢箱梁就位时，根据现场条件采用三个平面控制点之一进行测量控制，如图六。

8.1.2. 高程控制点
在塔柱两侧各埋设一个水准点，用于钢箱梁测量控制，并定期进行复核。
8.1.3. 钢箱梁测量控制
c-1轴线控制

如图七所示在每块钢箱梁上设置2个轴线测点，顺桥向梁端向内0.5m。在轴线平面B点与C点与各段钢箱梁上的平面控制点通视时，在B点架设全站仪。全站仪望远镜照准桥轴线控制后视点A进行后视，然后镜头旋转照准钢箱梁轴线上的C1和C2点，检测其坐标值，直至实测距离符合设计要求，则该段钢箱梁平面位置正确。
考虑到温度及日照对钢箱梁的变形影响，测量控制安排在温度较低的相对稳定的晚上进行，尽量把温度和日照对平面控制点的精度影响减至最小。
c-2高程控制
根据设计监控指令计算测量的标高，安装时调整钢箱梁的标高直至与设计标高一致。
8.2. 塔柱变形观测
在塔柱的塔顶轴线上固定安装棱镜镜头，在地面上距离塔柱较远的大桥轴线设置固定的测站，在测站架设全站仪，以大桥轴线上的的控制点作为后视点。在正常温度观测棱镜坐标及高程，测量结果作为初始值。施工过程中定期观测，观测结果与初始值进行比较，两者之差即为塔柱变形结果。
9. 安全措施：
1) 严格执行各种保证施工的安全措施。
2) 所有施工人员必须持证上岗，一切行动听从指挥，统一信号。
3) 吊装前必须要进行安全、技术交底，并对施工用的吊具、机械进行检查，确认无误方可进行吊装施工。
4) 三角吊架应在吊装前调整好倾角，在重载情况下严禁进行调节。
5) 操作人员要戴好安全帽、系好安全带，在驳船上的操作人员必须穿好救生衣。
6) 在进行桥面立体交叉作业时（如在施焊时桥面进行放索、挂索），应加强安全监护，采取必要的安全防护措施。
7) 严禁将物体从高空中抛落。
8) 夜间施工时，要确保灯光照明，保证人员的操作安全。
10. 工程总结
桃夭门大桥主跨钢箱梁安装前后历时将近6个月，在项目部全体员工的共同努力下，工程进度和质量均达到业主及设计的要求。实现了在台风来临之前全桥合拢的目标。以后在遇到类似工程有如下方面需要改进：
1) 架桥机设计在设计允许重量范围内时应尽量采取变幅。这样非标准段F、G梁段吊装即可轻松许多，不必采用斜吊即可安装到位。
2) 加强对主塔与箱梁之间临时约束的检查，确保箱梁的轴线不变，减少对钢箱梁轴线的影响。
3) 加强对运梁驳船定位的控制，对潮位密切关注，力争在风平浪静最佳条件下安全起吊。