中承式钢箱提篮拱桥缆索吊机安装施工工法.doc

中承式钢箱提篮拱桥缆索吊机安装施工工法
中铁大桥局集团五公司
一、 前言
钢箱提篮拱是一种构造新颖、技术先进的新型桥梁,施工方法是在工厂集中制造，现场预拼成双榀吊装单元,再用缆索吊整体起吊，斜拉扣挂悬臂安装，整个拱跨结构安装过程易于提高安装精度，保证工程质量,加快施工进度。这项技术于2002年8月应用于云南省小湾大桥,取得了显著的经济效益和社会效益。我们对此施工技术进行了总结,经整编形成本工法。
二、工法特点
1、 在工厂或引桥上进行双榀梯形单元的预拼。
2、 用固定塔架缆索吊机作为安装钢箱提篮拱的起重设备.
3、 用扣索塔架进行斜拉扣挂悬臂安装，保证拱跨合拢前的结构稳定.
三适用范围
适用于大跨度钢箱提篮拱缆索吊装施工，尤其是跨越深山峡谷的钢箱提篮拱桥。
四、施工工艺
（一） 工艺流程（见图）
（二） 钢箱拱段预拼
钢箱拱由工厂加工后，运输至工地进行安装施工。钢箱拱在工厂进行了单肋半跨卧式制造.半跨卧式制造确保单肋拱接头匹配良好，平面轴线符合设计和规范要求。工地二节段及其以上节段预拼应解决以下问题中的一个或几个：⑴ 安装永久及临时风撑形成梯形单元,确保梯形单元内两根拱肋相对空间位置及内倾角度的准确性；⑵ 保证双榀拱肋接头匹配良好；⑶ 检验并调整梯形单元拱段内接缝的间隙、箱壁接头平面度及错台高度,以满足梯形单元拼装时拱轴线线形和连接(焊、栓）工艺的要求;⑷ 完成纵向加劲拼接板高强螺栓孔的临时拼接。为克服梯形拱段吊装时拱脚处销接对位困难,A拱段采取在拱座内侧河滩处拼装万能杆件支架就地安装方案，其余梯段均在引桥（工厂）先组拼成梯形拱段；然后进行梯形拱段的预拼（如确有把握,可只进行单节组拼，不进行二节以上的预拼）；最后逐段吊装梯形拱段。
（三） 缆索吊悬拼钢箱拱
施工准备
图1 工艺流程
拆除扣索、缆索吊
跨中合拢
依次吊装各预拼后的拱段，扣索固定并施焊
钢箱拱段预拼
扣索塔架拼装
安装缆索吊
扣索塔架基础及后锚施工
桥梁基础施工
地锚及塔架施工
钢筋拱段加工及运输
1、吊运
各梯形拱段起吊采用缆索吊四个起重滑车八吊点抬吊,起吊千斤绳为φ28钢丝绳，吊前须将八点标高调平，以保证吊运过程中的稳定。
2、扣索布置
各梯形拱段按设计图布置好扣点，每段设2束扣索,即每片拱肋设一束扣索，扣索钢绞线一端与扣点联结，另一端与扣索塔架上的扣索分配梁相连,扣索塔架背面设有锚索,在扣索塔架上的扣索分配梁上和锚索分配梁同时张拉扣索和锚索，调整拱肋段的位置。
3、梯形拱肋段安装
吊装梯形拱肋段时，要选择晴天无风的天气,吊钩带劲后，解除临时固定,拆除连接螺栓,均匀缓慢地起钩,检查是否有无其它问题，起钩离地20cm,通知各个观察点人员，对缆索吊后锚、塔架基础、卷扬机等重要部位进行检查，无异样继续起钩，升钩到一定高度要检查卷扬机的刹车情况,若刹车不灵，要调整刹车，然后水平运行至A段的上口安装位置，落钩要保证梯形单元的平稳下降,并调整B段上、下端高差，使之符合安装的角度,先B段下端与A段上端的顶面接近,用1t的导链收紧，穿上φ40mm的长拉杆螺栓，再上好底面的长拉杆螺栓。有偏差用千斤顶在支架上进行调整，中线利用缆风绳进行调整，若缆风绳调整确有困难，就得松开连接螺栓，在A段与B段的接口处万能杆件支架上安装千斤顶来调整轴线，使之达到有关规定的要求，挂好扣索,同步张拉扣索和背索，尽量保证扣索塔架不偏移，缆索吊机徐徐松钩,让扣索张拉受力,实行缆索吊机与扣索塔架系统受力的转换.重新测量坐标,达到监控指令的要求，监控单位要对塔架的偏移及索力进行监控，以防出现结构的失稳及钢绞线的崩断。上述完成后将φ40mm长拉杆螺栓拧紧,松掉起重钩。
4、合拢段安装
设计考虑到钢箱梁的制造、测量、安装误差,焊接收缩变形等因素的影响,合拢段一般都增加一定长度的富余长度,作为合拢时的调整余量。合拢段施工的前一周就要进行天气的观察、气温的测量，掌握气温变化的规律,以确定最佳合拢时段，选择合拢时间，测量两前段前端四个角点坐标,以便对合拢端进行长度修正,现场放样切割，做好坡口，组拼合拢段,形成矩形单元，仍采用四点起吊，保证水平起落，等待合拢时刻，准确对位，快速合拢。
5、工地焊接
工地焊接要求分区、分片、分段对称进行以减少焊接变形。工地对接焊缝(风撑、排架对接、主拱环缝）采用陶质衬垫手工电弧焊，排架立柱角焊缝采用钢衬垫手工电弧焊。
钢箱对接环焊缝施焊滞后一个梯形吊装单元，如D拱段梯形单元吊装到位后，开始焊接B、C拱段箱壁对接环焊缝.要求上、下游环焊缝以及单拱的内外腹板焊缝对称施焊.进行钢箱壁环焊缝施焊时先焊顶底板四个角点(焊缝长200mm），再焊内外腹板焊缝.待四角点及内外腹板施焊后解除临时连接件，焊接顶底板及其余焊缝。
五、机具设备(见表1）
表1 机具设备
序号
设备名称
规格型号
数量
1
吊机
250KN
1台
2
缆索吊机
1200KN
1套
3
卷扬机
100KN
8台
4
跑车
300KN
4台
5
倒链葫芦
10KN
2台
6
电焊机

8台
7
穿心千斤顶
YQ-1000KN
4台
8
全站仪
SET2B
1台
9
单索顶
200KN
1台
10
水准仪

1台
六、劳动组织（见表2）
表2 劳动力组织
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
吊车司机
2
7
安全员
2
2
装吊工
4
8
卷扬机司机
2
3
电工
2
9
普工
20
4
电焊工
16
10
钳工
2
5
测量工
4
11
合计
56
6
信号员
2

七、施工安全措施
施工中严格遵守有关施工安全规则和缆索吊装操作规程，重点做好以下安全工作：
1、 成立精干高效的现场指挥机构和技术保证机构，做到统一指挥、令行禁止.
2、 除设专职安全员现场值班外，重要受力部位设专人负责观察，非现场施工人员一律不得进入现场。
3、 拱跨结构吊装作业时，桥下禁止通行。
4、 吊装过程中的走停信号应由专职信号员发出,其它人员不得随便乱发信号。
5、 卷扬机司机必须有操作合格证,各种起重设备要经常检查，严格执行交接班制度，严格按统一信号操作。
6、 箱肋拱上搭设钢筋梯应设可靠的栏杆并挂设安全网.
八、质量控制标准
1、 轴线空间偏位＜10mm；
2、 拱圈标高＜10mm（节段及拱顶四角控制)；
3、 拼装过程中对称的四片拱段连接点相对高差＜10mm,相对间距偏差＜10mm;
4、 相对拱段对应点间距偏差＜6mm。
九、效益分析
以云南小湾大桥(主跨为130m，主拱圈为悬链式无绞拱，中承式钢箱提篮拱）为例，采用缆索吊双拱段悬拼钢箱提篮拱施工技术，经过拱段预拼,保证了施工质量,并保证了施工工期，且缩短工期20天，节约成本约200万元.
十、工程实例
云南小湾大桥于2002年8月采用本工法施工。该桥全长181.6米,主孔为130m悬链式钢箱提篮拱桥，主拱圈共划分13个施工段双拱肋整体吊装,梯形吊装单元最大重量约110t，于2002年9月25日合拢,实际工程进度为每4天吊装一个梯形段。合拢后，拱肋轴线空间偏位仅为3mm,小于10mm,满足规范要求。
执笔:张继新 刘希恒
主要完成人员:周外男 刘希恒 张继新 周永生 赵鲲鹏