大跨度大吨位提篮式钢箱拱整体提升安装技术

2019-03-07胡平生

中华建设 2019年1期

胡平生

一、工程概况

凤凰三桥主桥全长5 1 0 m，为（40+61+308+61+40）m中承式无推力钢箱系杆拱桥。主跨249.5 m，矢高68.44 m，矢跨比1/4.5，拱轴线采用m=1.25的悬链线，主拱肋按1/5角度横桥向内倾，拱顶处拱肋间跨为19.1 m。钢箱拱总重量达4690t，提升高度约30m。

主桥跨越下横沥水道，为一级航道，航道繁忙，河面宽约400 m。水深2～12m，最大流速约0.6m/s，河水受潮水影响，具半日潮、潮时潮差不等的特点，最大潮差约2.0m。

二、施工方案比选

1.缆索吊扣挂施工法。即工厂制造预拼好各节段钢箱拱，利用缆索吊机扣索塔依次吊装节段钢箱拱，直至合龙。

2.整体提升法。主桥钢拱肋在工厂匹配组拼，然后将单元件运输至预拼场，采用支架低位组拼成型，整体滑移上船、浮运、利用提升架液压整体垂直提升完成拱肋安装。

由于选址处地质条件较差，淤泥层较厚，不利于缆索吊机锚碇施工；桥址位于珠三角台风多发地区，拱肋架设工期较长（至少9个月），根据施工安排很难避开台风季节，存在较大安全风险；采用缆索吊扣挂施工法较整体提升法施工工期超过至少6个月。

综上所述，从经济、安全、进度等方面综合比选，整体提升方案明显优于缆索吊机扣挂安装方案。

三、整体提升施工方案

1.拱肋拼装

从钢箱拱制造基地通过水路运输到拼装场，利用500t履带吊机卸货装至运梁台车，在胎架上定位后焊接组拼。安装拱肋拼装支架，用履带吊对称安装拱肋节段，通过鞍座调节千斤顶调整拱肋线形，从支架两端拼装，在拱顶处合龙。

2.拱肋脱架及支架拆除

当钢拱肋拼装及横撑拼装焊接完成后，将拱肋滑靴与滑道间清理干净，并将滑道上钢板抹上黄油。

安装临时水平索，张拉至设计要求。对称解除拱肋的竖向约束，并用吊挂销轴使船上支架与钢箱拱连接。拆除船上支架基础的砂箱，使支架完全脱空，拱肋结构的重量由支架支点全部转移到两端头的滑靴上。完成体系转换后拆除其他剩余支架。

3.拱肋滑移上船浮运

拱肋上船时间主要取决于提升系统安装调试完成时间以及水文、风力、雨水、雷电等气象情况。雷雨大风天气（风力超过六级）不应启动上船作业。

船舶拉入拱肋下方最高水位的要求主要取决于水位能保证进入时驳船机房顶高度要低于水平索高度，要求驳船尽量靠近拱脚后再绞入；最低水位要求主要取决于水位保证进入时驳船不触底。

拱肋上船有以下几个工序转换：①拱肋滑移到位→②船上支架B梁受力最大时→③拱肋重量全部转移至船上→④滑靴脱离栈桥滑道→⑤驳船纵移10～15m→⑥拱、船、支架软硬加固→⑦驳船拖出港区。

拱肋通过千斤顶顶推至上船位置。左、右幅轨道各布置2台120t数控液压千斤顶同步、连续顶推到位，15000t驳船通过绞锚精确定位，使拱肋上船落位，定位焊接完成后，驳船在涨潮时段排水抬浮，使拱肋重量转移到驳船上，驳船纵向拉移，脱离栈桥，封航警戒浮运。

4.拱肋运输定位提升

（1）拱肋提升支架南北岸共2个，布置于左右幅三角钢架前斜腿的边主梁上。每副提升支架布置8台350t千斤顶作为提升点，每台油缸采用31Φ15.24钢绞线束。提升支架后锚共布置8台200t抗拔油缸，每台油缸采用19Φ15.24钢绞线束。提升索布置4台80L/min流量的液压泵站，采用连续式的作业方式，提升速度可达3-4m/h；后锚布置2台80L/min流量的液压泵站，采用连续式的作业方式。

（2）提升加载及船拱分离

第一步：提升钢箱拱加载至60%，检查船上支架和梁的吊挂销板有无异常，然后开始拆除作业。先拆除Φ1200主钢管法兰一半的螺栓，并用氧气乙炔切割连接系钢管。

第二步：提升钢箱拱加载至80%，此时支架均已完成连接系钢管切割，开始拆除Φ1200主钢管法兰螺栓的剩余12个中的8个。

第三步：及时通知提升操作人员，告知船上支架即将完成分解，提升钢绞线加载至100%，确保船上支架法兰断连接处处于无应力状态。拆除主钢管剩余4个法兰螺栓，使船上支架上下层分离。

（3）提升到位

继续加载至船上支架与拱肋完全分离，空中滞留悬停10分钟，检查无误后继续提升至设计位置，驳船退场，继续进行后续合龙施工作业。

5.拱肋合拢

待主拱段提升初步到位后，通过提升油缸微调拱肋安装高程，通过临时系杆的放张调整拱轴线形，通过提升塔结构调整拱肋安装纵、横向位置。精调拱肋安装平面位置、高程和线形至满足设计及规范要求后，利用提升塔架结构进行横向临时定位，然后，对拱肋合龙段两端位移进行48小时观测。根据测量结果，在合龙温度（20℃）时精确测取合龙段长度，切割合龙段余量，安装合龙段就位，焊接切割余量端纵向加劲肋板，施拧另一端纵向加劲肋高强螺栓，完成瞬时合龙，同时环缝施焊，完成箱拱合拢。