山区大跨铁路悬索桥重型钢桁梁双节段整体吊装施工技术

2021-01-25马建华胡雯杰张露

商品与质量 2021年4期

马建华胡雯杰张露

1.中国铁路昆明局集团有限公司云南昆明 650000

2.中铁大桥局集团有限公司丽香铁路项目经理部云南迪庆 674402

1 工程概况

金沙江特大桥丽江至香格里拉铁路重点控制性工程，该桥采用三跨连续单跨悬吊上承式钢桁梁悬索桥，钢桁梁三跨布置为（110+660+98）m，主缆三跨布置为（132+660+132）m，桥梁全长882．5m。主缆垂跨比1/10，矢高66m，中跨660m 区域设置吊索，采用平行主缆，横向中心距22m，钢梁主桁横向中心距22m；边跨不设吊索，采用空间缆，主塔顶主缆横向中心距22m，散索鞍处主缆中心距29m。

主桁钢梁采用带竖杆的平行华伦式桁架。桁高12m，桁宽22m，标准节间长度12．2m，丽江岸端部2 个节间及香格里拉岸端部1 个节间长度12m，主塔附近2 个节间长度12．8m。全桥共计71 个节间，丽江岸边跨设9 个节间，香岸边跨设8 个节间；中跨54 个节间（其中丽岸侧2．5 个节间、香岸侧1．5 个节间分别与两岸边跨钢梁顶推架设），剩余50 个节间划分为25 个拼装节段。每个节段长度24．4m，中心桁高12m。

图1 钢桁梁双节段立面图（单位：cm）

2 总体施工方案

中跨钢梁节段在钢梁预拼场进行组拼并利用运梁台车运输至起吊位置，采用缆索吊机将钢梁整节段垂直起吊并进行永久吊索的连接，上弦利用工装临时铰接，然后选择合适的时机通过工装措施完成高栓连接。钢梁节段吊装顺序为自跨中向两岸依次对称架设[1]。

钢梁合龙段架设前，桥台垫石施工完成，同时边跨钢梁比设计位置向边跨侧预偏，中跨钢梁节段架设完成后，利用纵移千斤顶边跨钢梁反顶并利用竖向千斤顶调整姿态，完成边跨钢梁与中跨钢梁的对接，进行钢梁合龙。合龙后安装永久支座，并利用千斤顶将钢梁落在永久支座上。

3 关键施工技术

3.1 山区铁路悬索桥钢桁梁制造及组拼

结合桥址交通情况、山区场地施工受限情况，确定钢桁梁制造分块方法及现场拼装工艺精度。

3.2 山区铁路悬索桥钢桁梁双节段整体吊装设备

大跨铁路悬索桥中跨钢梁架设技术研究，山区大跨800 吨级缆索吊大型起吊设备研究，超大吨位吊具设计研究，钢梁起吊高空水平度监控系统研究。确定中跨钢桁梁快速施工的吊装设备。

3.3 山区铁路悬索桥中跨钢桁梁架设及精度控制

在钢桁梁架设过程前后，主缆空缆线性和成桥状态下线形高差达7．22m，在施工过程中优化架设方案，不线形断调整计算完善，从而实现钢桁梁架设线形和精度控制。

3.4 山区铁路悬索桥钢桁梁合龙施工技术研究

从跨中往两岸主塔方向进行架设，最后在两岸主塔内侧位置合龙，钢梁架设过程采用临时铰连接，根据计算分析及架设实际情况适时对钢桁梁整节段之间进行刚接。同时，确定主塔内侧位置具体合龙工艺方案。

4 关键施工技术解决措施

4.1 山区铁路悬索桥钢桁梁制造及组拼

结合桥址交通情况、山区场地施工受限情况，钢桁梁采用在工厂制造杆件，杆件通过火车和汽车运输至桥址下方钢桁梁预拼场进行双节段整体预拼。为保证组拼精度，钢桁梁采用2+2 的方式进行两个连续吊装节段的组拼，同时在组拼过程中对弦杆标高、偏距进行测量，保证现场拼装工艺精度。

图2 钢梁双节段组拼图

4.2 山区铁路悬索桥钢桁梁双节段整体吊装设备

在对吊装设备选型研究中，通过对缆索吊机和缆载吊机的比选，结合实际情况，采用山区大跨800 吨级缆索吊大型起吊设备进行双节段钢桁梁的吊装施工，吊具采用钢丝绳与缆索吊机下挂架柔性连接。为保证钢桁梁在吊装过程中姿态保持基本稳定，研发钢梁吊装BIM 安全监测系统，在钢桁梁、吊具上安装倾角仪和GPS，并将监测数据实时传输至BIM 平台，同时反馈与施工人员进行钢桁梁姿态调整。

4.3 山区铁路悬索桥中跨钢桁梁架设线形及精度控制

在钢桁梁架设过程前后，主缆空缆线性和成桥状态下线形高差达7．22m。钢桁梁在钢梁预拼场进行预组拼后分离解除，确保相邻节段在空中对接的精度。在主缆架设完成后，通过连续观测主缆线性，最终计算确定吊索长度，减小成桥误差。在施工过程中调整架设顺序，不断调整计算，一般先对钢梁上弦做铰接连接，优化节段间刚接时机顺序，待吊装至某一阶段在进行钢梁间的刚接，减小刚接时钢桁梁内力，同时通过刚接，调整钢梁整体线性，从而实现钢桁梁架设线形和精度控制。

图3 缆索吊机图

图4 钢桁梁铰接图

4.4 山区铁路悬索桥钢桁梁合龙施工技术

从跨中往两岸主塔方向进行架设，最后在两岸主塔内侧位置合龙，钢梁架设过程采用临时铰连接，根据计算分析及架设实际情况适时对钢桁梁整节段之间进行刚接。边跨钢梁利用0#、3#桥台，1#、2#主塔下横梁顶三向调整装置中的竖向千斤顶起顶边跨钢梁，调整边跨钢梁合龙口位置高程及断面转角使其与中跨钢梁合龙口相匹配，待中跨合龙段钢梁吊装、拼接完成后，利用纵向千斤顶将边跨钢梁整体向中跨侧反顶，纵移边跨钢梁至合龙位置，进行钢梁合龙[2]。