棋盘洲长江公路大桥非通航区钢箱梁架设施工技术

徐永明 宋超

摘要 棋盘洲长江公路大桥为主跨1 038 m双塔单吊跨钢箱梁悬索桥，锚碇间距1 683 m，矢跨比为1/9，全桥钢箱梁共计65个节段，其中非通航区两岸各6个节段，非通航区钢箱通过缆载吊机+滑车组荡移至移梁支架，并采用一种可调节支座移梁，就位后缆载吊机再次垂直吊装。整个施工过程质量、进度、工程效益等均取得了良好效果，可为类似工程的施工提供借鉴。

关键词 悬索桥;非通航区;钢箱梁;荡移法;缆载吊机

中图分类号 U445.469 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）01-0160-04

0 引言

随着中国经济的发展，现代化都市改造及公路的建设成为了现今及未来若干年基建的主流，公路大桥施工过程中，各工序施工方法的选择对工程对质量起到决定性对作用。同时，采用一套完善的钢箱梁架设施工工法，能够取得良好的经济效益和社会效益。

1 工程概况

棋盘洲长江公路大桥位于黄石市和黄冈市境内[1-2]，桥址区位于长江中下游，长江北侧总体地貌为剥蚀残丘地貌，为典型的亚热带大陆季风性气候区，极端最高气温在38～41℃之间，极端最低气温在-8～-11℃之间，多年平均水位14.25 m，大桥所在位置位于长江航道黄石段，黄石新港位于桥址下游约1 km处，桥位河段交通量较大。

棋盘洲长江公路大桥全桥长3 328 m，主桥为双塔单吊跨钢箱梁悬索桥，主跨1 038 m，桥跨布置为（340+1 038+305）m，锚碇IP之间距离为1 683 m，矢跨比为1/9。桥面全宽39.6 m（含风嘴及导流板），钢箱梁吊索耳板中心及主缆中心横向间距均为34.5 m，临时吊耳中心间距29.3 m，标准横断面图如图1。两岸非通航区域各有6个主梁节段（S01、SJ1～SJ5;N01、NJ1～NJ5）无法用船舶直接运输至安装位置下方，需将非通航区域的6个梁段分别采用运梁支架滑移的方式运达，临时存在栈桥上，再通过缆载吊机起吊、安装。

2 工艺原理

非通航区钢箱梁通过船运从厂家运输至施工吊装现场，用550 t缆载吊机吊装提升至移梁支架高度，由设置于岸侧塔前的2台10 t卷扬机和50 t滑车组将钢箱梁水平牵引指定位置，利用550 t缆载吊机下放钢箱梁节段至移梁支架上，解开缆载吊机与钢箱梁的连接，水平移运钢箱梁至设计吊装位置，此时缆载吊机同步行走至钢箱梁设计吊装位置进行垂直提升。

3 施工步骤

3.1 移梁支架搭设

3.1.1 黄冈侧移梁支架

黄冈侧移梁支架从索塔底部桥台延伸至江内，总长约69 m，支架前端枯水期水深约4 m。支架分上下游两幅，宽度均为4.5 m，上、下幅之间中心距为13.2 m，中间采用钢管桁架连接。支架主要跨径为9 m、12 m两种，顶部设置钢箱梁移梁滑道能满足5个梁段（NJ1～NJ5）的移运。高支架布置在索塔底部中跨侧，长度11 m，分上下游两幅，宽度均为3 m，上、下幅之间中心距为13.2 m，中间采用钢管桁架连接。支架顶部设置钢箱梁滑道，滑道顶面高程为49.434 m，用于N01梁段的存放及安装。（立面图及平面图见图2、图3）

3.1.2 黄石侧移梁支架

黄石侧移梁支架从索塔底部桥台延伸至江内，轨道总长约84 m。支架分上下游两幅，上、下幅之间中心距为17.2 m，支架在前滩区采用承台基础+钢管柱、钢管桩基础，岸上采用双拼700工字钢作为轨道承重梁，支撑在地面上，能满足5个梁段（SJ1～SJ5）存运。高支架布置在索塔底部中跨侧，长度6.75 m，分上下游两幅，宽度为3.5 m和7.0 m，上、下幅之间中心距为13.52 m，中间采用钢管桁架连接。支架顶部设置钢箱梁滑道，用于S01梁段的存放及安装。

3.2 移梁系统布置

移梁支座采用“重物移位器+型钢”加工而成，单个梁段布置6个支座，每个支座底设置2个50 t重物移位器，单个梁段共计12个移位器，满足梁段承载移运要求。支座位置布置完成后，纵向相邻两个支座之间采用两根25#工字钢进行连接。移梁施工采用卷扬机进行，牵引卷扬机利用10 t卷扬机，50 t滑车组锚固在相应高支架钢管桩根部位置。钢管桩锚固位置进行水平连接加固。該桥非通航区共计两种梁段，N01/S01梁段吊装完毕后，调节移梁支座使其满足剩余SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段吊装。

3.3 钢箱梁架设

3.3.1 钢箱梁荡移至移梁支架

在钢箱梁梁底按梁段结构形式标示出移梁支座的设计位置，在移梁支架上将支座摆放到设计位置。梁段通过运梁驳船运至栈桥码头后，通过缆载吊机垂直起吊，直至钢箱梁底面高出栈桥支座顶面50 cm以上。启动水平牵引卷扬机，将钢箱梁荡移至栈桥支座上方。缆载吊机缓慢下放梁段，水平牵引卷扬机同步回拉调整梁段位置，直至钢箱梁完全落在移梁支座上。钢箱梁从运输船吊装至栈桥上，最大荡移角度为9°，水平距离17 m，550 t缆载吊机允许最大荡移角度22°。该桥荡移施工满足施工要求见图4。

3.3.2 移梁支架移梁

梁段下放至支座上后，利用高支架作为锚固点，采用“卷扬机+滑车组”牵引系统移梁。移梁系统由高支架、10 t卷扬机、50 t滑车组、牵引钢丝绳、移梁支座及轨道组成。梁段牵引过程中，上下游应保持同步。当行走偏位时须及时调整纠正，禁止重物移位器侧边与槽钢翼板相摩擦。SJ1～SJ5/NJ1～NJ5梁段通过移梁支架运输至设计位置后，同步行走缆载吊机，分别进行起吊安装。

3.3.3 N01（S01）梁段二次荡移

N01（S01）梁段水平移动至NJI梁段后，缆载吊机行走至第二段梁段位置，垂直起吊N01（S01）梁段至梁底高于高支架支座顶面50 cm以上，再通过引桥上转向水平牵引至下横梁上，最大牵引角度7.5°，水平距离15 m，水平牵引力约35.5 t。N01（S01）梁段一端落于索塔下横梁竖向支座上，另一端落于临时支座上。待与相邻梁段临时连接后再解除临时支座。

3.3.4 合龙段钢箱梁吊装

钢箱梁在吊装过程中测量已吊装梁段的线性、长度等数据，与模拟施工过程计算结果进行比较，预测和计算合龙空间数据。[3-5]合龙段施工步骤如下：

（1）合龙前，利用边跨引桥上设置的锚固点及转向点，从塔顶10 t卷扬机引钢丝绳，通过50 t滑轮组走6线，连接在N01（S01）梁段临时吊点上，对N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）梁段进行整体牵引预偏50 cm，使合龙空间大于合龙梁段长度50 cm后，通过缆载吊机垂直起吊合龙段[6-8]。

（2）跨缆吊机提升合龙梁段的顶面与相邻梁段底面平齐后，开始慢速提升，同时利用手拉葫芦配合调整合龙段纵向位置防止梁段间碰撞损坏梁段端口，直至合龙连接完成。

（3）合龙段连接时应先与中跨侧梁段进行连接，然后慢慢释放副孔卷扬机牵引系统的牵引力，使预偏梁段逐渐靠近合龙段，回归原位后调整两个梁段高差完成连接合龙。在NJ6～NJ7（SJ6～SJ7）梁段临时吊点处，通过2个10 t手拉葫芦进行预偏梁段辅助回拉。

根据计算，N01、NJ1～NJ5（S01、SJ1～SJ5）钢箱梁最大重量为1 547 t，吊索平均长度取95 m，水平牵引距离0.5 m，牵引力为18.2 t，两岸上下游各准备一套“10 t卷扬机+50 t滑轮组”，满足合龙段预偏施工。

4 结束语

结合施工环境条件，文章探索了一种悬索桥非通航区环境条件下的加劲梁架设技术，发明了一种可调节移梁支座，以满足多种梁型移运。整套荡移系统施工操作简单，施工效率高;在荡移过程中受力明确，安全可靠;該方法不仅实现了非通航区钢箱梁的顺利吊装，而且节省了设备、材料、人工，实现了循环经济，安全环保，保障了施工安全及进度。该方法为同类型桥梁施工提供了借鉴，取得了良好的社会效益。

参考文献

[1]王志诚，梁振有，闫永伦，等.棋盘洲长江公路大桥南锚碇地下连续墙设计[J].桥梁建设，2018（2）：89-93.

[2]张晖.重力嵌岩式锚碇深基坑开挖施工技术[J].世界桥梁，2020（3）：27-31.

[3]侯佳琳.浅覆盖层钢栈桥抗倾覆加固施工技术[J].交通世界，2019（23）：100-102.

[4]张晖.BIM技术在棋盘洲长江公路大桥北锚碇施工中的应用[J].世界桥梁，2021（1）：89-94.

[5]刘源，李鸥，林吉明.复杂海域条件下大跨悬索桥钢箱梁安装关键技术[J].世界桥梁，2021（2）：36-42.

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[7]赵宇清.杭瑞洞庭大桥钢桁梁架设施工技术要点分析[J].中外建筑，2018（7）：266-270.

[8]赵公明，王凯，葛德宏.非漂移体系钢箱梁安装与控制技术[J].工程与建设，2017（4）：543-546.