中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司 湖北省武汉 430000
摘要：钢-混结合梁的受力特点充分发挥了混凝土材料的受压和钢结构材料的受拉的性能，具有强度高、抗震性能好，承载力高、刚度大，相同结构高度跨度大的特点，在大跨度桥梁中越来越多得到应用。西固黄河大桥主梁即采用钢-混结合梁形式，具有塔高、梁高，主塔处施工场地狭窄的特点，本文以大桥0号块结合梁安装为例，阐述高空结合梁安装施工方法，并证明了其可行性，为今后类似工程积累宝贵了经验。
关键词：斜拉桥 钢-混结合梁 0号块 超高空 滑移系统
1工程概况
西固黄河大桥位于兰州市西固区，是兰州南绕城高速公路控制性工程，也是甘肃省首座高速公路斜拉桥，为跨越黄河而设。大桥全长1003m，主桥桥宽27.5m，引桥桥宽24.5m。
主桥为双塔三跨半漂浮体系，采用工字钢-混凝土结合梁，结合梁全宽27.5m，由主纵梁、横梁、小纵梁及钢筋混凝土桥面板组成。其中0号块为长12m，工程数量如表1。
2施工重点及难点
1 0号节段施工精度、标高控制是关键点，关系到结合梁成桥后整个线形和标高。
2 结合梁0号块支架的搭设拆除高度约为67m，结合梁安装高度约为70m，均属高空作业，安全风险高，安全防护要求高。
3 0号块为主梁起始节段，其施工精度和线行控制对后续节段影响极大，但本工程主塔为菱形塔，钢梁靠近塔身内侧，起重设备无法直接喂梁就位，需要进行辅助施工。
4 0号块最大单件构件起重34.8t，超高空超安装，对起重设备选型要求高。
3临时结构设计
3.1 0号块支架设计
主桥0号块支架设计为附墙式三角牛腿支架，支架整体附着于主塔横梁及塔肢上，塔肢两侧支架通过精扎螺纹钢对拉系统对拉。三角牛腿支架纵向主梁采用（3HN700×300）型钢、斜向支撑梁采用（2HN700×300）型钢、牛腿使用（2HN588×300）型钢、三角牛腿横向联系采用（φ600×8+φ426×6）的组合式钢管，并辅以操作平台、安全防护平台。支架主纵梁顶设置钢垫块，以调节高程及纵坡。结构材料选用Q235B钢材。
图1 0号块总体布置图
3.2 附壁吊机设计
0号块最大钢梁构件重量34.8t，提升高度70m，为满足作业需求，在主塔塔肢上安装一台35t附壁吊机，用于0号块大型钢梁安装，其他小型构件采用TC6515塔吊直接安装。通过塔吊和附壁吊机的配合使用完成0号块施工的吊装作业工作。
图2 附壁吊机及其作业区域图
0号块安装时，大型构件均采用附壁吊机安装，其吊重分析如下表。
4施工工艺流程及注意事项
0号块结合梁支架相关预埋件在主塔塔柱、下横梁、支座垫石施工时进行预埋。其施工工艺流程如下：
支架预埋件安装（下横梁、竖向垫石）→支架加工、安装、验收→滑道系统安装→边主梁安装（滑移就位）→横梁、小纵梁安装→三向临时固结安装并固结→支架拆除（全桥合龙后）
4.1 施工工艺及实施方案
4.1.1 支架预埋件安装
（1）支撑梁、牛腿预埋件采用锚筋和等强直螺纹锥形套筒，主塔下横梁施工时预埋，锚板与预埋件采用高强M28螺栓连接固定。
（2）主纵梁对拉系统由Φ32精轧螺纹钢和锚板组成。竖向垫石施工时预埋φ48 X 3.5mm钢管。精轧螺纹钢采用单端张拉，单根张拉力为20t
4.1.2支架安装
牛腿采用塔吊吊装就位，通过测量校核标高符合要求直接点焊固定，随后按要求施焊加固。安装完成后测量校核牛腿顶标高，确保牛腿顶标高与设计标高一致。
主纵梁（3HN700X300），长度9m，与对拉系统锚板焊接连接。采用塔吊提升安装，提升至设计高度时，主纵梁内侧放置牛腿上，并用10t葫芦带紧，调节水平后施焊固定。
支撑梁（2HN700×300）上下口分别与主纵梁、支撑梁锚板焊接固定，安装时采用塔吊提升安装，其中内侧钢丝绳采用10T手拉葫芦连接支撑梁。采用手拉葫芦调节钢丝绳长度定位支撑梁至设计位置，并施焊机固定。
联接系（φ600×8+φ426×6钢管），在后场拼装成整体，形成断面三角形，最宽4.347m，长24.876m，连接系单重为17t，采用平板车运送至附壁吊机作业范围内，采用壁吊机整体起吊安装，与主纵梁和支撑梁焊接成为整体。整体吊装相对于单根杆件空中悬拼，其安全风险大大降低，同时也保证了施工质量。
操作平台由塔吊起吊安装，塔吊起吊分配梁[25a，与主纵梁底部焊接，然后铺8mm钢面板，再安装1.2m高的防护栏杆，完成操作平台的安装。
4.1.3钢梁安装
（1）边主梁安装
0#块的两个边主梁（主梁A，重量27t）紧靠菱形主塔内侧，附壁吊机无法直接吊装到位，在主塔横梁上设计滑到系统，滑道由竖向钢管（Φ820*10）、横梁分配梁（2HN588*300）、轨道梁（3HN400*200）、聚四氟乙烯板、钢梁托架、橡胶、10t葫芦块组成。
滑道系统安装于主塔横梁上，按照由下往上顺序安装竖向钢管（Φ820*10）、横梁分配梁（2HN588*300）、轨道梁（3HN400*200）、聚四氟乙烯板、钢梁托架、橡胶、边主梁，钢梁托架顶标高高边主梁设计底标高1~2cm左右。在塔肢上安装固定耳板，2个10t手拉葫芦一端勾住固定耳板，一端钩住钢梁托架，通过手拉葫芦横向平移边主梁至设计位置。边主梁就位后，采用千斤顶卸落钢梁托架，将钢梁放落临时支座上，并加固主梁，防止倾覆。边主梁安装完成后，采用塔吊从上到下拆除滑道系统。
图6滑到系统示意图
（2）横梁、小纵梁安装
边主梁吊装至安装位置后，吊装横梁，先装中间横梁H1，再两侧横梁H2，再安装小纵梁。横梁与边主梁采用高强螺栓连接，安装时通过撬棍或手拉葫芦调整横梁位置，采用冲钉和紧固螺栓施工节段连接处顶板、底板及腹板连接板50%的螺栓孔。
（3）0号块精确定位
0号块初步安装完成后，进行精确定位，满足设计和监控要求。按预定位置布置临时支点，根据设计坡度推算每个钢垫块理论加工高度，加工并安装钢垫块，钢主梁吊装完成后，测量各临时支点位置处实际高程，若需要调整，则利用千斤顶顶起（起顶点设置在临时支点旁边），抽出或填入钢板来调整，最终达到设计要求线型。
（4）高强螺栓
在构件精确定位后，安装高强螺栓。安装完成后，进行高强螺栓的拧紧施工，拧紧分初拧和终拧。拧紧工序施工完成后，需要对高强螺栓的拧紧质量按照规范要求进行检查，检查合格后对已经终拧的高强螺栓进行腻缝和涂装施工。
4.1.4 塔梁临时固结
0号块精确定位后，按照设计和监控要求，将0号块进行竖向、纵向、横向三向限位固结。
横向固结：左右幅塔肢与边主梁上下翼缘板之间填塞2H588型钢和钢板，左右幅总安装8个横向限位。
竖向固结：精轧螺纹钢上部锚固在边主梁底板上，并穿过垫石、下横梁，竖向锚固在下横梁底部。0#块钢梁安装完后即进行竖向限位。
纵向固结：在中跨方向上，将栓接在1#块主梁底部的钢盒与固定在0#块支架上的钢盒连接固定。主梁底部的钢盒利用阻尼器的安装预留孔与主梁栓接。
4.1.3桥面板安装
根据结合梁总体安装方案要，钢梁安装完成后，附壁吊机在钢梁上安装35t桥面吊机，并直接利本桥面吊机对称悬拼1号节段钢梁。初张1号斜拉索后，桥面吊机前移至1号节段钢梁上，安装另一台桥面吊机和0号节段桥面板。
4.1.3 0号块支架拆除
全桥合龙后，拆除0号块支架。在桥塔区安装2台10t卷扬机，通过桥面板处泄水孔，卷扬机钢丝绳落至0号块支架处。按照先装后拆原则，先拆除支架联系称，再拆除支撑梁、主纵梁及牛腿。拆除时，卷扬机带劲拆除构件，然后割枪割断焊缝，利用卷扬机下放构件至地面，完成支架拆除。
5结束语
西固黄河大桥0号块施工，通过合理的设备配置和方案优化，选用合适的吊装设备，支架联接系整体起吊安装、滑道系统辅助边主梁安装，有效解决了超高空索塔区结合梁0号块施工，降低了安全风险，缩短支架搭设时间，取得较好经济效果，为同类型桥梁施工提供依据。
参考文献
[1]西固黄河大桥结合梁施工方案
[2]陈明宪.斜拉桥建造技术[M].北京：人民交通出版社，2004：18-63
[3]刘士林.斜拉桥设计[M].北京：人民交通出版社，2006：128-204
论文作者:肖衡广,姚大成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/10
标签：钢梁论文; 支架论文; 横梁论文; 标高论文; 塔吊论文; 螺栓论文; 桥面论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;