安庆长江铁路大桥主桥上部结构施工关键技术

桥梁建设 !总第!"#$年第%$卷第!期 #&期

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安庆长江铁路大桥主桥上部结构施工关键技术

汪水清# 刘爱林!

宁安铁路有限责任公司 安徽芜湖!中铁大桥局宁安铁路#6%#"""

安庆长江大桥工程指挥部 安徽安庆! %>""=

摘 要 安庆长江铁路大桥主桥为主跨C主梁采用$片主="?的空间三索面钢桁梁斜拉桥 桁的钢桁架结构 桥塔为钢筋混凝土结构 高!超高塔 三索面的特#"? 根据该桥非对称三主桁 钢桁梁采用散拼法架设 无索区>号至<号墩间钢桁梁在膺架上拼装架设 点 >号至C号墩间钢桁梁采用悬臂架设 有索区钢桁梁除墩顶%个节间采用浮吊散拼架设外 其余均采用悬臂架设 全桥设!个合龙口 采用 长圆孔X圆孔 合龙铰技术 先中跨后边跨合龙 桥塔中 上塔柱采用爬模采取塔梁同步施工技术 索道管分两阶段 在地面平台上将索道管与劲性骨架组装 初调 在施工

塔上微调 进行精确定位 该桥已于!"#!年#!月#!日成功实现了全桥钢桁梁多点精确合龙

关键词 斜拉桥 大跨度桥 索道管 钢桁梁 散拼法架设 桥梁施工中图分类号 I%%=6!< I%%C6%

文献标志码 J

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收稿日期 !"#$;"#;!=作者简介 汪水清 高级工程师 工程管理 AD?9)5<"C=##C##!V63.? 研究方向 V

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安庆长江铁路大桥主桥为!#"#6CX#==6CXC="

#)

"?连续钢桁梁斜拉桥(!图X!#<6CX#C&6CX##>

"%主梁采用$片主桁的钢桁架结构#主桁中心距#

叉施工#对安全防护设施设置及现场施工组织管理要求高%

具体如下$!$"钢桁梁架设施工难度大#$边

跨无索区=个节间钢桁梁在膺架上拼装#$号*%号拼装用墩墩顶%个节间钢桁梁在墩旁托架上拼装#支架承载大*安装拆除难度大#需专项设计支架&%$号墩池州侧岸上和安庆侧主通航孔内各#!个节间钢桁梁上桥难度大&&钢桁梁悬臂架设过程中三桁高差控制难度大&'架梁过程中线形控制复杂#中跨及边跨合龙精度要求高*合龙难度大%

针对以上难题#主要从桥塔上塔柱索道管精确塔梁同步施工*主桥钢桁梁架设方面研究该桥定位*

上部结构关键施工技术%

F 桥塔上塔柱索道管精确定位技术

为解决超高桥塔三索面索道管不易精确定位的难题#施工时采取两阶段方法进行精确定位#即$在地面平台上将索道管与劲性骨架组装*初调#在塔上微调#具体如下$

"第#阶段是在地面平台上进行初定位%先!#

拼装索道管定位架#验收合格后在其上测量放线#确定索道管位置并依此焊接可调螺栓#索道管定位后临时固定!依次安装该节段全部索道管"%各鞍板与定位架横杆及索道管之间临时点焊#在较高支点索道管底部焊接阻挡角钢#阻挡角钢支垫在横杆上以防其滑落%

!"第!阶段是在塔柱上进行精确定位%将初!

对位*

调定位的索道管定位架整体起吊至塔柱位置#

桁高#节间长#桥面采用正交!Y#%?#C?#%6C?&

!)

异性整体钢桥面板(%桥塔为钢筋混凝土结构#桥面以上为倒,形#桥面以下塔柱内收为钻石形#塔`-斜拉索为空间三索面#立面上每塔两侧#高!#"?&=对#全桥共!单根#>根%全桥钢梁总重约%6=万吨#杆件最重<#单块桥面板最重<%"1>1C 总体施工方案及施工难点C6? 总体施工方案

全桥钢桁梁均采用散拼法架设#有索区钢桁梁除墩顶%个节间采用浮吊散拼架设外#其余均采用从$号*%号主墩分别向跨中和两岸双向悬臂架设&安庆侧无索区<号至>号墩间钢桁梁在膺架上拼装架设#全桥共>号至C号墩间钢桁梁采用悬臂架设&设!个合龙口#分别位于A$&A%"节间和A=#A=!节采取先中跨*后边跨的顺序合龙%间#

桥塔中*上塔柱均采用>?节段液压爬模施工%在钢桁梁悬臂架设过程中#同步进行桥塔上塔柱施工#并及时挂设*张拉完成架梁吊机后支腿尾部的#对斜拉索%

C6C 施工难点

!"远离岸边的!##"?超高桥塔空间三索面索道管精确定位难度大%

"该项目施工工期紧#必须采用塔梁同步交!!

图? 安庆长江铁路大桥主桥立面布置

@(A?X7"620(-'-,U2(';.(:"-,<'('&2'(2'(6".52(7>2.(:"33)3/3435#;3

整至索道管三维坐标符合设计要求后焊连牢固#索道管精调定位后要求进*出口中心坐标误差 $偏角误差 C%??*l

为确保索道管定位准确#还需做好以下工作$$测量工作必须在无日照*无温变影响的夜间或日出调整后经复查确认无误后再进行全面施焊&前进行&

必须采用高精度的测量仪器&测量时要反复校核#确保测量数据无误%%测量定位后#索道管要固定牢靠#不允许碰撞及在索道管上牵拉导链%&灌注混凝土时要特别注意振捣索道管附近混凝土%H 塔梁同步施工技术由于工期紧#为加快施工进度#采取塔梁同步施工#并在X=$6C?高程第!道中塔柱横撑上设置防护平台!图!"%其中防护平台#*!是在该位置处中塔柱内预埋P再利用(%!型爬锥##%9和钢板搭设

铺设脚手板形成支护平台&防护平台$是在成牛腿*

中塔柱横撑钢管!壁厚!上纵!横"桥#6!?*!??"!向搭设(#再在其上铺设>??厚花纹钢%"9和(!C9同步进板形成防护平台%在桥塔施工尚未完成时#

行钢桁梁架设%塔梁同步施工阶段#在塔内设置全封闭盖板#避免塔内坠物伤人&为保证施工过程中桥塔的安全#在施工控制时必须保证桥塔两侧的索力根据钢桁梁架设和斜基本一致%塔梁同步施工时#

同步对桥塔偏位情况进行测量监控#拉索挂设进度#

确保安全*优质*高效地施工#并确保在全桥建成以后塔*梁的应力状态#索力状态及外形曲线与理论期望值相符%

K 主桥钢桁梁架设技术

K6? 边跨无索区钢桁梁架设

边跨合龙口往安庆侧共#!个节间为无索区钢桁梁#其中>号至<号墩间=个节间钢桁梁采用在膺架上拼装架设#>号至C号墩间%个节间钢桁梁采用悬臂架设%临时支墩由钢管柱及分配梁组成!图$"%根据地形及钢桁梁安装的需要#在>号*<号墩之间设置了=个临时支墩%预拼好的杆件通过栈桥运输至待架设位置后#采用!""1浮吊起吊安装%=个节间钢桁梁拼装后#利用!""1浮吊悬臂拼装>号至C号墩%个节间钢桁梁至边跨合龙口%

膺

图C 塔梁同步施工防护平台设置

@(ACD"00('8*,G.-0"%0(-'G720,-.9,-.D'%&.-'-*+/-'+0.*%0(-'-,G7-'2':E(.:".33J-##

的焊接箱梁%利用>"1龙门吊和履带吊插打拼装钢管桩支架%

K6C 有索区钢桁梁架设

有索区钢桁梁除墩顶%个节间采用浮吊拼装其余均采用架梁吊机悬臂架设%%台架梁吊机外#

分别由$号墩*%号墩向两侧对称架设#$号墩处的#!台架梁吊机最大吊重可达<>1%号墩处的!台架梁吊机最大吊重<%有索区钢桁梁架设前#在桥"1塔两侧设墩旁托架#作为墩顶起始节间的安装平台#采用边安装边滑移的方法完成墩顶%个节间钢桁梁的架设%墩顶%个节间钢桁梁架设后#拼装架梁吊

$)

利用架梁吊机散拼法(完成其余有索区钢桁梁机#

架设%

K6C6? 搭设墩旁托架

墩旁托架结构是墩顶%个节间钢桁梁的安装和定位胎架#该结构可实现墩顶钢桁梁起始杆件的精

图F 无索区钢桁梁拼装支架布置

@(AFZ2-*0-,<++"9=7('%2,,-7:('-.D0""73#3D3,

$.*++E(.:".('<."2>(0&-*0D022=7"+#/

%)

#整个托架体系由东西向!个托架*滑确定位安装(

道梁*滑座*纵!横"移装置组成!图%"#主要结构体系由底座结构!立柱及垫梁"*托架主桁*横联*平联组成%东西向!个托架在标高X%"6=C?处采用

E

!C#C6!%??钢绞线两端张拉形成整体受力体系#!

张拉力为$<C"T7%墩旁托架使用浮吊拼装%

架@壁厚为##"@<号临时墩采用!#6!?*>??的钢管#钢管入土深度约!采用承载力与贯入度%?#双控标准确保单桩承载力达到#C临时""T7以上#支墩连接系采用!>""??及!%""??的螺旋钢

以减小钢管柱自由长度&管#@"号墩为!=!"??钢支撑在<号墩承台上&桩顶分配梁为高#6管柱#!?

K6C6C 架设墩顶%个节间钢桁梁

使用浮吊在墩旁托架上拼装墩顶第#个节间钢墩顶拼装第#个节间钢桁梁时下弦中心线

比桁梁!

图H 墩旁托架布置

@(AHZ2-*0-,G(".8D(:";.2%S"03#

设计高程高#"&??"#拼装后利用钢绞线将已拼装好的第#个节间钢桁梁拖拉前移#个节间%依此顺序#前$个节间钢桁梁全部就位后#利用浮吊移至桥墩另一侧#

直接起吊安装完成墩顶第%个节间钢桁梁%调整钢桁梁至设计位置#

起顶钢桁梁并拆除支座位置滑道#

安装正式支座#下落钢桁梁%K6C6F 设计$号墩墩旁桁内开启式钢桁梁提升站

针对池州侧钢桁梁上桥难题#根据设计特点和现场施工环境#池州侧#号墩至主跨跨中钢桁梁可采用的提升上桥方案有%种$$在主通航孔内水面上直接提升&%在池州岸自建既有码头或新建码头上岸后用架梁吊机提升&&在梁顶桁外设悬臂提升站&'在A

!$A!%节间下游桁内设提升站%对以上方案进行分析可知$$由于桥址地处险*弯*窄的主航道#通航环境复杂#水流流态紊乱#航道条件差#是

事故多发水域(C)#且钢桁梁架设工期长#海事部门难

以确保通航安全#因此不易选择方案#&%因堤岸边河床基本无覆盖层且堤岸坡陡*易坍塌#新搭建大型提升码头困难且代价高昂#因此不易选择方案!&&由于$号墩围堰至堤岸常水位期间距离不足#""?*

停船空间小且必须斜向停*锚锭设置困难而需大功率拖轮#安全隐患大#因此不易选择方案$&'方案%材料用量省*安装拆除速度快*安全可靠*操作简单*不影响斜拉索挂设和钢桁梁架设进度%经比选#采用在A!$A!%节间下游桁内设提升站方案!方案%"#提升站设计提升高度约%"?*最大净吊重<>1

%利用提升站提升钢桁梁施工方法如下$钢桁梁下游侧的A!$A!%节间桥面板*上平联暂不安装#留出空档%在对应预留洞口位置钢桁梁上弦顶面设置可纵!横"移动的提升设施和活动式钢桁梁运输走道梁#利用提升天车将钢桁梁从预留洞口提升至铁路桥面上方#然后移到铁路桥面走道梁上的钢桁梁运输台车上#再沿布设在桥面板上的运输轨道运至待架设位置%吊装桥面板时走道梁滑移至下游侧#以便留出足够空间让桥面板通过#在起吊其他构件时走道梁复位%$号墩墩旁桁内开启式提升站提升钢桁梁见图C%

K6C6H 钢桁梁悬臂架设质量保证措施!#"三桁桁间高差控制技术%钢桁梁悬臂架设过程中#为控制三桁桁间高差#施工过程中采取了以下措施$优化架梁方案&及时安装平*横联#及时施拧横联*

桥面板接头高强度螺栓*及时焊接桥面板&调整钢桁梁架设顺序!先架设边桁#再架设中桁"&

架设

图K F号墩墩旁桁内开启式提升站提升钢桁梁@(3AKZ(,0('3-,D0""7$.*++E(.:".=#BJ"'('3Z(,0('3

D020(-'('G(".8D(:"D0""7$.*++-,G(".[-AF

斜杆时#利用架梁吊机提升下弦杆节点#减小下弦杆挠度&架完#个节间钢桁梁后#立即解除架梁吊机中支腿#

将中桁节点承受的架梁吊机荷载分配至钢桁梁边桁节点&规范桥面堆载&及时跟踪测量架设线形&进行技能培训和技术交底#并加大检查力度#确保施工工艺执行到位等%

!!

"钢桁梁架设过程中通过横桥向钢管顶拉措施及时调整轴线偏差%

!$"钢桁梁制造前进行焊接工艺评定试验(>)

并通过评审#对加工好的钢桁梁构件进行C个节间无

应力试拼装检验#试拼结果经专家组评审通过后方准全面制造&规范钢桁梁的存放*运输和吊装施工%!%

"钢桁梁悬臂架设时墩顶支座临时锁定为固定支座#以防止大悬臂时不平衡荷载作用造成支座位移或被破坏%

6F 钢桁梁合龙技术

两端钢桁梁架设至合龙节点!A$&*A%"#A=#*=!

"及合龙段弦杆*斜杆安装后#需对此合龙节点处的三桁中线*高程*挠度*节点里程*大气和钢桁梁温度*

钢桁梁应力进行连续测试#并和计算值比较#以对钢桁梁架设质量进行监控#为钢桁梁合龙提供数据%通过同步观测#测出不同温度*日照下钢桁梁中线*挠度变化资料#以选择适当的合龙时间%

钢桁梁架设至合龙节点后进行初次线形调整&在合龙阶段进行第!次调整#合龙前反复测量温度和日照对中线和梁端位移的影响情况#并实际丈量

KA

合龙口两端间的距离!并记录温度"#与计算数据校

<)核(%

=)

合龙采用,长圆孔X圆孔-合龙铰技术(#先调

以实现梁端调整#最大顶推力按!"""T7控制%!"转角%通过调整最外侧!对斜拉索索力或%

增减梁端荷载实现转角调整%合龙口A$&A%"杆件以消除梁端竖安装前考虑适当预抬A$&*A%"节点#向转角%

K6F6C 边跨钢桁梁合龙

然后调整:方向#在长圆孔内穿入整)方向位置#

使:方向受到约束#再调整7方<&??锥形销栓#!

在圆孔内穿入!抽去长圆向距离#&&??锥形销栓#孔铰轴#使合龙节点保持铰接%合龙时#先合龙下弦杆*再合龙上弦杆*最后合龙斜杆%所有主桁杆件闭合并打入冲钉后#安装桥面板*上平联#最后施拧高强度螺栓#合龙完成%中跨A$&A%"节间钢桁梁合龙口结构示意见图>

%

图M 中跨XFTXHV节间钢桁梁合龙口结构示意@(3AMD0.*%0*."-,/7-+*."E2J-,/"'0.27DJ

2'D0""7$.*++E(.:".-,XFTXHVG2'"7K6F6? 中跨钢桁梁合龙

中跨钢桁梁合龙前状态要求$

!#"轴向偏差不大于!3?&三桁桁间高差不大于$3?%

!!"A$<"A$&*A%""A%!区间桥面板暂不焊接*平联高强度螺栓暂不施拧%!$"$号墩侧第#>对斜拉索张拉完成#%号墩侧第#<对斜拉索张拉完成%

结合合龙口敏感性分析(&)

成果#综合考虑#中跨

钢桁梁合龙主要调整方法如下$

!#")方向%采用导链对拉的方式进行上*下游方向调整#横向C"T7的力可使钢桁梁偏移#"6C??#

合龙时采用力为#""T7的导链进行对拉%!!":方向%调整近合龙口的第#C对*#>对!$号墩侧"*#<对!%号墩侧"斜拉索索力#必要时利用梁端配重实现:方向调整%

!$"7方向%采用!""1液压千斤顶进行顶拉

边跨钢桁梁合龙前状态要求$

!#"在C"<号墩墩顶布设纵!横"移和顶!落"梁装置#分别布置#!台竖向*纵向和>台横向千斤顶%竖向千斤顶对应钢桁梁$片桁腹板起顶位置#纵!横"向水平千斤顶布置在竖向千斤顶的前!后"*左!右"侧%

!!"A=!A=$节间桥面板焊接完成#横*平联安装完成#

高强度螺栓全部终拧完成%!$"A="A=#节间上平联不安装*主桁杆件上足"[冲钉和$C[高强度螺栓#高强度螺栓初拧&A="节点横联安装完成%

!%"A<C节点钢桁梁轴线*

高程符合设计要求%结合合龙口敏感性分析(&)

成果#综合考虑#边跨

钢桁梁合龙主要调整方法如下$

!#")方向%利用中*边桁合龙口栓孔做反力装置#安装导链#通过对拉导链调整轴向偏差%

!!":方向%精确测量出A=#*A=!节点处梁端

挠度#通过监控计算#C号墩顶梁!C"??#第#<对斜拉索张拉至>=""T7#同时>号墩起顶C"??#<号墩落梁<""??#将A=#*A=!节点处高程偏差控制在hC??以内*转角一致%

!$"7方向%按照实际里程测量合龙口接缝距离#采用顶拉方式调整#最大顶推力按!"""T7控制%针对因设预拱度而导致A=#节点处钢桁梁上弦杆较下弦杆长的情况#通过>号*<号墩墩顶多次纵移梁来调整%

结 语

安庆长江铁路大桥于!"#!年#!月#!日成功

实现了全桥钢桁梁多点精确合龙(

#")

%施工中采取塔梁同步施工*发明设置墩旁桁内开启式钢桁梁提升站*调整杆件安装顺序*索道管采取两次定位等技术#解决了工期紧*特殊条件下钢桁梁无法上桥*悬臂散拼钢桁梁三桁桁间高差控制*高塔索道管不易精确定位等施工难题%散拼法架设实现了多杆件*多栓孔中!边"跨三主桁斜拉桥钢桁梁精确合龙#该桥关键施工技术可在类似工程施工中推广应用%

CM

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蒋本俊6武汉二七长江大桥跨中钢梁合龙施工技术 b 6桥梁建设 !"#! %! % <;#$6

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#" 李华军

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汪水清

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男 高级工程师#&==年毕业于同济大学铁道工程专业 工学学士 研究方向 工程管理

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刘爱林

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男 教授级高工#&&C年毕业于湖南大学交通土建工程专业 工学学士 研究方向 桥梁施工

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编辑 王 娣

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f5o1.html