武汉天兴洲公铁两用长江大桥3号主塔墩墩顶4节间钢桁梁拖拉架设施工.pdf

武汉天兴洲公铁两用长江大桥 3号主塔墩墩顶 4 节 问钢桁梁拖拉架设施工 张红心 0 文章编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2( 2 0 0 8 ) 0 3 0 0 0 5 0 3 武 汉天兴洲公铁 两用长江大桥 3号主塔墩 墩顶 4节 间钢桁梁拖拉架设施工 张 红 心 ( 中铁 大桥 局集 团第 五工程 有 限公 司， 江西 九 江 3 3 2 0 0 1 ) 摘 要 ： 在墩 旁托 架 的最外侧 组拼 钢桁 梁节段 单元 ， 每 组拼 1个节 间即通过 千斤 顶纵 向拖 拉 1 个 节间长度 ， 如此 循环 完成 武汉天 兴洲公铁 两用长 江 大桥 3号 主塔墩 墩顶 4节 间钢桁 梁 架设 ， 解 决 了倒 y 形主塔 下方 吊装 的难题 。 关键 词 ：铁路 公路 两 用桥 ； 钢桁 梁 ； 桥 梁架设 中图分类 号 ：u4 4 5 4 6 1 文献标 志码 ： a ha u l i ng er e c t i o n o f fo u r pa ne l s o f s t e e l tr u s s gi r d e r s a t to p o f py l o n pi e r no 3 o f w u h a n ti a n x i n g z h o u c h a n g j i a n g ri v e r ra i l - c a m。- r o a d b r i d g e zhang h o ng x i n ( th e 5 t h en g i n e e r i n g co ，lt d ，ch i n a z h o n g t i e ma j o r b r i d g e en g i n e e r i n g gr o u p，j i u j i a n g 3 3 2 0 0 1 ，ch i n a ) ab s t r a c t ： i he s t e e l t r u s s gi r d e r b l oc k umt s we r e f i r s t a s s e mbl e d a t t h e o ut e r m o s t p a r t s o f t he pi e r s i d e br a c ke t s a p a ne l l e n gt h of t he a s s e m b l e d s t e e l t r u s s gi r d e r wa s t he n l on gi t ud i n a l l y h a u l e d b y j a c k s a f t e r a s s e mb l i n g o f e a c h p a n e l o f t h e g i r d e r s wa s c o mp l e t e d re p e a t i n g i n s u c h a wa y，t h e e r e c t i o n o f a l l t he f o u r p a ne l s of t he s t e e l t r us s g i r de r s a t t h e t op o f py l on pi e r no 3 o f wu h a n ti a n x i n g z h o u ch a n g j i a n g ri v e r ra i l c u m- ro a d b r i d g e wa s t o b e c a r r i e d o u t a n d t h e p r o b l e m of l i f t i n g r i g ht und e r t h e i nv e r t e d y s ha pe py l o n o f t he br i d g e c o u l d be t h e r e f or e t a c k l e d ke y wo r d s：r a i l c u m r o a d b r i dg e；s t e e l t r u s s gi r d e r ；b r i d ge e r e c t i on 1工程概 况 武汉 天兴洲公 铁 两 用 长 江大 桥 主桥 ( 下 文 简称 天兴洲 大桥 ) 为 ( 9 8 + l 9 6 +5 0 4 + l 9 6 +9 8 )m 双 塔 三索 面三 主桁 的五跨 连续 钢 桁梁 斜拉 桥 。上 层 为 6 车道公路 ， 下层 为 4线铁路 。桁 梁 采用 3片 n 形 主 桁 架结构 ， 主桁 中心距 2 1 5 m， 总 桁 宽 3 0 m， 桁 高 1 5 2 m， 节 问长度 1 4 m。上 下 弦 杆采 用 箱 形 截 面 ， 杆 件 内宽 1 3 0 0 mm； 斜杆采 用箱 形 或 h 形 截 面 ， 竖 杆 均采 用 h 形 截 面 ， 杆 件外 宽 1 3 0 0 mm。铁 路桥 面系采用 纵横梁 体 系 ， 道碴 桥 面 ； 公 路 桥 面 分 2种 ， 中部 7 5 6 m范 围是 钢正 交 异 性 板 桥 面 ， 两端 各 1 6 8 m 范 围是 混凝 土结合 板桥 面 。主桁 节 点采 用焊 接 整 体 节点 ， 桁梁 连 接采 用 高 强 螺栓 摩 擦 型 连接 和 现 场 焊接 相结合 的方 式 ， 其 中钢桁 梁 正 交异 性 板 区域 的上 弦杆 上翼 缘之 间 、 上 弦杆与 正交异性 板之 间 、 正 交异 性板 之问 以及铁路 横梁 翼缘 与下 弦杆之 问的连 接均为焊接 ， 其余的均为高强螺栓摩擦型连接。钢 桁梁 材质 为 q3 7 0 q e 。斜 拉桥 3个 索 面分 别锚 于 3片 主桁 的上 弦 。 钢桁梁 架设 首先从 2号 、 3号 主塔 墩 墩顶 开 始 ， 收稿 日期：2 0 0 8 0 3 1 7 作者简介：张红心( 1 9 6 6 ) ， 男 ， 高级工程师， 1 9 9 0年 毕业于重庆交通学 院桥梁工程专业 ， 工学学士 ， 2 0 0 7年毕业于中南大学建筑与 土木工程 硕士专业， 工程硕士 。 维普资讯 6 桥梁建设 2 0 0 8年第 3 期 主跨合龙后再安装钢梁至边墩完成钢梁架设 。钢桁 梁架设的总体方案为： 散拼主塔墩 4节间钢桁梁一 在散 拼完成 的 4节 间钢桁 梁 上组 拼 7 0 0 t 步 履式 架 梁 吊机一 整 节段 架设 钢桁 梁 。3号 主塔 墩 墩 顶 4节 间钢桁 梁见 图 1 。 说明： a 1 9 a 2 3 为墩顶4 节间的上弦杆节点号： e l 9 e 2 3 为墩项4 节间的下弦杆节点号 l 2 l 2 为墩顶4 节间的节间编号。 图 1 3号主塔墩墩顶 4节间钢梁 2墩顶 4节 间钢 桁梁 拖拉架 设方案 为满 足 7 0 0 t 步 履式 架 梁 吊机 的安 装 ， 需 在 主 塔 墩墩顶先 完成 4节 间钢 桁梁 的散 拼安 装 ， 该 安装 方案主要涉及以下问题 ： 墩旁散拼托架 的设计和 搭设 ； 起吊设备的选取 ； 受主塔墩结构及墩旁 托 架 的影 响 ， 起 吊设 备 无法将 单杆件 运至拼 装位 置 ； 主跨 侧为通 航孔且 为主河 槽 ， 起 吊设备 及 钢梁 运 输船的锚定和安全保障十分困难等。为解决上述 问 题 拟定 钢桁梁拖 拉架 设 方 案 ( 分 段散 拼 纵移 就 位 方 案) ， 即在墩旁 托架 的 最外 侧 组拼 钢 桁 梁 节段 单 元 ， 在钢 梁节段 单元和 墩 旁托 架 间 安装 可 滑移 装 置 ， 散 拼安装好 1 个节段的钢梁后总体沿桥梁纵向拖拉 1 个节 间长度 ， 直到 4个节 问钢梁拼装 完 成 ， 最后 利用 千斤顶精确调整钢梁到设计位置 。 2 1 钢桁梁架 设 吊装设备 的选取 3 号 主塔墩 位 于 长 江 主汉 深 槽 中 ， 根 据 历 年 的 长江 桥址处 水位实 测 资 料 ， 施工 水 位 至钢 梁 顶 面 的 高度 达 5 5 m。天 兴 洲 大 桥钢 梁 节 间长 度 1 4 m， 墩 顶 4节 间下 弦杆重量 为 5 5 6 5 t ，上 弦杆 重量 为 3 3 4 4 t ， 正交异 性板 长 1 4 m， 宽 1 3 m， 重达 6 3 t 。根 据拖 拉架设 方案 ， 所 选浮 吊必需满 足 幅度 达到 2 8 m 时， 吊高还能超过 6 0 m， 同时吊重能达到 6 5 t 以上 的要求。经过 多种浮 吊比选， 最后通过 2 2 m 高的 万能杆 件支架 将 2台 8 0 0 t 铁 驳 连 成 整 体 ， 再 将 中 铁大 桥 局集 团公 司研 制 的 5 5 m 长 扒 杆 的 wd1 2 0 型桅杆 吊机置 于其支 架上 ， 自制成 8 0 t 浮 吊解决 了 这一 难题 。该 8 0 t 浮 吊扒 杆长 5 5 m， 最大 吊高可 达 7 1 m， 最 大 吊 重可 达 8 0 t ； 当幅 度 3 4 m 吊 高 6 0 m 时 ， 吊重 能达到 6 5 t ， 见 图 2 。 图 2 8 0 t 浮 吊起 重 曲线 及 吊 高 曲线 2 2钢桁梁架 设顺 序 为 避 免浮 吊进 入 主航 道 ， 解 决起 吊设 备 及钢 桁 梁运输船的锚定和安全保障十分困难及受主塔墩结 构及墩 旁托架 的影 响 ， 起 吊设 备 无 法将 单 杆 件运 至 拼装位 置等 问题 ， 将 8 0 t 浮 吊置 于 长江 南岸 非 通航 孔侧 ， 在南侧的墩旁托架前端上进行钢梁散拼架设。 按照 l 2 、 l 1 、 l 1 、 l 2 节 间 的顺序 拼 装成 节 段单 元 ， 每次 拼装完 成一个 节 间单 元后 ， 将 所 有 已拼 好 的 节 间单元整体沿桥梁纵向位移 1 4 m， 然后再拼装下一 个节 间单元 。 2 3 墩旁 托架 系统 3号主塔 墩墩顶 4节 间钢 梁 宽度 达 3 3 m， 长 度 达 6 1 2 m， 而 3号 墩主塔 下横 梁 宽度 才 1 4 m， 为 支 撑墩 顶 4节 间钢 梁 ， 必 须在 横 梁 两侧 各 安 装一 个 庞 大 的墩旁 托架 。该 托架 系统 必须 满 足 以 下功 能 ： 能 承受第 1对 斜 拉 索 挂设 前 的钢 桁 梁 重量 和 2台 7 0 0 t 架梁 吊机 的重量 ； 设 有 滑移 系统 ， 能保 证 拼 装 好 的钢梁节 段 单 元 顺利 滑 移 ； 设 有顶 伸 系 统 ， 便 于钢 梁精确 调整 到设 计位 置 ； 作为 散拼 的施 工 平 台 。 根据钢梁桁架 自身结构特点， 墩旁托架系统分 别在 3片主桁 节点 正 下方 布 置 3榀顶 托 桁架 ， 每 榀 顶托桁 架 下端 与 主塔 的混 凝 土 塔 座 通 过 预 埋 件 固 接 ， 上端 通过 预埋件 与 主塔横 梁 固接 ， 3榀顶 托桁 架 间再通过横联和平联连接成整体 。单侧托架结构高 3 6 4 m， 横 桥方 向宽 约 3 0 m， 顺 桥 方 向长 约 2 1 m。 横梁两侧托架每榀均采用 3 1根 1 5 2 4 mm钢绞线 进行 对 拉 ， 对 拉力 4 0 0 0 k n， 确 保 钢 梁在 架 设 的 各 工 况 中托 架与 主塔 横 梁 的连 接件 处 不 产 生拉 应力 。 每 榀顶托 桁架顶 面 均布 置 滑 移横 梁 ， 滑 移 横梁 和 钢 维普资讯 武汉天兴洲公铁两用长江大桥 3号主塔 墩墩 顶 4节间钢桁梁拖拉架设施工 张红心 7 梁间设 滑移支 座装置 。顶 伸装 置结合 钢梁 自身 预 留 起 顶位 置设置 。 3钢桁 梁架设 主要控 制工 艺 ( 1 )钢桁 梁架 设 应 遵 循 先 下后 上 、 先 装 杆 件不 妨碍 后装 杆件 的拼 装 、 尽 快将 桁 架 闭 合 等原 则 。事 先绘 制拼装 顺序 图 、 钢 梁预拼 图 ， 计 算每 吊杆件 重心 位置 、 高强螺 栓 的数 量 和规格 。 ( 2 )将 从工 厂船运 到桥址 的钢桁 梁 杆件 在 预拼 场进行 清点 造册 。为 减 少桥 上 高 空 作业 工 作 量 ， 按 照预拼 图根 据 架 梁 顺 序 和 起 吊重 量 对 钢 桁 梁 进 行 预拼 。 ( 3 )为避 免整体 节点 板在 上 弦杆 翻身 时发 生 变 形 ， 设计专 用 的上弦杆 翻身 台座 。 ( 4 )1 根 6 5 t 重 1 4 m 长 的 弦杆 整 体 节 点 板 区 域 高度达 4 1 m， 长度达 5 1 m， 导 致 钢梁 起 吊单元 头重脚 轻 ， 重 心离 不规则 形状 整体节 点板 非常 近 ， 不 便 于吊装 。特用带 有磁性 护脚 的纤维 软 吊带和 平衡 保 险绳 来 防 止 吊点 打 滑 ， 并 避 免 对 钢 梁 油 漆 造 成 损 伤 。 ( 5 )架梁 为高 空作业 ， 为 确保 架梁 过程 安 全 ， 采 用 多层 防护 体 系 。先 在 墩 旁 托 架 上 满 铺 施 工 脚 手 板 ； 安装完 铁 路 面 后 ， 在 铁 路 纵 梁 上 满 铺 施 工 脚 手 板 ， 铁路纵 梁与 下弦之 间满铺 安全 网 ； 针 对其 他具体 位置 均用 角钢和 圆 钢设 计 方便 实用 的 吊架 ， 并设 围 栏作 为架梁 、 高强 螺栓施 拧 、 涂装 的施工脚 手架 。 ( 6 )对 高 强螺 栓 从 进 场开 始 ， 对 其 存 放 、 试 验 、 领用 、 施 拧 、 检 查进 行专项 程序控 制 。 4钢桁 梁纵 向移动 根据 拖 拉钢 桁 梁架 设 施工 方 案 ， 每 拼好 1个 节 问单 元要将 拼好 的钢梁 向前 拖拉 1 4 m， 并 且必 须满 足 长 6 1 2 m、 宽 3 3 m、 高 1 7 m、 重达 3 0 0 0 t 的 4 个 节 问钢梁在 墩旁 托架顶 面纵 移 的功 能 。 在 墩旁 托架支 架顶 部 3片主桁 的位置 布置 通长 的钢箱 梁 ， 作 为钢桁 梁纵 向移 动的 滑道梁 ； 在滑 道梁 上待拼 装钢 桁 梁 的每 个 节 点 下 方 处 均 布 置 1个 滑 座 ； 滑座 和滑 道梁 之 间涂 抹 黄 油作 为 钢 桁梁 纵 移 的 滑动面 ； 在每 片滑道 梁 的 最前 端 焊 接 1个牵 引器 反 力座 。 考 虑到 抹 黄油 情 况 下钢 对钢 的启动 摩 擦 系数 ， 3 0 0 0 t 重 的钢 桁梁 纵移需要 4 5 0 0 k n 的牵引 力 ， 平 均每片主桁 为 1 5 0 0 k n的牵引力。每个滑座之间 相 隔 1 4 m， 各 滑 座 所受 的钢 梁 重 量也 不 可 能 均 匀 ， 为确保 各 滑座之 间牵 引力 的传 递 ， 拟 将 每 个滑 座 串 联 ， 具体 做法 是 ： 在 每 个 滑座 处 安装 1个 1 2孔 的预 应力钢绞 线 连接 器 ， 然后 用 1 2根 1 4 5 m 长 的钢绞 线 ， 一 端 通 过 p锚 与 前 面滑 座 的连 接器 相 连 ， 另一 端 通过夹 片与 后面 滑 座 的连 接 器 相 连 ， 如 此