东平水道主桥220t超宽钢箱梁整节段悬臂安装施工方案比选

东平水道主桥220t超宽钢箱梁整节段悬臂安装施工方案比选

叶见奎朱武华

中建交通南方分公司

摘要：介绍东平水道桥220t整节段超宽钢箱梁用桥面吊机悬臂安装施工方案比选过程与结论

关键词：主桥；超宽钢箱梁；整节段；悬臂安装；方案比选

一、工程概况

东平水道大桥主桥是佛山市南海区城市轨道交通系统试验段关键控制性工程。该桥采用空间双索面混合梁独塔斜拉桥，塔、墩、梁固结体系。桥梁孔跨布置35+260+51.5+66+62.5m。A字形索塔，索塔高146.8m。主跨及小里程侧35m边跨主梁采用钢箱梁，边跨、辅助跨主梁采用预应力混凝土箱形梁。斜拉索共52对，沿索塔两侧布置，主跨索间距9m，边跨索间距6m。本桥采用轨道交通+双向六车道+双侧人行道布置，是目前国内桥面最宽、公共轨道交通与公路在同一桥面上的公轨两用钢混结合梁独塔斜拉桥。

钢箱梁桥面宽46.5m，梁底宽39.64m，高3.575m，高宽比1：12.01，高跨比1：78.79，采用等高度、抗风性能好、线条优美的分离式双箱双室截面，上部为正交异性钢桥面板，箱室间由工字型横隔梁连接，横梁间距3.0m。

二、桥面吊机安装钢箱梁的工况

全桥M4～M26节段共23个节段钢箱梁采用两台桥面吊机依次抬吊钢箱梁，其中M4～M25为标准梁段，长9m，宽46.5m，重222.9t；M26为合龙段，长4.2m，宽46.5m，重105.2t。

东平水道河两岸近岸段钢箱梁，M3与M20分别位于位于钢箱梁存梁支架上，且M20叠放于M21、M26叠放于M27钢箱梁端部。

2.1桥面吊施工工况

工况一：桥面吊机站在M3梁段上安装M4钢箱梁；

工况二：桥面吊机站在M19梁段上，从支架上M21顶安装M20钢箱梁；

工况三：桥面吊机站在M25梁段上，从支架上M27顶安装M26合龙段钢箱梁。

2.2钢箱梁提升顺序

前一梁段斜拉索安装→测量控制→桥面吊机前移→起吊拼装钢箱梁→钢箱梁定位→钢箱梁焊接→本梁段斜拉索安装→钢箱梁安装循环施工。

2.3桥面吊机起吊钢箱梁

本工程使用桥面吊机不具备横向调节能力，钢箱梁的横向定位精度，应在吊机安装、纵移就位时，另设千斤顶顶拉措施调整钢箱梁横向就位精度。

钢箱梁节段安装工艺如下：

（1）运梁船自泊定位，定位误差控制在50cm之内。

（2）当运梁船初步定位后，将桥面吊机吊具下落至运梁船钢箱梁的正上方，距钢箱梁顶50cm左右，调整运梁船上钢箱梁顶吊耳位置与桥面吊机吊具顺利连接，保持吊具垂直，启动起重卷扬机，使吊具的吊耳受力。然后缓慢启动卷扬机，将钢箱梁吊起30cm保持静止，检查吊具后并平稳提升至安装高度。

用千斤顶调整待安装节段横桥向轴线位置，用桥面吊机调整钢箱梁纵向里程和标高，待安装节段钢箱梁调整就位后连接匹配件。

匹配方案如下：先对齐并固定纵隔板，然后用千斤顶调整腹板高差，最后用千斤顶配合马板调整顶、底板局部高差的匹配程序。

钢箱梁二个节段匹配完成后，焊接钢箱梁环焊缝及U肋高强螺栓连接，焊缝检测合格后，张拉当前节段钢箱梁顶斜拉索，完成钢箱梁的安装工作。

三、桥面吊机施工方案

方案一：2台180t桥面吊机施工

钢箱梁节段拼装采用2台JQJ180t的步履式变幅桥面吊机。

JQJ180t桥面吊机主要技术参数如下表所示：

3.1M4梁段起吊工况分析

M4梁段安装时，桥面吊机站于M3梁段两道横梁顶中心。此时取梁最大幅度为16.5m，定位最小幅度为7.85m，均在桥面吊机7-16m变幅范围内。

3.2标准梁段起吊工况分析

标准梁段安装时，桥面吊机站于前一已安装梁段两道横梁顶中心，此时取梁最大幅度为8.65m，定位最小幅度为7.85m，均在桥面吊机7-16m变幅范围内。

3.3M20梁段起吊工况分析

M20梁段安装时，桥面吊机站于M19梁段两道横梁顶中心，从M21梁段顶端取M20梁段，此时取梁最大幅度为16.5m，定位最小幅度为7.85m，均在桥面吊机7-16m变幅范围内。

3.4M26梁段起吊工况分析

M26合龙段安装时，桥面吊机站于M25梁段两道横梁顶中心，从M27梁段顶端取M26梁段，此时取梁最大幅度为13m，定位最小幅度为8.8m，均在桥面吊机7-16m变幅范围内。

方案二：钢箱梁节段拼装采用2台QMD150t的步履式桥面吊机

QMD150t桥面吊机主要技术参数如下表所示：

两台桥面吊机最大起重量为300t，故桥面吊机安装所有梁段均满足设计要求。前支点与后锚固点距离12m，后锚固点受力较180t桥面吊机受力偏大。

3.5M4梁段起吊工况分析

M4梁段安装时，桥面吊机前端支承在M3钢箱梁前横梁顶，由于支架长度仅延伸在M3位置，运输船舶距离河岸坡较远，此时取梁最大幅度为16.5m，定位最小幅度为7.5m，超出该桥面吊机4-8.5m变幅范围；

M5梁段安装时，桥面吊机前端支承在M4钢箱梁前横梁顶，此时取梁最大幅度为8.5m，定位最小幅度为7.5m，满足桥面吊机4-8.5m变幅范围；故该桥面吊机能满足M5，安装要求。需要将钢箱梁支架加长9m，M4钢箱梁用浮吊船在支架上安装。

3.6标准梁段起吊工况分析

标准梁段安装时，桥面吊机前端支承在钢箱梁前横梁顶，此时取梁幅度最大为7.5m，定位最小幅度为6.7m，均在桥面吊机4.0-8.5m变幅范围内。

M26合龙段安装时，桥面吊机前端支承在M25钢箱梁前横梁顶，从M27梁段顶端取梁，此时取梁最大幅度为8.5m，安装定位时最小幅度为4.3m，需要在吊梁M26纵移过程中，改变棱形架顶纵移油缸位置一次，使变幅范围调整为3.5-8.5m。

四、方案分析结论：

根据以上钢箱梁安装工况分析比较，两台桥面吊机的自重、起吊能力和支点荷载均能满足设计钢箱梁安装的要求。但是，由于方案一节省M4节段钢箱梁9m长的钢支架，更加经济实用，180t桥面吊机起重能力大且具有变幅能力，较方案二实施起来效率高且安全可靠，故项目部拟优先选用方案一进行东平水道桥M4-M26钢箱梁安装。