[文章]：武汉军山长江公路大桥北岸侧钢箱梁存放方案介绍

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武汉军山长江公路大桥北岸侧钢箱梁存放方案介绍
任回兴   黄永杰 *  王业义   姜玉龙
[摘要]  本文介绍了武汉军山长江公路大桥北岸侧钢箱梁存放支架的设计与施工以及钢箱梁吊装、移位、存放等情况，根据施工实践总结了有关支架设计与施工、专用吊具设计、钢箱梁吊装及移位等的技术要点。
关键词  武汉军山长江公路大桥  钢箱梁  存梁支架  存放  移位
一、钢箱梁安装方案简介
   武汉军山长江公路大桥位于武汉长江大桥上游约20公里处，是沪蓉
、京珠两国道在武汉共同的过江通道，大桥全长2847m，其中主桥全长964m，桥孔布置为(48十204十460十204十48) m的五跨连续钢箱梁双塔双索面半漂浮体系斜拉桥，主塔高163.5m。主梁为全焊流线型扁平钢箱梁，全宽38.8m。主桥钢箱梁划分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M共13种类型87个梁段；按照每个梁段所处位置不同，又具体划分为1#~25#共25类块段，其中，22#、23#、24#、21#、20#、19#梁段（G、H、L、J、I）位于岸侧边跨48m段，24#梁段（H）为边跨合拢段；18#~3#梁段（A、B、C、K、M）为悬拼标准梁段， 1#和2#（D、E）为零号块梁段；25#（F）为中跨合拢段。
钢箱梁采用分段吊装和悬拼的方式进行安装。索塔中横梁施工完成后，在索塔下横梁两侧搭设托架，在高水位时，利用大型浮吊安装墩顶段1#、2#钢梁，随后，在已安装好的1#、2#钢梁上拼装桥面吊机，利用桥面吊机逐块对称安装主跨及边跨梁段。
由于钢箱梁吊装施工时，钢箱梁构件采用驳船运至吊装范围，而根据施工总体安排，钢箱梁吊装是从2000年9月初开始至2001年5月6日结束，岸侧边跨箱梁及部分次边跨箱梁吊装安排在2001年3月份至5月份，这个时期属枯水季节，在施工期间，北岸边跨河床基本裸露，次边跨河床或者裸露或者水位较浅，钢箱梁块段无法通过驳船运输至桥位处进行吊装。因此，必须预先搭设边跨、次边跨钢箱梁存放支架，在2000年高水位时利用大型浮吊将钢箱梁存放至支架上等待桥面吊机吊装。本文仅就北岸侧箱梁的存放方案作以简单介绍。
主桥钢箱梁总体安装方案如图1所示。


二、北岸侧存梁支架的结构设计与施工
1、边跨存梁支架
1.1支架上的钢箱梁块件组成
边跨存梁支架上共有6段钢箱梁块件，分别为22#、23#、24#、21#、20#、19#梁段，各梁段长度及自重如下表所示。
梁段号        19#        20#        21#        22#        23#        24#
梁段长度(m)        6.2        9.3        10.2        8.46        8.0        8.0
梁段重量(t)        154.3        189.6        207.1        155.1        125.8        125.8
1.2支架设计要点
支架的主要功能是存梁及移梁，首先要满足钢箱梁重量及钢箱梁块件纵、横向和标高调整的需要，即应具有微调功能；其次，根据工期安排，钢箱梁的存放从2000年7月份至2001年5月份，所以，支架要经历洪（汛）期考验，支架设计要考虑洪水冲刷、风荷载、漂流物冲击荷载等影响。鉴于边跨钢箱梁块件要先通过250t浮吊吊至主4#墩顶，然后移动至指定位置，所以部分支架的高度相当大。因此，作为承受钢箱梁自重荷载、钢箱梁移动冲击荷载、流水压力、风力及的漂流物冲击力的重要受力结构，支架的整体刚度及纵横向稳定性是设计的要点。
支架荷载组合根据《公路桥涵设计规范》荷载组合Ⅴ进行。水平荷载ΣS=流水压力+风压力+漂流物冲击力（偶然荷载），竖直荷载ΣP=钢箱梁自重+钢箱梁移动冲击力+其它（偶然荷载）。
1.3、支架构造
  根据受力情况及边跨空间净距（43.15m），边跨存梁支架结构型式采用钢管桩基础支撑万能杆件桁架的型式，其纵轴线与桥轴线重合。支架总长42m。具体布置如图2、图3所示。



1.3.1、钢管桩基础
支架基础设计按其最不利受力状态考虑。支架基础部分采用Ф100cm钢管桩，布置型式为纵桥向4排，每排4根，一共16根。靠近主4#墩的一排桩支撑在承台上，底部与承台预埋件固结，另外3排桩打入河漫滩以下足够深度，靠与土间的摩阻力作为支撑。钢管桩的设计按摩擦桩设计。因为钢管桩的自由高度大，考虑高度折减的同时，在钢管桩之间加设型钢联系来增强纵横向稳定性。
1.3.2、上部万能杆件桁架
桩顶万能杆件桁架是以桥轴线为中线，上下游各布置一幅，中心间距采用18.0m，使支架顶滑槽与钢箱梁中纵腹板间距相对应，以减少钢箱梁底板应力集中引起的变形。每幅万能杆件桁架均为单排单层结构，主受力面均采用四肢件拼装，根据NEWTRUSS平面桁架计算程序得出其受力结果，除了支点处竖杆需加强外，其余杆件均能满足受力要求。为增强支架的整体稳定性，在中间两排支撑位置设置横向联系桁架。
1.3.3、滑移装置
万能杆件顶设置22槽钢轨道梁，轨道梁顶焊接25槽钢滑道，滑道内放置移运器，进行钢梁纵移。具体构造如图4所示。

2、次边跨存梁支架
2.1支架上的钢箱梁块件组成
北岸侧次边跨存梁支架上存放6块钢箱梁，分别为18#~13#梁段，梁段长度及自重如下表所示。
梁段号        18#        17#        16#        15#        14#        13#
梁段长度(m)        10.3        12.0        12.0        12.0        12.0        12.0
梁段重量(t)        207.6        211.8        195.8        195.8        195.8        195.8
2.2支架设计要点
和边跨存梁支架一样，支架的主要功能是存梁及移梁，以满足枯水季节吊梁需要，承受的荷载有：钢箱梁自重荷载、钢箱梁移动冲击荷载、流水压力及风荷载，支架的整体刚度及纵横向稳定性是设计的要点。与边跨支架相同，支架荷载组合同样根据《公路桥涵设计规范》荷载组合Ⅴ进行。
2.3支架构造
根据现场实际情况，次边跨存梁支架采用钢管桩支撑六四军梁的结构型式。支架总长为68m。支架如下图5所示。

支架支撑部分采用钢管桩（外径Ф100cm，由δ=10mm厚A3钢板卷制），纵桥向布置7排，每排4根，一共28根，相临两排跨度为12m和8m，钢管桩打入河漫滩以下足够深度，钢管桩顶面高程以略高于8月份施工水位为准，定为22.5m。支架纵轴线与桥轴线重合。支架上部六四军梁钢桁梁布置为两幅，横桥向间距（中心到中心）同样采用18m，和钢箱梁中纵腹板间距相对应，每幅钢桁梁均由四组六四军梁组成单层结构，六四军梁之间采用套管螺栓联结；为增强支架的稳定性，两幅钢桁梁之间设置5道六四军梁横向联系桁架，横向联系桁架与纵向钢桁梁接触处采用焊接联结。六四军梁顶铺设160mm工字钢枕，钢枕上设钢箱梁滑移轨道。滑移轨道构造如图6所示。

三、北岸侧钢箱梁存放施工
1、钢箱梁块件的吊装
1.1专用吊具制作
钢箱梁顶面设置4个临时吊点，吊点横桥向间距达到了18m，若直接用钢绳起吊，吊装高度将受到很大的限制，而边跨钢箱梁的吊装高度较高，所以，为了增大钢梁的吊装高度，专门加工一吊具投入吊装施工。吊具平面型式为“井”字形，主受力钢管采用外径φ=1.20m，壁厚δ=12mm的A3钢板卷制，横联钢管采用外径φ=0.60m，壁厚δ=10mm的A3钢板卷制，横联钢管与主钢管相贯位置精确加工成马鞍形切口，采用满焊连接。主钢管上加焊纵向及环向加劲肋予以加强。吊具靠近端部位置设置与钢梁吊点相对应的四个吊耳，吊装时采用钢销连接，吊具横联位置设置四道钢绳环向限位槽，作为纲绳与吊具的连接装置。吊具的计算按强度及刚度两方面进行控制。吊具构造如图7所示。

此专用吊具除了负责边跨的吊装外，还负责无索区钢梁的吊装工作。次边跨钢箱梁的吊装直接用钢绳四点起吊，不需吊具辅助。
1.2钢箱梁块件的吊装
边跨钢梁先用浮吊吊至主4#墩顶，然后再滑移就位。次边跨钢梁采用250t浮吊直接逐块放至支架前端，然后再滑移就位。
2、钢箱梁块件的滑移就位
钢箱梁的滑移采用8台ZYP30-CW重物移运器（30t平板槽钢型移运器）进行，移运器放置在钢箱梁下面的槽钢轨道上。钢箱梁的滑移动力靠主3#墩顶上设置的2台3t慢速卷扬机提供。移运器与钢箱梁之间为滑动摩擦，移运器与槽钢轨道之间为滚动摩擦，滚动摩擦力和滑动摩擦力相比要小的多，所以在牵引力作用下钢箱梁与移运器将整体前移。
钢箱梁块件滑移就位后，用8台32t螺旋千斤顶顶起钢箱梁块件少许，放置支垫枕木，取出移位器用于下一钢箱梁块件的滑移。所有钢箱梁块件存放位置均在设计位置基础上向岸侧预偏40cm。
四、结束语
北岸侧存梁支架（边跨、次边跨）从2000年3月份正式施工开始至2001年5月份所有岸侧钢箱梁块件焊接安装完毕结束，历时14个月之久，北岸侧钢箱梁施工取得了圆满成功。施工实践证明，北岸侧钢箱梁存梁支架结构合理，施工操作方便，安全可靠，经济合理，存梁、移梁快捷。支架顶面设滑槽，运用移运器移梁效率高，支架经历汛期考验，稳定性好。在施工中取得了较为宝贵的经验数据，为今后长江中下游在枯水季节安装类似钢箱梁积累了经验。