南京大勝關長江大橋三桁鋼桁梁墩頂布置及位移調(diào)整施工技術(shù)
2017-04-12
1 工程概況
南京大勝關長江大橋主橋采用大跨度連續(xù)三桁鋼桁梁，全長1615m，共128個節(jié)間。主橋孔跨布置為2×（84+84）m連續(xù)三桁鋼桁梁+（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)三桁鋼桁拱。三片主桁桁間距15m，主桁全寬30.0m。鋼桁拱節(jié)間長度除6#、8#主墩支點兩側(cè)各四個節(jié)間為15m，7#主墩支點兩側(cè)四個節(jié)間長度為2×15.72m+13.56m+15m外，其余節(jié)間均為12m。主橋立面布置見圖1。
2 鋼梁總體架設方案
六跨連續(xù)三桁鋼桁拱橋采用從兩側(cè)往跨中架設、跨中合龍的總體施工方案。北側(cè)從4#墩向6#墩，南側(cè)從10#墩向8#墩方向架設。南側(cè)10#～9#墩、北側(cè)4#～5#墩鋼梁均采用在支墩膺架上半懸臂拼裝方案。6#、7#、8#主墩墩頂4個節(jié)間在墩旁托架上架設，其余節(jié)間鋼梁均為雙懸臂架設。6#、8#墩各設吊索塔架一座，7#墩設三層平索輔助架梁。六跨連續(xù)鋼桁拱共設4個合龍口，南北兩側(cè)192m 邊跨各一個，兩孔336m主跨各一個，合龍口均位于跨中。全橋4個鋼梁合龍口均采用雙懸臂合龍，合龍順序是先兩側(cè)192m 邊跨，之后再合龍兩個336m 主跨。5#～6#墩192m邊跨合龍后，架梁吊機調(diào)轉(zhuǎn)回4#墩，從4#墩向0#墩方向進行4#～0#墩2×（84+84）m鋼梁的全懸臂架設。
192 m邊跨鋼梁合龍原則：6號（8號）墩鋼梁始終處于固結(jié)狀態(tài)，采取以邊跨迎合主跨的原則。邊跨合龍后，鋼梁預先進行縱移，以滿足中跨合龍要求。
3 墩頂及支座布置
2×（84+84）m鋼梁架設過程中，為便于支座安裝，0#～3#墩在鋼梁架設至墩頂前一個節(jié)間時，擺放正式支座，但不錨固，與鋼梁也不連接，鋼梁仍由布置在墩頂上的千斤頂作為臨時支座；4#墩正式支座在鋼梁調(diào)整到位后安裝，在鋼梁架設過程中采用臨時支座。
邊跨起始節(jié)間鋼梁在臨時支墩上拼裝時，4#（10#）墩墩頂設臨時固定支座。臨時固定支座承受安裝時的設計反力和足夠的摩擦力。5# （9#）墩在鋼梁架設過程中安裝正式支座。鋼梁安裝到達5# （9#）墩頂后，5# （9#）墩頂用正式支座臨時約束固定鋼梁，4#（10#）墩頂臨時支座固定約束解除。邊跨合龍后，起頂4#（10#）墩鋼梁，施工剩余部分支承墊石，并將臨時支座更換為正式支座；5#（9#）墩頂鋼梁起頂，抽出支座頂面抄墊的鋼墊板，之后落頂使鋼梁和正式支座連接。
6#、8#墩頂正式支座為活動支座，置于設計理論位置，初始為鎖定狀態(tài)，以止推頂架對支座上擺進行限位。192m邊跨合龍之后，解除支座約束，邊跨鋼梁整體向主跨方向縱移，并將原支座鎖定轉(zhuǎn)換成千斤頂鎖定，懸臂拼裝主跨側(cè)鋼梁直至合龍。
7#墩頂正式支座為固定支座，置于設計理論位置，無需變換。
3.1 0#墩、2#墩墩頂布置
0#墩墩頂在每桁弦桿下布置2臺200t豎向千斤頂，用以0#墩起落梁。鋼梁橫向調(diào)整通過鋼墊梁與鋼墊塊間布置的滑動面及100t水平千斤頂完成。墩頂未布置縱移設備。墩頂布置如圖2。
2#墩墩頂在每桁弦桿下豎向布置2臺500t千斤頂，用以2#墩起落梁，其余布置同0#墩。
3.2 1#墩（3#墩）墩頂布置
1#墩（3#墩）墩頂在每桁弦桿下豎向布置4臺500t千斤頂，用以1#墩（3#墩）起落梁；鋼梁縱橫移調(diào)整通過100t千斤頂、豎向頂下的鋼墊塊、鋼墊梁以及墊塊與墊梁之間布置的滑動面來完成。墩頂布置如圖3。
3.3 4#墩墩頂布置
4#墩墩頂拱桁側(cè)鋼梁每桁支點布置2臺500t豎向千斤頂，用于鋼梁起頂；鋼梁橫向調(diào)整通過鋼墊梁與鋼墊塊間布置的滑動面及100t千斤頂完成。
192m邊跨合龍后，先施工（84+84）m側(cè)墊石，后施工六跨連續(xù)拱側(cè)墊石，（84+84）m側(cè)設鋼墊塊組成臨時支座。墊石養(yǎng)護達到要求強度之后，將連續(xù)拱側(cè)所用墊梁和滑動面等一并倒用安裝至（84+84）m側(cè)墊石頂，并抄墊鋼板作為（84+84）m側(cè)鋼梁臨時支座，然后安裝連續(xù)拱側(cè)鋼梁支座。
4#墩鋼梁架設墩頂布置見圖4。
3.4 5#墩（9#墩）墩頂布置
5#墩（9#墩）頂鋼梁每桁支點布置4臺650t自鎖式豎向千斤頂、4臺100t橫移千斤頂、4臺100t縱移千斤頂。5#墩墩頂布置（圖中為邊跨合龍前鋼梁狀態(tài)）見圖5。邊跨合龍后，鋼梁與正式支座連接，鋼梁縱移通過支座本身上下擺的錯動實現(xiàn)。
3.5 6#墩（8#墩）墩頂布置
6#、8#墩頂正式支座為活動支座，置于設計理論位置，初始為鎖定狀態(tài)，以止推頂架對支座上擺進行限位。192m邊跨合龍之后，解除支座約束，邊跨鋼梁整體向主跨縱移，并將支座重新鎖定。
4 鋼梁位移調(diào)整
4.1 鋼梁縱向調(diào)整
鋼梁縱移以頂推法為主，輔以頂落梁和溫差。
192m邊跨合龍前，鋼梁縱向調(diào)整方法如下：6#墩鋼梁固定不動，分別啟動4#、5#墩頂落及縱移千斤頂，使4#～5#墩鋼梁整體向6#墩方向移動合龍口對位，以便邊跨合龍。
192m邊跨合龍后，鋼梁縱移采用預調(diào)的方法進行調(diào)整。邊跨合龍后，拼裝6#、8#墩吊索塔架并張拉完第一層斜拉索，測量6#、7#、8#墩鋼梁懸臂端節(jié)點里程與鋼梁桿件溫度，計算鋼梁懸臂端節(jié)點里程并與實測值進行比較，合理預估合龍時鋼梁溫度，修正溫差縱移值，統(tǒng)計6#、7#、8#墩未安裝鋼梁桿件長度制造誤差，監(jiān)控計算確定主跨鋼梁合龍預先縱移量。本橋6#墩鋼梁向南預縱移130mm，8#墩鋼梁向北預縱移150mm。
4.2 鋼梁橫向調(diào)整
鋼梁橫移調(diào)整主要分以下幾個階段：架設過程中調(diào)整、鋼桁梁起頂前調(diào)整、合龍調(diào)整、邊跨合龍后調(diào)整。合龍時中線偏差可通過墩頂水平頂調(diào)整和合龍口對拉導鏈來調(diào)整。
鋼梁橫移通過在起頂點或鋼梁節(jié)點臨時支墊下布置滑動層，水平頂施力進行鋼梁的橫移?；瑒訉佑删鬯姆蚁┌?、鋼板和不銹鋼板組成。
4.3 鋼梁豎向位移和轉(zhuǎn)角調(diào)整
邊跨合龍時，鋼梁豎向位移和轉(zhuǎn)角調(diào)整通過設在各墩墩頂?shù)呢Q向千斤頂實現(xiàn)。本橋采用保持6號、8號墩鋼梁不動，4（10）#墩頂鋼梁下落445mm， 5（9）#墩鋼梁頂升31mm的方法，消除了合龍口的轉(zhuǎn)角和豎向位移差。
邊跨合龍后，由于6#、8#墩單桁鋼梁最大支座反力達80000KN，無法通過在墩頂設頂落和縱橫移的千斤頂來調(diào)整鋼梁。為此，本橋的鋼梁架設采用全新的技術(shù)思路：主拱鋼梁懸臂架設時采用吊索塔架三層斜拉索和水平索輔助，以調(diào)整控制鋼梁架設的應力，在鋼梁合龍前，通過調(diào)索實現(xiàn)鋼梁合龍口豎向位移和轉(zhuǎn)角的調(diào)整。6#、7#、8#墩鋼梁架設到合龍口，張拉第三層斜拉索、水平索后，實測鋼梁節(jié)點高程、里程，與監(jiān)控計算合龍狀態(tài)比較，確定調(diào)整索力值，使合龍口兩側(cè)節(jié)點豎向位移、轉(zhuǎn)角一致。
5 結(jié)束語
南京大勝關長江大橋為三主桁連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)，鋼梁結(jié)構(gòu)復雜，懸臂跨度長、結(jié)構(gòu)剛度大、安裝支點反力大，合龍對位點多。在施工過程中，經(jīng)過不斷研究，采用文中介紹的墩頂布置、位移調(diào)整技術(shù)，以較短的時間優(yōu)質(zhì)地完成了鋼梁的架設和合龍。大橋的建成促進了大跨度鋼梁架設與合龍技術(shù)的發(fā)展，為同類工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗。
