云南省楚南一级公路牛凤龙大桥钢箱梁整体落梁施工

云南省楚南一级公路牛凤龙大桥钢箱梁整体落梁施工

李福琳

云南云桥建设股份有限公司云南昆明650101

摘要：本文介绍了云南省楚南一级公路牛凤龙大桥钢箱梁整体落梁施工，对同类型桥梁施工及有桥梁跨越高速公路施工的同类项目有参考意义。

关键词：钢箱梁；整体落梁；临时支墩

一、工程概况

（1）工程概述

楚雄连汪坝至南华县城一级公路属国道G320线上海至瑞丽公路中的一段，路线起点位于楚雄市苍岭镇东侧，等于原国道G320线K2946+100,接安楚高速连汪坝立交匝道，止点接原国道G320线K3003+730处，全线53.81919Km。

云南省楚南一级公路牛凤龙大桥中心桩号为K44+033.33，为3×（3×30）+50+60+40）m（左幅）/（4×30+4×30+50+60+50）m（右幅）预应力砼小箱梁+钢箱梁桥，长852.187m。

牛凤龙大桥左幅钢箱梁位于左幅第4联的9#～12#墩台，跨径组合为（50+60+40）m三跨连续钢箱梁；右幅钢箱梁位于右幅第3联的8#～11#墩台，跨径组合为（50+60+50）m三跨连续钢箱梁。

主梁采用双幅等截面直腹板钢箱连续梁，顶板为正交异性板结构。下部结构墩身采用混凝土现浇结构，桩基采用钻孔灌注桩。钢箱梁底板与顶板平行，顶板设置于桥面同坡。

（2）钢箱梁桥线型

1）平面线形

钢箱梁桥段平面位于圆曲线（起始桩号：K44+045.721，终止桩号：K44+165.386，半径425m，右偏）和缓和曲线（起始桩号：K44+165.386，终止桩号：K44+238.925，参数A：312.65，右偏）上。

2）纵断面线型

钢箱梁桥段纵断面纵坡为1.81%。

3）横断面线型

钢箱梁为等截面梁，左幅钢箱梁K44+090.428～K44+165.905段横截面坡度为6%，K44+165.905～K44+237.668段横截面坡度由6%过渡至2.96%。右幅钢箱梁K44+076.388～K44+163.982段横截面坡度为6%，K44+163.982～K44+239.1128段横截面坡度由6%过渡至2.90%。

（3）支座布置

钢箱梁采用连续梁体系，右9#、左10#主墩设置1个固定支座、5个单项活动支座；右10#、左11#主墩与过渡墩（右8#、左9#）、桥台（右11#、左12#）均设置1个单项活动支座（纵向）、5个双项活动支座。支座均采用QZ系列球型支座。

（4）桥址周边环境

左右幅桥钢箱梁均上跨楚大高速公路，成桥后梁底净空为5.5m，与楚大高速公路斜交126°。

输油管道区域与牛凤龙大桥斜交，通过右幅的7#、8#墩，左幅的8#、9#墩之间，不能承压。

龙川江通过右幅的10#、11#墩，左幅的11#、12#墩之间。如下图所示：

（1）技术准备

1、钢箱梁顶推就位后，测量、记录全桥轴线偏差；

2、测量全桥钢箱梁各桥墩、桥台支座顶面至钢箱梁底面净距，计算出各桥墩钢箱梁落梁高度。

3、计算复核钢箱梁段各支墩成桥支反力及落梁过程中的最大支反力，明确各支墩所需的液压油缸型号。

4、参与作业人员组织落实到位并进行有关落梁工作的安全技术交底。

（2）施工准备

1、钢箱梁顶推就位后，拆除导梁；

2、钢箱梁纵横向纠偏调整；

3、钢箱梁落梁前，将各支座正确摆放至支撑垫石上，然后把钢箱梁支座垫板临时固定在橡胶支座上；

4、安装落梁临时支墩；

5、安装钢箱梁侧向防倾装置及纵向防滑装置；

6、检查各落梁设备的使用性能是否合格。

7、清理吊机进场和站位通道的场地，对高空作业安全范围警戒线进行划定。

（3）设备准备

落梁过程所需主要机械设备如下表所示：

（4）人员准备

为了保证按期、优质完成本工程的施工任务、根据施工的具体特点和现场的实际情况，对本次施工进行如下人员分工：

三、总体施工方案

（1）总体方案

导梁拆除后，在钢箱梁两侧端头腹板位置安装牛腿，安装牛腿时对钢箱梁腹板补强，牛腿之间横桥向用工钢连接，在牛腿横向连接系下方安装200吨落梁液压油顶，在牛腿两侧安装横向限位装置，详见墩顶布置图；右幅8#墩、右幅11#墩、左幅9#墩及左幅12#墩四个支墩处采用起落顶与切割钢管配合的方法落梁，右幅9#墩、右幅10#墩、左幅10#墩及左幅11#墩均采用与原墩顶支架并排安装4根φ820*10的钢管，配合原有的墩顶支架进行切割钢管落梁。

具体落梁方案如下：

1、右幅11#墩及左幅12#墩，在钢箱梁顶推到位后，在钢箱梁上安装牛腿及补强板，用油顶起顶该部位钢箱梁取出滑道梁，用φ820*10的钢管及原有的墩顶支架φ630*10对钢箱梁抄垫，再利用原有的滑道梁支墩为基础，上面焊接横向分配梁，在分配梁上安装落梁千斤顶装置及横向限位装置，落梁千斤顶支撑在牛腿间的横撑上，限位装置安装在牛腿装置两边，其装置如下图所示。

2、右幅8#墩及左幅9#墩，待钢箱梁顶推到位后，在支墩上钢箱梁腹板下方用φ820*10的钢管支撑起钢箱梁，支撑固定好钢箱梁后拆除前端导梁，拆除导梁后在钢箱梁前端安装牛腿及补强板，在原有的墩顶支架上安装落梁装置及横向限位装置，落梁千斤顶支撑在牛腿间的横撑上，限位装置安装在牛腿装置两边，其装置如下图所示。

3、除右幅8#墩、右幅11#墩、左幅9#墩及左幅12#墩其余支墩在顶推到位后，在原有的墩顶支架支墩旁900mm的位置并排安装四个φ820*10的钢管，落梁前用导链将原有墩顶支架上分配梁固定在钢箱梁上，切割开支墩与分配梁的焊缝，利用切割循环切割钢管的方法落梁。

（2）起落梁原则

右幅由11#墩向81#墩侧落梁，左幅右12#墩向9#墩落梁，每次只能在一个主墩处落梁，不能两个或多个主墩处同时落梁，每次起落高度定为80mm。右幅8#墩、右幅11#墩、左幅9#墩及左幅12#墩采用起顶——切割20mm以内钢管——落顶，如此循环直至切割80mm后转至下一支墩，其余支墩采用直接切割钢管的方式落梁，每次切割不得大于20mm，两侧钢管循环切割直至落下80mm后转至下一支墩。

如此循环，直至全桥落梁至理论高度。

落梁就位后，检查、测量出钢箱梁各支点位移数值，进行纵横移纠偏。

成桥纵横向纠偏完成后，安装中墩上固定支座，通过温差法落梁安装其他活动支座。

（3）施工步骤流程

施工过程中步骤：

1）右幅8#墩、右幅11#墩、左幅9#墩及左幅12#墩落梁步骤：

由于四个支墩落梁落梁一致，下述步骤以右幅8#墩为例进行说明：

落梁前需按图纸要求将落梁装置、限位装置、支撑装置安装到位。安装示意图如图所示：

操作步骤如下：

1、将8#墩两个油顶同时起升，使墩顶支架处支撑钢管与对应钢箱梁支点分离；

2、起顶高度控制为20mm，然后切割20mm钢管，接着落梁20mm，直至落梁高度达到80mm，停止落梁；

3、打开8#墩油顶保险装置，固定抄垫板，转至下一支墩落梁；

2）除右幅8#墩、右幅11#墩、左幅9#墩及左幅12#墩其余支墩落梁步骤：

1、用导链将原墩顶支架横向分配梁与钢箱梁固定；

2、切割开原墩顶支架上横向分配梁与支墩间的焊缝；

3、切割单排支撑钢管20mm—切割墩顶支架支墩40mm，两排钢管循环切割直至落梁高度达到80mm，停止落梁；

4、固定好该支墩处钢管，转至下一支墩落梁。

5、按上述要求逐个每个支墩处落梁直到所有墩落梁完成80mm；

6、继续循环上述过程直至落梁完成。

（4）墩顶布置

钢箱梁在顶推作业完成到达墩位后，钢箱梁与主墩的工况示意图见各桥墩落梁示意图。

墩顶布置是调整钢箱梁几何状态的重要手段，在钢箱梁安装过程中起着至关重要的作用，需通过墩顶布置的位移调整系统来完成钢箱梁在高精度定位，做到布置合理、操作灵活。

墩顶布置是以到达前一支墩状态为主要工况设计的，包括两项内容:钢箱梁临时支点的设计和位移调整系统的设计。位移调整系统，则是在钢箱梁的起顶点下布置油顶及顶座。油顶分为竖向油顶及水平油顶，分别进行顶落梁和纵横移操作。鉴于钢箱梁跨度大，在温差作用下易产生较大的纵向位移，需在竖向油顶下面布置四氟乙烯板加不锈钢板摩擦副作滑动面。纵横移操作时，将钢箱梁置于墩顶临时支座上滑动，以四氟乙烯板作滑动面。

钢箱梁起顶点下依次布置油顶、起顶垫梁、纵横移装置(带水平顶反力座)等。油顶设置根据支撑需要确定。

（5）起落梁

起落梁前，确定落梁的高度（橡胶支座顶面至钢箱梁支座垫板底面净距）；

全桥钢箱梁最重约为2673.5t（两幅），起落梁前需要通过准确的测量与计算。起落高度小，次数就多，会浪费人力、物力及财力，同时也增加安全隐患；起落高度大，次数就少，会对钢箱梁的强度产生很大影响，同时也会增加安全隐患。考虑到竖向薄油顶的行程为100mm，故每次起落高度确定为80mm。

落梁步骤及顺序按施工步骤流程中操作。

（6）纵横向调整

1）钢梁纵向移动调整方法：

1、钢箱梁顶推就位，中墩钢箱梁支点达到理论位置，测量其他钢箱梁支点位移数值；

2、对钢箱梁进行横向纠偏；

3、当纵向位移较大时，采用顶推法对钢箱梁进行纵移，即通过钢箱梁尾端顶推装置对钢箱梁顶推，直至钢箱梁中墩落梁位置纵移到设计位置，固定中墩支座，再利用温度对钢梁的影响，依次固定辅墩支座和边墩支座。纵移时，墩顶支撑垫座底部抄垫四氟乙烯板，减少摩擦力。

4、当纵向位移较小时，可利用温度对钢梁的影响，选择适当的温度进行钢梁支座的安装。

2）钢梁横向移动调整方法：

钢梁横向移动采用顶推法。在各墩的支点附近隔板处各设置1台200t油顶，顶推钢梁实现横向位移。垫块与钢梁之间增加不锈钢板和聚四氟乙烯板以减小摩擦力。最大抗摩擦计算：1310*0.1=131t<200t。

三、结语

牛凤龙大桥左右幅桥钢箱梁均上跨楚大高速公路，输油管道区域也与牛凤龙大桥斜交，不能承压。因此施工前需把安全技术交底做到位，并在施工过程中把安全生产放在第一位。该项目在我公司项目部全体同仁的共同努力下，已经顺利完成了施工任务。

参考文献

［1］《钢结构设计规范》GB/T50017-2003；

［2］《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011；

［3］《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015；

［4］《云南省公路建设项目危险性较大的分部分项工程专项方案安全管理办法》；

［5］《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质（2009）87号；

［6］《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991）；

［7］《桥梁球型支座》GB/T17955-2009；

［8］《安全生产法》。