南京长江第四大桥南边跨钢箱梁安装施工

南京长江第四大桥南边跨钢箱梁安装施工

俞沛然

中交第二航务工程局第四工程有限公司安徽省芜湖市241000

摘要：南京长江第四大桥钢箱梁吊装标志着上结构施工进入了最后的冲刺阶段，由于全桥钢箱梁共划分了9种类型，且南边跨有4种不同类型的钢箱梁，施工要求高、难度大，本文重点介绍了南边跨钢箱梁的各种安装施工工艺。

关键词：悬索桥；边跨；钢箱梁；吊装

一．工程概况

南京四桥主桥主跨为1418米，是国内首座主跨超千米的双塔三跨悬索桥，在世界同类型桥梁中位居第三，桥跨布置为（166+410.2）+1418+（363.4+118.4）=2476m。加劲梁为全焊扁平流线型封闭钢箱梁，全长2189.6m，共划分为9种类型，144个制造梁段（吊装梁段142个），其中南边跨标准梁段21个，特殊梁段3个，最大节段重约251.44t。

二．总体方案

南京四桥南边跨钢箱梁共划分为24片梁，其型号有B（S1~S21）、E（S0号）、H（S22）和I（S23）共4种。其吊装过程分为以下三个基本步骤：（1）塔区S0号端梁（E梁段）和过渡墩的S23号端梁（I梁段）安装；（2）浅（无）水区S10至S22共13块钢箱梁的存梁和吊梁；（3）深水区S1至S9共9块钢箱梁安装。

三．吊装设备

缆载吊机利用两根装有索夹的主缆做运行轨道，以主缆索夹为承载支点，由两根箱形端梁、一根格构式主梁构成。起升卷扬机安装于主塔下，由导向滑轮引入钢丝绳与机上滑车组相连。走行采用置于塔顶卷扬机牵引。

（一）缆载吊机特点

①采用“四点吊”安装钢箱梁，每台缆载吊机采用2台提升卷扬机，每个吊点由一台卷扬机控制升降，每台缆载吊机上两台卷扬机为二机合一的操纵台，二台卷扬机可同时动作，也可单台动作，电脑动态显示整个钢箱梁吊装过程及每个吊点的受力情况，保证了钢箱梁吊装平稳。

②单个缆载吊机重量轻，安装方便。

③采用卷扬机提升方式，起吊速度快，操作简单。

（二）机构组成

缆载吊机由梁体结构、起升机构、行走机构、索夹跨越系统等组成。

（三）设备性能

单台LZQ300型缆载吊机的起重能力2×150t，提升和下落速度为2/min，提升高度为65m，最大轮压为17t，行走速度为0.5m/min，最大下滑力为30t。

（四）行走、固定

缆载吊机在主缆上行走采用“跨步方式”。在塔顶沿纵向各备一台牵引能力100kN卷扬系统，作为吊机沿主缆向上行走的动力和向下行走的限制装置，通过滑轮组、导向滑轮和固定于索夹的钢丝绳托辊，连接于卷扬机，另一端锚固在行走系统上。

四．南边跨钢箱梁安装工艺

（一）缆载吊机安装

当主缆索夹安装部分后，在南过渡墩处分别采用两台500kN汽车进行缆载吊机的拼装。根据汽车吊起重能力，按行走机构、主梁、液压系统、电气系统、卷扬机顺序进行安装

（二）索夹螺杆紧固、检查

根据施工监控要求，钢箱梁吊装前部分索夹螺杆只紧固两侧螺杆。在钢箱梁吊装至相应索夹部位前，将未紧固的索夹螺杆轴力施加至设计紧固力，已紧固索夹螺杆进行轴力检查、补足。

（三）塔区无索梁端吊装

塔区无索梁段E位于南塔下横梁边跨侧。由边跨缆载吊机起吊E梁段，向中跨荡移。边跨钢箱梁荡移分别通过两台100kN卷扬机和滑轮组牵引缆载吊机吊具进行。

（四）边跨存梁施工

由于南、北边跨部分区域处于长江浅滩及陆地，该位置梁段运梁船无法直接运输到位，需采用栈桥、平台临时存储，以待缆载吊机由存梁支架上直接起吊。

①存梁支架施工

为满足吊装时运输钢箱梁船舶吃水和存梁要求，结合南北桥位处地形、水文情况，南岸设置158m栈桥支架和58m地基基础，栈桥前端距南塔约141m。

②梁端存梁

根据南边跨地形及栈桥、平台布置，南边跨钢箱梁存梁梁段有14个梁段（SA9～SA22）。

（1）梁端荡移

南边跨钢箱梁分别由缆载吊机在S8#索夹位置进行起吊、荡移至栈桥船台小车上。南侧钢箱梁荡移角度分别为6.6°，钢箱梁重251.4t，荡移力分别为29.1t。

（2）梁端移位、存储

钢箱梁移位采用四台1000kN自动船台小车（联动作业）进行。钢箱梁平移到位后，利用船台小车的千斤顶将梁顶起，将钢箱梁落至临时支撑点的钢支墩上，使荷载由支墩承担，然后移开船台小车，继续梁段的荡移和存梁。

（五）梁端安装

端梁处主缆与梁面净空距离较短，采用荡移法吊装水平移动距离较短，缆载吊机倾角和水平荡移力较大，故在吊索S22、S23中间位置安装临时索夹，缆载吊机定位于临时索夹，在起吊阶段将端梁向江测牵引过安装支架顶部，再将端梁向岸侧牵引至设计安装位置，一次起吊两次荡移的方法将端梁安装到位。端梁吊装到位后进行临时固定，且向岸侧预偏400mm，以方便边跨合龙。

①存梁区梁端吊装

南边跨存梁区梁段支承于栈桥支墩或轨道上，缆载吊机下放吊具，与梁段临时吊点连接，起吊钢箱梁一定高度后，安装检查车轨道和导流板。缆载吊机提升钢箱梁，与相对应吊索连接。

端梁前H梁段（SA22）梁段与吊索连接后，在S21#索夹上与钢箱梁塔侧临时吊点间临时吊挂，保证H梁段平衡。待吊装SA21与H梁段临时连接后，解除临时吊挂。

②深水区梁端吊装

深水区标准梁段主要包括SA2~SA8共计7个节段，该区域梁段直接采用缆载吊机垂直吊装。

③端梁过渡墩前安装

端梁运至过渡墩前，通过缆载吊机进行荡移安装至端梁支架上。端梁塔侧和锚侧荡移角度分别为24°和20°，荡移力分别为64.6t和52.8t。如图所示：

图端梁过渡墩前分级荡移施工

④边跨合龙段吊装

中跨梁段合龙后，进行边跨梁段合龙，施工步骤为：（1）缆载吊机位于S2#索夹位置，SA2梁段运输、定位；（2）计算合龙口距离，确定是否需要通过引桥桥面100kN卷扬机牵引边跨已安装梁段（除端梁外）向岸侧水平牵引，保证合龙口距离（南边跨荡移力分别为10.6t/10cm）；（3）缆载吊机提升SA2梁段，与SA1匹配件临时连接；（4）解除边跨已吊装梁段向岸侧的牵引，将SA2梁段与SA3匹配件临时连接，梁段合龙完毕。

5.结语

通过南京四桥南边跨钢箱梁存梁支架搭设、存梁栈桥施工、缆载吊机垂直提梁和荡移存梁、船台小车运梁、以及过渡墩墩顶分级荡移等方案实施，有效控制箱梁安装的精度和速度，为后续其他类似桥梁箱梁安装施工提供借鉴。

参考文献：

[1]邵旭东．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2005.

[2]范立础．桥梁工程（上、下册）（土木工程专业用）[M]．北京：人民交通出版社，1993.

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