天興洲公鐵兩用長江大橋?墩頂節(jié)間鋼梁架設(shè)施工技術(shù)
2017-07-31
1. 工程概況?
?。?）武漢天興洲公鐵兩用長江大橋全長2842.1m，按上層公路，下層鐵路布置。公路橋技術(shù)標準按城市橋梁快速路標準設(shè)計，鐵路橋梁技術(shù)標準為正線四線，客運專線雙線，Ⅰ級標準設(shè)計。貨運線按中——活載設(shè)計，客運線間距5.0m，客運線與貨運線間距8.6m，貨運線間距4.2m。0#～5#墩為南汊正橋，5#～20#墩為南引橋，0#～028#墩為北引橋?？傞L1750.1 m南北引橋均為跨徑40.7m簡支梁橋，鐵路40.7m跨采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，客運線箱梁重量約1300t，Ⅰ級線箱梁重約1260t。公路40.7m跨采用等高度連續(xù)箱梁，單幅單跨箱梁重950t。引橋公鐵合建段采用雙層橋墩布置形式，下層鐵路采用板式橋墩，上層公路采用框架墩。南汊主橋為（98+196+504+196+98）m雙塔三索面斜拉橋。上層6車道公路為正交異性板和混凝土結(jié)合橋面板，瀝青橋面；下層4線鐵路（客、貨運各2線）為道碴橋面，主橋立面布置見圖1。?
圖1天興洲長江大橋主橋立面布置示意圖（單位：m）
（2）南汊主橋斜拉橋主梁為板桁結(jié)合鋼桁梁，N形桁架，三片主桁，桁寬2×15m，桁高15.2m，節(jié)間長度14m。鋼桁梁工地連接均采用M30、M24高強度螺栓。全橋鋼桁梁重達4.3萬噸，鋼桁梁安裝步驟為：先散拼主塔墩頂四個節(jié)間→在散拼節(jié)間上拼裝2臺700t步履式架梁吊機→整節(jié)段架設(shè)鋼桁梁→鋼梁合攏。鋼桁梁墩頂四個節(jié)間總體布置見圖2。
?
2. 墩頂四個節(jié)間鋼梁架設(shè)方案?
為了滿足后續(xù)700t架梁吊機和整節(jié)段鋼桁梁的安裝，墩頂四個節(jié)間采用散拼安裝的方式進行，需要重點考慮的方面包括：（1）鋼桁梁每個節(jié)間重700t，單根桿件最重達到65t，而正交異形板尺寸為14m×13m，重量為63t，鋼桁梁上弦桿距離水面高度最大達到50m以上，這就需要起重設(shè)備參數(shù)達到起重高度60m，起重幅度45m，起重重量65t以上；（2）由于受主塔墩和墩旁托架的空間限制，起吊設(shè)備的吊臂將與傾斜的主塔墩相碰，起重設(shè)備將無法安裝傾斜主塔柱正下方的鋼桁梁；（3）鋼梁桿件較多，拼裝時間較長，而主跨側(cè)位于長江主航道上，鋼梁散拼過程中吊機站位、鋼梁運輸船的拋錨都會加大對航道通航的影響。為解決上述問題，經(jīng)過細致的分析和周密的計算，研究，提出了節(jié)間散拼，多次縱移到位的鋼梁安裝施工方案，即在主塔墩兩側(cè)對稱設(shè)置墩旁托架，吊船站位在主塔墩邊跨側(cè)，對主航道不產(chǎn)生影響，然后利用吊船在墩旁托架上逐桿件、逐節(jié)間安裝鋼梁節(jié)間，每安裝完一個節(jié)間后，利用設(shè)置在墩旁托架上的縱向移動裝置，向主跨方向移動一個節(jié)間（14m），反復(fù)循環(huán)施工，直至完成墩頂四個節(jié)間的安裝。?
圖2鋼桁梁墩頂四個節(jié)間總體布置圖
3. 起重設(shè)備選擇和布置?
墩頂鋼梁節(jié)間散拼所用吊船的參數(shù)必須滿足起重高度60m，起重幅度45m，起重重量65t以上的要求，經(jīng)過多方面論證和經(jīng)濟上的比選，最后選定中鐵大橋局自發(fā)研制的WD120型桅桿起重機，由于吊高不夠，需要對其進行改造。改造的方法為：將2艘800t的鐵駁并排成雙體船，然后在上面拼裝22m高的萬能桿件支架，支架頂設(shè)置在擺放WD120型桅桿式起重機。改造后，吊機的參數(shù)為：吊船額定起重為80t，最大起重高度為70m，最大起重幅度達到45m，當起重幅度為34m，吊重高度為60m時，吊重能力為65t，完全滿足墩頂鋼梁散拼的需要。改造后的吊機起重曲線見圖3。吊船布置在主墩邊跨下游側(cè)中心線位置，起重臂轉(zhuǎn)動中心距墩中心距離45m，拋錨固定在河床中。起重機結(jié)構(gòu)及布置圖見圖4。
