主塔橫梁支架整體落架及縱移施工技術

陳貴橋CHEN Gui-qiao

（中鐵大橋局集團第五工程有限公司，九江 332001）

1 工程概況

1.1 工程概述

鳊魚洲長江大橋主航道橋采用（50+50+224+672+174+50+50+50）m 雙塔雙索面鋼箱混合梁斜拉橋布置形式，全長1320m；其中鋼箱梁長度為1060m，混凝土箱梁總長260m。索塔為H 型塔，空間索面，橋墩布置為1～9 號墩，其中4 號和5 號為主塔墩。主塔采用C55 混凝土，塔柱為鋼筋混凝土結構，下橫梁為預應力混凝土結構。

主塔下橫梁高8～10m，橫橋向長36m，順橋向寬10m，采用單箱單室截面，頂、底板厚1m，腹板厚1m，橫梁頂設進出人孔。

1.2 下橫梁支架概況

4 號墩下橫梁采用落地鋼管柱支架法施工，鋼管立柱支撐于主塔塔座上。下橫梁支架主要由塔座預埋件、鋼管支架、墊座、橫向分配梁、底模系統、邊支點及邊支點分配梁等結構組成；4 號墩下橫梁支架高31m，縱向寬度為10m，橫橋向頂部寬度為21.6m、底部寬度為16.8m，總重為335t。

鋼管支架立柱采用?1020×12mm 鋼管，3 排4 列布置，鋼管縱向間距為4.5m，靠近塔柱2 列的立柱傾斜布置，立柱之間設置連接系，連接系采用?426×6mm 鋼管；立柱支撐焊接定位在塔座預埋件上，且立柱對應于橫梁中心及兩側橫梁腹板；每根鋼管立柱和邊支點頂部均設置墊座，便于支架落架。

橫向分配梁長31m，采用Q345 材質鋼板焊接型而成，標準截面1200×800mm，位于墊座上方，共3 組，分別位于橫梁腹板及橫橋向中心線上，安裝在鋼管立柱及邊支點分配梁上，為主要承重梁。

支架共設置8 處邊支點，上下游各4 處；邊支點采取在主塔塔壁設置預埋件，并預留牛腿安裝空間和張拉孔洞，通過安裝牛腿，利用4 根?32mm 精軋螺紋鋼筋將牛腿與塔柱錨固，單根精軋螺紋鋼筋預拉至30t；邊支點頂部設置墊座及邊支點分配梁。底模系統主要由36 根13.8m 長HN500×200 縱向分配梁、工10 和15mm 竹膠板組成。

2 整體落架及縱移施工技術

總體施工方案：4 號墩下橫梁支架采取整體落架，然后分階段縱向滑移至橫梁外，支架分步進行拆除的施工方法。

2.1 整體落架

整體落架分為邊支點上橫向分配梁割除50cm，兩排直鋼管立柱分步割除，安裝滑座及滑道梁，8 臺100t 千斤頂支撐鋼管立柱受力，兩排斜鋼管樁割除、體系轉換，千斤頂同步整體下放支架至滑道梁上。

2.1.1 邊支點上橫向分配梁割除

下橫梁支架整體落架高度為20cm，根據邊支點處橫向分配梁尺寸，需確保落架后塔柱與支架無接觸，且預留滑移空隙，故邊支點上橫向分配梁割除高度為50cm。

割除采用氧割作業，單根橫向分配梁2 端均需割除，共6 處。如圖1 所示。割除后確保其與邊支點分配梁懸空50cm，與塔柱無接觸。同時靠近塔柱處HN500×200 縱向分配梁應提前拆除。

圖1 邊支點上橫向分配梁割除示意圖（單位：mm）

2.1.2 兩排直鋼管立柱割除

下橫梁支架共兩排直鋼管，單排3 根，先對上游側3根進行割除，然后待滑道梁及千斤頂受力后，割除下游側3 根，鋼管割除高度為1m。如圖2 所示。

圖2 鋼管平面布置圖（單位：mm）

2.1.3 安裝滑座及滑道梁

待上游側3 根直鋼管割除完成后，安裝上游側滑道梁；滑道梁采用3HN488×300mm 型鋼焊接而成，單根總長為27.1m，分12m 和15.1m 兩段進行安裝，大里程側12m采用履帶吊安裝就位，小里程側15.1m 采用履帶吊、塔吊配合安裝就位。

利用水準儀將滑道梁調平，底部縫隙采用鋼板超墊?；懒喊惭b就位后，在對接接頭處坡口焊接，并加設加勁板，同時在接頭處兩側超墊鋼板。圍堰支撐位置設置支撐牛腿，并焊接牢固?；峡跒橹睆?.32m 圓盤，下口為直徑1.52m 圓盤，圓盤采用16mm 厚鋼板，上下口圓盤采用?1020×12mm 鋼管及16 塊加勁板焊接形成整體?；c鋼管立柱之間同樣采用16 塊加勁板加固，加勁板位置與滑座加勁板對應。單個滑座底部設置4 處滑座限位鋼板，限位鋼板起支架滑移限位用。如圖3 所示。

圖3 滑座及滑道梁布置示意圖（單位：mm）

2.1.4 千斤頂受力，兩排斜鋼管割除，完成體系轉換

下橫梁支架底部共設置4 個支點，單個支點設置2 臺100t 千斤頂；千斤頂受力后，割除兩排斜鋼管，同時為確保支點安全性，在每根立柱支點處大小里程設置鋼板超墊，支架整體落架時逐塊取出。

2.1.5 千斤頂同步落架

千斤頂落架前應檢查邊支點處橫向分配梁是否脫空，除支點處外8 根鋼管是否割除，落架前對作業人員進行再次交底，確保落架的同步性。

下橫梁支架落架采取分側逐級交錯下降千斤頂的方式進行。首先將上游側2 處支點共4 臺千斤頂起頂至臨時超墊鋼板懸空，取出3cm 厚鋼板，同時下降4 臺千斤頂2cm，停止，并將螺旋千斤頂保險銷上緊；其次將下游側2處支點共4 臺千斤頂起頂至臨時超墊鋼板懸空，取出5cm厚鋼板，同時下降4 臺千斤頂4cm，停止，并將螺旋千斤頂保險銷上緊；重復以上工作直至千斤頂落至滑道梁上。

2.2 分階段縱向滑移

下橫梁支架縱向滑移分為三個節段，第一階段滑移3.5m、然后拆除HN500 和第1 根橫向分配梁與墩旁托架沖突部分，第二階段滑移4.5m、然后拆除HN500 和第2 根橫向分配梁與墩旁托架沖突部分，第三階段滑移2.1m 至第3 根橫梁分配梁離開下橫梁投影范圍。

下橫梁支架滑移裝置由滑道梁、張拉千斤頂、油泵、反力座、32mm 精軋螺紋鋼、墊板組成。千斤頂、反力座及32mm 精軋螺紋鋼應在同一軸線，且軸線應與滑道梁軸線重合，避免支架滑移過程中出現偏移。如圖4 所示。

圖4 支架滑移立面布置圖（單位：mm）

由于下橫梁支架總重量為335t，根據摩擦力計算公式F=μ×Fn，由垂直于摩擦面的壓力Fn 和滑動摩擦系數μ 決定，摩擦系數由滑動面的物質、粗糙度和（可能存在的）潤滑劑所決定。取鋼與鋼接觸面最大摩擦系數為0.3，故下橫梁支架最大摩擦力為0.3×335=100t。單根32mm 精軋螺紋鋼拉力為1080×106×804×10-6/10000=86.8t，考慮安全系數，單側支架采用2 根32mm 精軋螺紋鋼進行滑移，張拉千斤頂為2 臺300t 液壓千斤頂；根據300t 液壓千斤頂行程工作效率，單個行程時間為5min，支架滑移速度為3m/h。

支架滑移過程中液壓千斤頂啟動及制動時，由滑座與滑道梁之間的摩擦力產生動力，根據沖量守恒等式，F×t=mv 即μ×Fn×t=mv，滑座對滑道梁正壓力Fn 等于支架自重m，故摩擦系數μ、滑移速度v 均相等；即滑移支架在啟動及制動時，滑移4 個支點保持同步，無附加內力，可以保證結構穩定性。

鋼管支架落架之前應提前在支點處滑座下方滑道梁上涂上優質黃油，減少滑移過程中摩擦力；上下游張拉時應同步進行，300t 千斤頂單個行程為20cm，張拉至最大行程時應回頂后重新張拉，反復進行。

張拉過程中應觀察支架與塔柱間縫隙，同時每張拉一個階段應該及時將支架與墩旁托架間存在沖突處割除。

2.3 支架分步拆除

支架分步拆除按照由上至下順序進行，先拆除底模系統、后拆除橫向分配梁、再拆除鋼管支架，最后拆除邊支點分配梁及邊支點錨固系統。

2.3.1 底模系統拆除

底模系統從上之下依次為15mm 竹膠板、工10、13.8m長HN500×200 縱向分配梁。將竹膠板、工10 堆碼成型，采用鋼絲繩捆綁吊裝至大堤斜坡面上；HN500×200 縱向分配梁單根重量為1.5t，間距為1.3m，首先應將縱向分配梁上臨時連接解除，然后采取單根吊裝拆除方式進行拆除。

2.3.2 橫向分配梁拆除

底模系統拆除完成后，割除橫向分配梁與樁頂墊塊間焊縫連接，準備拆除橫向分配梁。橫向分配梁長度為31m，單根重量為28t，采取分2 段進行拆除。單段分配梁長度不宜超過18m，吊裝采用130t 履帶吊進行。

2.3.3 鋼管支架拆除

橫梁支架滑移就位后，將6 根直鋼管立柱與滑道梁焊接定位，防止后續鋼管立柱拆除出現傾覆現象。

鋼管支架采取先斜邊鋼管，后直鋼管的方法。斜鋼管采取整體拆除，直鋼管采取分段拆除。其中拆除斜鋼管部分時，將其與直鋼管連接部分連接系整體割除，斜鋼管長度為29m，重量為8.7t，整體拆除連接系總長度為30m，重量為1.8t，整體吊裝重量為10.5t，吊裝采用130t 履帶吊進行；拆除直鋼管部分時，直鋼管長度為29m，分兩段拆除，底節長度為13m、重3.9t，頂節長度為16m、重4.8t，可將部分連接系與直鋼管進行整體拆除，吊裝采用130t 履帶吊進行。

2.3.4 邊支點分配梁及邊支點錨固系統拆除

邊支點分配梁為2HN800×300mm 型鋼，長度為10m，單根重5t；拆除前用氧割解除邊支點分配梁與牛腿間焊縫，然后用130t 履帶吊進行吊裝拆除。

拆除邊支點錨固系統，首先應該解除牛腿與塔柱混凝土間約束，包括擰除M42 爬錐受力螺栓、解除精軋螺紋鋼應力，然后將其吊裝至塔柱外。

3 結語

主塔橫梁支架整體落架及縱移施工技術不僅彌補了常規拆除施工的不足，而且使施工效率提升明顯，達到了安全、優質、快速施工的預期。為以后類似工程施工積累了豐富的經驗，具有較高的推廣價值及廣闊的應用前景。