卢昇

摘要：本人结合白马湖大桥主桥施工，主要介绍钢拱塔格构柱支架的搭设及安装施工。通过对钢拱塔格构柱支架安装方法的讲解，介绍了安装技术及工艺要点，取得了满足精度要求、降低成本、缩短工期的技术经济效果。

关键词：白马湖大桥;钢拱塔格构柱;支架

1、工程概况

白马湖大桥总长1.033KM，主桥结构为（41m+71m+45m+48m+41m）空间异形梁拱组合体系，大拱塔采用空间异形拱结构，承台以上全高56.342m;小拱塔采用单面异形拱结构，承台以上全高38.643m。两个拱塔均分节段进行安装，拱塔需搭设格构柱支架进行节段支撑以及节段调位。格构柱支架拟在1-9#墩引桥进行加工拼装，最大吊装格构柱支架节段约高15m，重15T，采用320T浮吊进行安装就位。

2、施工工艺技术

2.1、格构柱支架设计

2.1.1、格构柱支架总体设计

大拱塔采用空间异形拱结构，小拱塔采用单面异形拱结构，两个拱塔整体无法自稳，需搭设支架进行节段支撑以及节段调位。格构柱支架通过钢箱梁顶与支架基础进行固结。支架基础为双拼H400型钢（双拼H400型钢与钢箱梁横隔板位置处设置2cm厚80cm×80cm的钢板），其以上依次为格构柱支架（竖向支撑采用φ630×10mm的钢管，横、斜杆连接采用200×4mm的钢管）、平联（水平杆采用φ426×6mm的钢管，斜杆采用[16型钢）、顶帽（双拼I40工字钢）、垫墩及千斤顶、拱肋锲型支垫。

2.1.2、格构柱支架基础设计

大拱塔D1支点在风嘴ZK9-ZK11位置，其中2个支撑点位于水中（采用Φ630×10mm 钢管），4个支撑点位于钢箱梁顶。大拱塔D2、D3、D4支点及小拱塔X1、X2支点位于钢箱梁顶，其基础为双拼H400型钢（6.094-9.644m长不等），跨3-4个钢箱梁横隔板，双拼H400型钢与钢箱梁顶部在横隔板处设置2cm厚 80cm×80cm的钢板，该钢板分别与钢箱梁及双拼H400型钢焊接固结。

2.1.3、格构柱支架设计

单个格构柱支架采用6根Φ630×10mm钢管桩形成格构柱支架，作为支架强大的支撑。每节格构柱支架立柱拟为3m（可根据高度调整），超过15m的格构柱支架之间采用法兰盘螺栓连接。D2格构支架横桥向设置1道桁架片形成的平联（采用Φ426×6mm钢管）。D3、D4之间纵桥向设置2道桁架片形成的纵联（采用Φ426×6mm钢管）以提高钢拱塔安装施工过程中整体稳定性。

2.1.4、支架顶帽、垫墩、千斤顶及拱肋锲形支垫设计

支架顶帽采用双拼I40工字钢形成顶帽，在顶帽上层设置垫墩（采用双拼I36工字钢）及千斤顶等调位装置，拱肋设置锲型支垫（采用型钢）作为后续节段安装、调位。上层支点分为垫墩（采用双拼I36工字钢）、三向千斤顶和拱肋锲型支垫（采用型钢）。垫墩及三向千斤顶安放在支架顶帽上。拱肋锲型支垫在靠近钢拱塔节段分界线处的横隔板位置处安装锲形支垫用来支撑每个节段。拱肋锲形支垫与钢塔节段之间采用 M24 摩擦型高强螺栓连接，厂内加工安装完成，随钢拱塔节段运至安装现场。拱段利用拱肋锲型支垫吊装放至三向千斤顶顶面，通过三向千斤顶调位实现节段精确定位。

2.1.5、竖向爬梯设计

为方便钢塔施工人员上下行，在格构支架支架内部布置竖向之字形爬梯。利用格构柱立柱钢管作为爬梯承重系统，爬梯净宽0.65m，转角休息平台1.3m 宽，护栏竖向高1.2m。爬梯与支架同步施工，现场加工安装。

2.2、格构柱加工

钢管立柱为φ630×10mm，钢管立柱采用Q235焊接钢管，一般按13m-15m左右分节，每节之间采用法兰连接。法兰与钢管磨光顶紧，法兰表面用机加工刨平。重点控制焊缝质量、磨光顶紧质量，管节椭圆度，与轴线重合率和法兰表面平整度。管节对口拼装时，相邻管节的焊缝必须错开1/8周长以上。格构柱加工完成后，对格构柱进行编号，安装前组织验收，验收合格后才能起吊安装。

2.3、浮吊安装格构柱施工

2.3.1、浮吊参数

测量放样→浮吊就位→检查钢丝绳→格构柱起吊→就位。

本项目拟采用1台320吨浮吊进行吊装，本标段最大格构柱D3支架（按15m計算），其最重约为15T。

浮吊主钩与格构柱面竖向间距不小于10m，钢丝绳竖向夹角按照53°-60°控制，安全系数大于6倍。最大吊装重量15t，选用2Φ56钢芯钢丝绳。

浮吊吊格构柱采用36×7+FC纤维芯钢丝绳，直径Φ56mm，公称抗拉强度为1850MPa。

钢丝绳允许拉力按下列公式计算：

S=Fgαm/1000;

式中 S—钢丝绳的允许拉力（kN）;

Fg—钢丝绳的公抗拉强度（MPa）;

α—钢丝绳的破断拉力换算系数，取值0.82;

m—钢丝绳面积（mm2）;

K—钢丝绳的安全系数。

钢丝绳的允许拉力：S=Fg*α*m/1000 =1850*0.82*1178=1787KN

单根钢丝绳可承受荷载：f=S/g=1787/9.8=179T

施工时选用钢丝绳根数n=8，可承受荷载M=179*8=1432T。已知D3格构柱最重15吨，吊重G=15T，吊装时，若钢丝绳的水平夹角为53°，则受力最大，安全系数K=1432*sin53°/15=76>6.0，通过对比钢丝绳的安全系数而知安全系数满足规范要求，卸扣则采用25t卸扣。

2.3.2、支架格构柱现场分节安装

⑴材料进场检查

为保证支架施工质量，所有进场钢管必须经过严格检验，其长度、焊接质量、端面、平整度、垂直度、横杆、斜杆间距等应符合相关规范要求，验收合格后方能使用。

⑵基础位置检查

支架基础与钢箱梁固结，支架安装前先对位置进一步检查。支架安装采用坐标法放样，测量提前做好控制点，放样出支架底坐标点并做好记号点。

⑶起吊设备准备

格构立柱根据节段单元预拼编号拼装，起重设备采用320T浮吊。

⑷浮吊安装

测量放样出基础坐标点后，将钢板与钢箱梁焊接，H400型钢基础与钢板调平焊接牢固;然后在型钢基础上确定格构柱的平面尺寸位置，将底节吊入设计位置并与型钢基础焊接（精定位）。

底节安装完成后，开始后续节段安装，格构柱之间采用法兰盘连接，钢管安装完成后，测量对分别对钢管顶部进行校核，将顶部置偏差调至设计范围内，焊接立柱间联系构件。每个节段立柱安装完成后将平联、纵联连接。格构柱安装完成后，进行顶帽的安装。

格构柱安装过程中完成D2-D2的平联及D3-D4的纵联连接。

格构立柱支架整体安装完成后，项目部组织管理人员对支架的焊缝、支架的平面位置等进行检查验收。

①浮吊抛锚，浮吊就位，船只斜向设4条缆绳，2条缆绳分别系在桥墩的墩柱上，2条缆绳系在钢管锚上。

②钢丝绳捆格构柱支架

最大吊装格构柱约为15T。

吊格构柱钢丝绳计算：

吊格构柱采用36×7+FC纤维芯钢丝绳，直径Φ56mm，公称抗拉强度为1850MPa。

钢丝绳允许拉力按下列公式计算：

S=Fgαm/1000;

式中 S—钢丝绳的允许拉力（kN）;

Fg—钢丝绳的公抗拉强度（MPa）;

α—钢丝绳的破断拉力换算系数，取值0.82;

m—钢丝绳面积（mm2）;

K—钢丝绳的安全系数。

钢丝绳的允许拉力：S=Fg*α*m/1000 =1850*0.82*1178=1787KN

单根钢丝绳可承受荷载 f=S/g=1787/9.8=179T

施工時选用钢丝绳根数n=4，可承受荷载M=179*2=358T。已知最大吊重G=15T，安全系数K=358/15=24>4.5，通过对比钢丝绳的安全系数而知安全系数满足规范要求。

③浮吊抛锚后，从引桥起吊格构柱，钢丝绳兜在格构柱竖杆和横杆之间的位置，在格构柱两端各拉设一条麻绳慢慢牵引，吊离引桥桥面20cm，稳定2min，无异常后继续下道工序。

④、格构柱支架移动

放松或拉紧系在桥墩和便桥钢管桩上的缆绳，收紧或放松船舰八字钢管锚，牵引浮吊后移或前移，移动过程中根据前进速度及浮吊与立柱之间的间距调整缆绳牵引方向，缓慢前移至预定安装位置。

⑤、格构柱支架就位

采用坐标法放样，测量提前在基础上做好控制点，放样出支架底坐标点并做好记号点，将格构柱落于H型钢坐标点上，吊具松劲但不得解除。落位微调时需在格构柱两端各拉设一条麻绳牵引，以便准确就位，格构柱就位稳定后，浮吊解钩，通过舰锚绞锚移动，开始下一节格构柱安装准备工作。

⑥、浮吊吊装其它事项

安装应根据先大拱塔、后小拱塔支架，左右对称的顺序进行;在格构柱起吊时，观察浮吊是否稳定，若有，则应立即停止施工，并对分析原因并采取措施;每节格构柱就位后测量人员都要进行复测，以确保准确无误;及时将安装好的格构柱用法兰盘进行连接，按设计图并分别进行横向和纵向连结，以保证支架稳固。

3、结论

以上施工方案在施工过程中得到了充分的证实，具有支架搭设拆除方便的特点，且实用美观、安全稳固、经济效果明显。