乌苏大桥主梁架设技术

1 项目背景

乌苏大桥位于黑龙江省抚远县乌苏镇，是中俄重要的口岸大桥。该处位于边陲，人力、物力组织不便，机械、材料进场不便，冬季时间长，可供施工时间短。

乌苏大桥主桥采用独塔单索面混合式钢箱结合梁斜拉桥方案，采用带大挑臂的钢箱结合桥面板的断面，钢箱采用工厂分节段制造，现场全断面焊接的方式。

主梁全长280m，宽26.5m，高3.55m。沿纵向划分31个节段，中间塔梁固结段（0#）块长15m，为钢筋混凝土结构，其余各段为钢箱梁加钢筋混凝土面板的结合梁结构。钢箱梁共分为30个节段，其中26个标准节段（Z2～Z14）长9m，重约95.4t;两个边跨无索区节段（Z15）长11.9m，重约127.2t;塔柱无索区节段（Z1）长3.5m，重约37.5t。

图1 断面布置图（单位：m）

2 方案比选

根据本工程的地理位置以及以往的施工经验，对主梁架设初步拟定为两个方案：支架法和悬臂架设法。

2.1 支架法

钢箱梁安装采用支架法。支架在主跨内按12m跨度布置，采用钢管桩+贝雷梁形式。利用500t浮吊将钢箱梁节段吊装到支架上。调整后临时连接，然后进行焊接施工，吊装桥面板。

该方案的特点是施工快速，可与主塔施工平行作业，需大型浮吊配合施工，水上支架搭设困难，费用较高。施工快速，但是根据工期安排，支架需渡一次冰凌，结构安全风险较大。

2.2 悬臂架设法

设计专用桥面吊架，整体起吊钢箱梁及桥面板，焊接完钢箱梁后，桥面安装桥面板。

该方案的特点是悬臂对称安装，不需要大型浮吊，但是需吊挂焊接，且桥面板安装困难，施工工期较长，主梁当塔柱完成后才能施工。冬休季不受天气影响。

综合考虑本工程特殊的地理位置，采用吊架法施工更为合理。在吊架设计中，综合考虑钢梁焊接和桥面板安装功能。

3 吊架设计

一般的吊架形式一下两种：（1）由型钢焊接组成的菱形式或者三角式;（2）由箱梁或者贝雷梁组成的平弦式。鉴于吊架兼作桥面板安装设备，而菱形式或者三角式在后端没有操作平台，故以选择以贝雷梁组成的平弦式吊架。

平弦式吊架主要由以下部分组成：主桁系统、走行系统、提升系统、桥面板安装系统等组成。

主桁系统包括贝雷片桁架，平联、横梁及后锚梁三个部分。走行系统包括走行滑道梁，前后走行支腿，临时起顶千斤顶。提升系统包括提升顶梁和OVM公司提供全套的SLD液压提升系统。桥面板安装系统包括桥面板提升设备、走行滑道。其总体布置如图2。

图2 吊架整体布置图（单位：mm）

3.1 主桁系统

主桁采用双层加强型贝雷梁，各杆件受力均能满足要求。

表1 加强后贝雷梁主梁计算结果

3.2 走行系统

滑道由两根6m长的型钢组成，走行时分两步完成，滑道铺设好后首先走行主梁，主梁走行4.5m后暂停，用临时千斤顶起顶主梁，滑道向前走行4.5m后锚固，主梁下落后继续走行4.5m到位。

3.3 提升系统

提升系统需要将钢箱梁、钢挑臂以及上面的桥面板从水面提升至安装位置，提升重量为260t。提升设备采用OVM公司提供全套的SLD液压提升系统，提升平台位于主梁悬臂前端，通过纵移装置实现提升平台在主梁上的前后移动，以方便钢梁对位安装。设计专用吊具起吊主梁，吊点位置可以调整，以满足不同节段不同重心梁段的吊重需要。

3.4 桥面板安装系统

由于混凝土桥面板位于钢梁接缝处，所以需先焊接完钢梁后，方能安装桥面板。在主梁两侧设置了走道梁，实现桥面板提升系统的提取、移动、安装混凝土桥面板。

4 施工要点

该吊架可以满足悬臂架设主梁施工，但是起始块段需要另外使用吊船或者固定吊架完成。吊架在使用过程中，需避免大风作业。为保证走行稳定同步，两组主桁通过横梁联成整体。

5 总结

在现代斜拉桥设计中，主梁采用钢-混组合梁的构造越来越普遍。在施工过程中，将组合梁整体起吊后，桥面上安装桥面板的方案，可以有效降低成本，减小风险。在主梁上搭载桥面板安装系统的设计，打破了用汽车吊机安装桥面板的常规做法，使得施工工序衔接顺利，施工成本明显降低。该工艺在今后的斜拉桥施工中，有着普遍的借鉴意义。

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