天兴洲公铁两用长江大桥?墩顶节间钢梁架设施工技术
2017-07-31
1. 工程概况?
（1）武汉天兴洲公铁两用长江大桥全长2842.1m，按上层公路，下层铁路布置。公路桥技术标准按城市桥梁快速路标准设计，铁路桥梁技术标准为正线四线，客运专线双线，Ⅰ级标准设计。货运线按中——活载设计，客运线间距5.0m，客运线与货运线间距8.6m，货运线间距4.2m。0#～5#墩为南汊正桥，5#～20#墩为南引桥，0#～028#墩为北引桥。总长1750.1 m南北引桥均为跨径40.7m简支梁桥，铁路40.7m跨采用等高度预应力混凝土简支箱梁，客运线箱梁重量约1300t，Ⅰ级线箱梁重约1260t。公路40.7m跨采用等高度连续箱梁，单幅单跨箱梁重950t。引桥公铁合建段采用双层桥墩布置形式，下层铁路采用板式桥墩，上层公路采用框架墩。南汊主桥为（98+196+504+196+98）m双塔三索面斜拉桥。上层6车道公路为正交异性板和混凝土结合桥面板，沥青桥面；下层4线铁路（客、货运各2线）为道碴桥面，主桥立面布置见图1。?
图1天兴洲长江大桥主桥立面布置示意图（单位：m）
（2）南汊主桥斜拉桥主梁为板桁结合钢桁梁，N形桁架，三片主桁，桁宽2×15m，桁高15.2m，节间长度14m。钢桁梁工地连接均采用M30、M24高强度螺栓。全桥钢桁梁重达4.3万吨，钢桁梁安装步骤为：先散拼主塔墩顶四个节间→在散拼节间上拼装2台700t步履式架梁吊机→整节段架设钢桁梁→钢梁合拢。钢桁梁墩顶四个节间总体布置见图2。
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2. 墩顶四个节间钢梁架设方案?
为了满足后续700t架梁吊机和整节段钢桁梁的安装，墩顶四个节间采用散拼安装的方式进行，需要重点考虑的方面包括：（1）钢桁梁每个节间重700t，单根杆件最重达到65t，而正交异形板尺寸为14m×13m，重量为63t，钢桁梁上弦杆距离水面高度最大达到50m以上，这就需要起重设备参数达到起重高度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间限制，起吊设备的吊臂将与倾斜的主塔墩相碰，起重设备将无法安装倾斜主塔柱正下方的钢桁梁；（3）钢梁杆件较多，拼装时间较长，而主跨侧位于长江主航道上，钢梁散拼过程中吊机站位、钢梁运输船的抛锚都会加大对航道通航的影响。为解决上述问题，经过细致的分析和周密的计算，研究，提出了节间散拼，多次纵移到位的钢梁安装施工方案，即在主塔墩两侧对称设置墩旁托架，吊船站位在主塔墩边跨侧，对主航道不产生影响，然后利用吊船在墩旁托架上逐杆件、逐节间安装钢梁节间，每安装完一个节间后，利用设置在墩旁托架上的纵向移动装置，向主跨方向移动一个节间（14m），反复循环施工，直至完成墩顶四个节间的安装。?
图2钢桁梁墩顶四个节间总体布置图
3. 起重设备选择和布置?
墩顶钢梁节间散拼所用吊船的参数必须满足起重高度60m，起重幅度45m，起重重量65t以上的要求，经过多方面论证和经济上的比选，最后选定中铁大桥局自发研制的WD120型桅杆起重机，由于吊高不够，需要对其进行改造。改造的方法为：将2艘800t的铁驳并排成双体船，然后在上面拼装22m高的万能杆件支架，支架顶设置在摆放WD120型桅杆式起重机。改造后，吊机的参数为：吊船额定起重为80t，最大起重高度为70m，最大起重幅度达到45m，当起重幅度为34m，吊重高度为60m时，吊重能力为65t，完全满足墩顶钢梁散拼的需要。改造后的吊机起重曲线见图3。吊船布置在主墩边跨下游侧中心线位置，起重臂转动中心距墩中心距离45m，抛锚固定在河床中。起重机结构及布置图见图4。
