0 引言

　　我国交通事业快速发展，大型钢混叠合梁斜拉桥大量修建，合龙施工是整个桥梁施工工序中的重要控制点。通过对多个类似项目中斜拉桥合龙施工进行总结，发现多数斜拉桥合龙采用水上对称吊装施工工艺。

　　针对浅滩海域与滩涂区斜拉桥施工特点及难点，本文提出一种浅滩海域及滩涂区斜拉桥合龙施工工艺，即在普通水上斜拉桥合龙施工工艺的基础上进行优化设计，边跨在辅助墩承台设置无支架存梁平台及滑移限位装置配合桥面吊机进行合龙段施工，中跨利用单侧共用式桥面吊机采用拉锯式单侧提升法施工。本文以鳌江特大桥工程为例，进行这种合龙施工技术的应用总结分析。

　　1 工程概况

　　鳌江特大桥次中跨及边跨分别处于鳌江入海口的浅滩海域航道及滩涂区，其中次边跨滩涂区受潮汐及河流冲刷影响，整体与水平面呈7°～9°夹角，桥址地质条件复杂，河床表层为流塑状淤泥，次表层为厚度48～59m的软土、软塑土层，工程性质很差;鳌江特大桥水域潮汐属于不正规半日潮类型，涨落潮时间较对称，涨潮历时较落潮短，流速大;另外，当地受台风、雨雾、雷暴等自然环境影响较大。在这些自然条件的影响下，如何进行鳌江特大桥合龙施工是一大难题。桥位处水文特征为:桥址区最大潮差7.1m，最高潮位4.9m，最低潮位-2.2m，平均潮差40m，平均高潮位3.55m，平均低潮位-1.48m，平均涨潮历时5.1h，平均落潮历时7.32h。合龙段钢箱梁结构参数如表1所示。

　　  

　　表1 合龙段钢箱梁结构参数 

　　 

　　 

　　

　　表1 合龙段钢箱梁结构参数

　　2 合龙方案设计与施工

　　2.1 边跨合龙方案设计与施工

　　2.1.1 边跨合龙施工总体方案

　　边跨合龙段钢箱梁SB7/NB7与塔区钢箱梁节段同时进场，利用浮吊存放于辅助墩承台上的存梁平台，根据监控指令进行温度法配切后，利用桥面吊机配合滑触式限位装置起吊，然后进行钢箱梁节段焊接、压重混凝土块与桥面板安装及斜拉索施工。

　　2.1.2 存梁平台方案设计与施工

　　1)因SB7/NB7节段近半长度位于辅助墩承台投影范围，合龙施工时无法采用驳船配合桥面吊机进行常规施工，故合龙吊装工艺必须采取倾斜吊装;同时，为保证SB6驳船驶入次边跨河道进行常规无限位非倾斜吊装，边跨合龙梁段存梁平台及存梁位置必须与SB6节段具备足够的安全距离(见图1)。

　　

　　图1 常规合龙方案存梁位置及存梁平台 

　　 

　　2)无支架存梁平台以辅助墩钢套箱、承台为主体，在钢箱梁远塔侧边箱第1道横梁处设置支撑，近塔侧边箱搁置于设置在承台钢套箱上的钢平台上，平台及支撑与钢箱梁接触处均设置橡胶垫块，防止钢箱梁落梁时冲击变形(见图2)。

　　

　　图2 滑触式荡移法合龙方案存梁位置及存梁平台示意  

　　 

　　3)在辅助墩靠近塔侧设置限位装置，装置与钢箱梁及墩柱接触的两侧粘贴橡胶垫块，防止存梁过程中钢箱梁碰撞辅助墩，造成钢箱梁及墩身损伤。

　　2.1.3 边跨存梁施工

　　1)存梁平台及墩身限位装置施工完成后，在次边跨河道内利用浮吊将钢箱梁吊装存放于无支架存梁平台上方(见图3)。

　　2)钢箱梁落梁存放就位后，在钢套箱上沿钢箱梁横桥向及顺桥向设置“占”字形反压限位装置，同时在钢箱梁吊装吊耳与钢套箱上原吊装吊耳间设置钢丝绳配合花篮螺栓进行拉锚，防止梁体滑移及倾覆(见图4)。

　　

　　图3 无支架存梁平台、墩侧限位保护装置及钢箱梁吊装存放  

　　 

　　

　　图4 反压限位及拉锚钢丝绳设置  

　　 

　　2.1.4 滑触式限位装置施工

　　1)桥面吊机吊具与卷扬机高差26.76m，业主设计主栈桥侵占钢箱梁投影区域约0.33m，形成水平角度0°42'24″，钢箱梁存放位置偏离远塔侧2.54m，桥面吊机纵向油缸行程结束后吊具中心顺桥向偏位1.737m，形成纵向倾角3°42'50″。

　　2)为解决桥面吊机斜向无限位吊装中的问题，在钢套箱上焊接双向滑触式限位装置，装置以型钢加工而成，整体呈带坡度的L形，装置的滑触面伸入钢箱梁底并预留2mm空间便于安装，装置安装前对其滑触面进行抛光处理，以始终保证起吊提升时不产生过大摩阻力，使钢箱梁提升平滑过渡。

　　2.1.5 边跨合龙施工

　　1)在边跨合龙前对已安装节段进行连续72h线形监测，并结合Midas模型对监测结果进行模拟分析，然后根据分析结果进行温度配切(见图5)。

　　

　　图5 滑触式限位装置焊接及抛光处理  

　　 

　　2)温度配切完成后准备进行钢箱梁试吊，试吊前下放吊具、安装吊装吊耳、拆除反拉钢丝绳、割除反压装置，然后利用桥面吊机缓慢提升。

　　3)开始提升时始终保证钢箱梁整体与水平双向滑触式限位装置紧密接触，因水平限位装置作用，桥面吊机仅需在角度偏大时提供大于钢箱梁与限位装置间的摩擦力即可，该摩擦力在横向及纵向对钢箱梁荡移提升进行缓冲，使其同时在横向及纵向偏角上平缓过渡，并完成横向荡移及部分纵向荡移。

　　4)待钢箱梁在水平限位装置上结束行程后，继续使其密贴竖向限位装置直至竖向行程结束，该阶段进一步完成部分纵向纠偏以便后续荡移提升。

　　5)将MB7与合龙段SB7同步对称起吊，待SB7节段荡移稳定后提升至合龙口附近，在达到稳定低温时间段后继续提升，并对因加工或配切误差产生的阻碍提升的部位进行再次配切，使边跨合龙段提升就位(见图6,7)。

　　

　　图6 吊具下放及吊耳安装、连接  

　　 

　　

　　图7 SB7/MB7节段对称提升及合龙段再配切  

　　 

　　6)完成SB7与SB6节段环口焊接，然后进行SC6斜拉索一次张拉，利用配重进行SB7/SB8合龙口标高微调，标高调整就位后，完成SB7与SB8梁段合龙口环口校正及焊接，拆除辅助墩、过渡墩临时支点及其之间的临时支点纵向约束。

　　7)然后按监控指令依次完成压重混凝土块、桥面板、湿接缝、斜拉索二次张拉及预应力等施工，完成边跨合龙(见图8,9)。

　　

　　图8 环口焊接及配重块安装  

　　 

　　

　　图9 桥面板提升上桥及安装 

　　 

　　2.2 中跨合龙方案设计与施工

　　2.2.1 中跨合龙施工总体方案

　　中跨合龙段钢箱梁MHB在厂家加固后利用驳船运输至施工现场，根据监控指令进行温度法配切后，利用桥面板及钢箱梁共用式桥面吊机进行单侧提升，然后进行钢箱梁节段焊接、压重混凝土块与桥面板安装、斜拉索及桥面板预应力施工。

　　2.2.2 钢箱梁节段加劲

　　1)中跨合龙段MHB钢箱梁节段平面整体呈工字形，在吊装过程中易出现两侧起升不同步，造成钢箱梁扭转变形(见图10)。

　　

　　图1 0 中跨合龙段加劲设计  

　　 

　　2)为避免钢箱梁在吊装过程中出现扭转变形及局部变形，利用横、纵向钢管桩及加劲板分别对钢箱梁整体及吊点局部进行加劲。

　　3)横桥向加劲钢管同时作为竖向拉锯法提升的吊点。

　　2.2.3 中跨合龙施工

　　1) MC12,SC12斜拉索二次张拉(1)安装MB13节段桥面板;(2)南、北岸桥面吊机分别前进8m、后退4m，移动时保证两者之间的安全距离，避免桥面吊机对顶碰撞，形成纵向拉锯式状态;(3)按监控指令提供的标高及索力进行南、北岸MC12及SC12斜拉索二次张拉(见图11)。

　　

　　图1 1 桥面吊机纵向拉锯式前移及后退 

　　 

　　2)合龙段配重及配切(1)在南、北两岸MB13节段对称预施加350k N配重荷载，测量南、北岸MB12及MB13悬臂端控制点高程，然后进行配重和位置调整，使南、北两岸MB13悬臂端控制点高程一致(见图12);(2)配重调整完成后，连续24h对南、北岸MB13梁段悬臂端上、下游顶、底面各4个控制点的空间位置进行观测记录，分析控制点空间位置随温度变化的移动规律;(3)航道封航后，合龙段钢箱梁运输船就位，抛锚稳固钢箱梁运输船只;(4)根据夜间持续低温且合龙口长度较稳定的时间段确定合龙段配切长度，该时间段长短应能满足合龙段MHB节段钢箱梁完成安装就位及采用弱连接锁定。

　　

　　图1 2 中跨合龙段配重示意  

　　 

　　3)中跨合龙(1)卸载南岸MB13节段悬臂端配重荷载，在夜间低温时段进行中跨合龙段MHB节段预起吊，测量南、北岸MB12及MB13节段钢箱梁悬臂端控制点标高，调整南岸SC11,SC12,MC11,MC12斜拉索，使中跨合龙段MHB节段钢箱梁安装角度与制造线形角度一致(见图13)。(2)在夜间低温稳定时间段正式起吊合龙段MHB节段钢箱梁;因吊具限制，钢箱梁重心偏离吊具中心，仅靠纵坡调节油缸无法满足钢箱梁调整，因此利用桥面板及钢箱梁共用式桥面吊机的可移动桁车进行钢箱梁姿态调整，形成一种竖向拉锯式提升工艺。(3)将中跨合龙段MBH节段提升至合龙口附近，在达到稳定低温时间段后继续提升，并对因加工或配切误差产生的阻碍提升的部位进行再次配切，使中跨合龙段拉锯式提升就位。(4)完成MHB节段与MB13节段钢箱梁的所有环口弱连接，在完成环口第1道焊缝后，解除全桥钢箱梁塔区临时刚接及抗风支座、塔区球形支座、临时支座等纵向约束。(5)完成中跨合龙段MHB钢箱梁节段与南、北岸MB13节段钢箱梁纵梁环口及小纵梁焊接连接，拆除中跨合龙段MHB钢箱梁节段加劲设施，安装桥梁检修小车，并结合设计图纸及监控指令完成中跨合龙段MHB钢箱梁节段桥面板、现浇缝、预应力束、支架与桥面吊机拆除及全桥调索、阻尼器安装等施工(见图14)。

　　2.3 经济性分析

　　鳌江特大桥边跨滑触式荡移法及中跨单侧拉锯法合龙工艺、无支架存梁平台、装配式吊耳的使用证明，这两种合龙工艺的设计与施工不仅提高了工效、缩短了工期、保证了施工质量，并且可重复周转，促进可持续发展，节省工程造价，节约成本总计约119.58万元，缩短工期21工天(见表2)。

　　

　　图1 3 中跨合龙段吊重侧卸载配重示意  

　　 

　　

　　图1 4 吊装、弱连接、约束解除施工示意  

　　 

　　  

　　表2 滑触式荡移法与拉锯法合龙工艺对比经济分析 

　　 

　　 

　　

　　表2 滑触式荡移法与拉锯法合龙工艺对比经济分析

　　3 结语

　　本文针对斜拉桥传统合龙工艺的不足，提出一种边跨滑触式荡移法及中跨拉锯法单侧合龙工艺。该工艺设计无支架存梁平台、滑触式限位装置、拉索锚固系统、钢箱梁反压系统、装配式吊装吊耳、共用式桥面吊机。其在鳌江特大桥工程应用结果表明，边跨滑触式荡移法及中跨拉锯法单侧合龙工艺能最大限度地提高叠合梁施工质量，且具有通用便捷、优质高效、安全经济、节能环保等特点，推广应用价值较高。