雅康高速公路C5合同段对岩枢纽互通4次上跨运营中的G5京昆高速公路、18次上跨G108国道、8次上跨对岩濆江河, 最多达3层立交 (见图1) , 地形复杂, 影响施工因素多, 其中主线桥2次上跨G5京昆高速公路, 上跨部分采用1跨2幅钢-混凝土组合结构, 单跨跨径65m, 半幅宽16m, 总重550t。

由于保通、质量及工期要求, 若采用常规的顶推或分节段吊装施工, 均无法达到目的, 经过项目技术人员研究, 提出了一种整体拖拉的钢箱梁安装施工方法, 有效解决了该项难题。

根据现场情况, 在G5京昆高速公路两侧设置3组反力支架, 每组反力支架均由12 ϕ530×8钢管组成, 并在反力支架顶部安装纵梁与滑块。

钢箱梁半幅重约550t, 四氟乙烯滑板与不锈钢钢板的滑动摩擦系数为0.04, 静摩擦系数约为0.08。根据拖拉力的大小及现有设备情况, 主梁单幅拖拉采用2台200t连续拖拉千斤顶, 单台千斤顶可提供2 000kN水平拉力, 每台千斤顶配4 ϕ^s15.2预应力钢绞线。反力支架与永久支墩通过钢丝绳 (或其他措施) 连成整体, 钢箱梁脱离混凝土桥面前永久现浇梁提供部分支反力。拖拉系统布置如图2所示。

后锚点布置在钢箱梁尾部, 反力座腹板在与底板加劲对应位置焊接固定, 在横桥向对称中心线两侧对称布置2台, 同时在钢箱梁尾部设置备用后锚反力座, 每个反力座通过4ϕ^s15.2预应力钢绞线与连续千斤顶构成传力系统, 钢绞线通过固定锚具支撑在后锚座上;后锚座焊接完成后经过焊缝检测合格后方可使用。

下滑枕为3I56b型钢, 将顶面盖板割除并将端部切割成圆弧倒角, 重新焊接1块盖板, 盖板顶部焊接不锈钢板;滑枕侧面设置横向限位装置, 避免钢箱梁在拖拉过程中横向偏位太大。

滑枕安装时要求所有横向相邻滑枕的高程一致, 滑枕安装前必须调整水平, 保证拖拉过程中箱梁、滑板、滑枕板之间均为面接触, 滑枕安装时计算出滑道顶标高, 进行测量精确控制, 四角要求平整度偏差<2mm。

滑枕顶铺设不锈钢板, 其上铺设四氟乙烯滑板, 每个滑枕配置5块滑板 (见图3) , 单块尺寸为150mm×300mm×10mm, 确保滑动面上始终有3块滑板。拖拉时滑板与钢箱梁相对静止, 钢箱梁带着滑板在不锈钢板上滑动, 通过不断地在摩擦面间喂塞滑板, 使钢箱梁顺利滑移, 滑道面可涂硅脂, 以减小摩擦系数, 塞滑板位置共24个, 1个人负责2个点位, 及时塞滑板, 如有情况及时与主控联系。

大跨度钢箱梁拖拉安装施工是在梁体整体拼装、焊接并检测合格的前提下进行。根据计算, 需在梁体前端设置30m长的钢导梁, 在钢箱梁底部设置反力支架与滑枕克服梁体自重, 保证梁体稳定性, 克服梁体拖拉过程中的水平分力。在反力支架上对称设置连续式千斤顶, 每台千斤顶配备预应力钢绞线, 在梁体尾部设置后锚点, 钢绞线穿过后锚点, 利用千斤顶拖动钢绞线, 依靠梁体与钢导梁自身的刚度与配重整体拖拉过跨, 整个拖拉过程无须在尾部采取其他措施进行配重, 拖拉系统整体如图4所示。

1) 高程调整 钢箱梁有15cm的预拱度要求, 为确保滑枕始终与钢箱梁接触传力, 需要行走一段距离, 启动千斤顶, 顶起滑枕, 在滑枕与底座之间垫预制好的钢垫块。

2) 中线偏位调整 (见图5) 中线偏位采用单点拖拉方式调整轴向偏差, 使钢箱梁前进过程中达到轴线动态调节的作用。

3) 横向偏位调整 横向偏位采用横向千斤顶配合反力支架进行纠偏。

落梁采用12台100t双作用千斤顶, 行程200mm, 系统压力70MPa, 带液压锁, 千斤顶高度332mm, 外径165mm, 每2台千斤顶配1台泵站。钢梁两端墩顶分别配置1套PLC控制系统。液压系统配备了竖向位移传感器, 通过PLC控制系统控制6台千斤顶的落梁同步性, 使千斤顶的落梁位移误差在5mm以内, 并可随时检查每个点的位置和压力。

落梁高达3.81m, 支架位于混凝土永久墩盖梁上 (见图6) , 底层为I40b, 主要受力节点采用2I18, 辅助受力节点采用单根I18, 横纵向垫梁的每个交叉点采用4ϕ12 C级普通螺栓连接, 由此可确保垫梁之间不会产生错动。横向双拼工字钢长度方向采用螺栓连接, 千斤顶倒用时逐步拆除, 保证千斤顶位于支架层间节点位置。落梁时, 将钢箱梁顶升, 拆除反力支架, 利用垫梁、垫块配合千斤顶, 反复循环顶升、卸载操作过程, 逐层拆掉垫梁, 对称落梁。

1) 在整体拖拉前实施全面检查, 各临时墩设置水准点以便观测沉降, 钢绞线实施预拉, 电路完好, 通信设备正常, 操作人员到位, 跟踪监测人员到位, 顶推工况拉力计算完成。

2) 准备开始拖拉, 实施点动2～3次, 以检查顶推全部设施是否正常。

3) 拖拉力大小根据摩阻力大小自行调节, 并通过油表反映, 千斤顶使用前按要求进行校定, 油表应进行标定。施加拖拉力时, 先将千斤顶逐步加力至计算顶力, 如施加到最大拖拉力时梁体仍未能移动, 则应进行检查, 研究调整拖拉力后方可继续顶推。

4) 位移观测 主要是观测梁体中线偏移和墩顶水平位移, 墩顶位移观测非常重要, 从施力开始到梁体开始移动连续观测, 一旦横向位移超过设计允许值 (50mm) 则立即停止施力。

5) 当导梁端头过孔接近前方滑枕时, 停止拖拉, 等待钢箱梁梁体温度均衡, 继续顶推至设计里程。

6) 钢箱梁拖拉时, 更换四氟乙烯滑板是一项重要工作, 钢箱梁要平稳安全拖拉, 四氟乙烯滑板必须完好平整, 各块紧挨, 钢箱梁与滑道间不得脱空, 四氟乙烯滑板损坏时应及时更换。

通过项目研究对比发现, 与吊装施工方案相比, 整体拖拉施工方案节约费用约32.7万元, 且在特殊条件下, 整体拖拉施工方案比吊装施工方案更实用。

雅康高速公路通往我国四川省西部藏族地区, 是“国家公路网规划”高速公路G42横线“上海—成都”及G4218联络线“雅安—叶城”的重要组成部分, 具有重要的政治意义;对岩枢纽互通为雅康高速公路的重难点、节点工程, 是雅康高速公路“一桥、一隧、一互通”中的枢纽互通, 对岩大桥 (主线) 钢箱梁采用整体拖拉技术跨越既有运营高速公路, 施工难度极大、安全风险高, 通过对对岩大桥钢箱梁安装施工进行研究, 总结了大跨度钢箱梁整体拖拉、落梁的施工要点。