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 張  津  李  莉

 （中鐵山橋集團有限公司，河北秦皇島  066205）

摘  要：根據(jù)青島海灣大橋大節(jié)段制作經(jīng)驗，介紹大型構(gòu)件的高精度位置調(diào)控技術(shù)。即大質(zhì)量、大體積構(gòu)件采用滑移及頂升的方式，完成三維空間位置高精度調(diào)控的施工技術(shù)，并且詳細介紹了位置調(diào)控系統(tǒng)的構(gòu)成及施工操作方法。

關(guān)鍵詞：施工；大型構(gòu)件；高精度位置調(diào)控技術(shù)D01:10.13206/j. gjg201604018

1  工程概況

 青島海灣大橋滄口航道橋為(80 +90 +260+90 +80)m的五跨連續(xù)雙幅分離的雙塔雙索面稀索鋼箱梁斜拉橋，全長600 m，見圖1。設(shè)計最高通航水位3. 040 m，通行凈空190 m×40.5 m。鋼箱梁采用分離式雙箱斷面，單個箱梁為扁平閉口流線型鋼箱梁。全橋鋼箱梁分為A-M共17種類型96個梁段，梁段長度9.0～18. 75 m。梁段最大質(zhì)量293.1 t，鋼箱梁總質(zhì)量約15 000 t。

 為提高鋼箱梁制作質(zhì)量、減少架設(shè)工期、提高施工效率，本橋采用大節(jié)段架設(shè)方案，即在拼裝場將幾個鋼箱梁小節(jié)段拼焊為一個大節(jié)段，然后利用大型浮吊吊裝。全橋共制造20個大節(jié)段，其中最大質(zhì)量約832 t，長度為69 m，斷面尺寸為3.7 m×24 m。這種大體積、大質(zhì)量的鋼箱梁吊裝段制作時，由于結(jié)構(gòu)特點、鋼板軋制能力、單元件運輸?shù)跹b限制，將其沿長度劃分為兩個長30 m、質(zhì)量400 t的小節(jié)段。兩個小節(jié)段需在拼裝場完成全斷面偏差小于1 mm的對接，同時要保證所形成的大節(jié)段旁彎、縱曲線等滿足JTG TF50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求。因此在施工過程中，如何實現(xiàn)兩個小節(jié)段精確、高效、穩(wěn)定、安全的定位組拼就成為施工中的主要技術(shù)難題。大節(jié)段組拼示意見圖2。

2  高精度位置調(diào)控技術(shù)

 以高精度位置調(diào)控系統(tǒng)為核心，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點、架設(shè)方案、安全生產(chǎn)等因素的要求，編制了施工方案，實現(xiàn)小節(jié)段在三維空間內(nèi)位置精準(zhǔn)可控移動。

2.1  位置調(diào)控系統(tǒng)

 位置調(diào)控系統(tǒng)按功能可劃分為支撐裝置及調(diào)控裝置兩部。本工程采用多點支撐方式，并將支撐裝置及調(diào)控裝置設(shè)置在支撐點上。即在固定小節(jié)段橫縱隔板交叉處設(shè)定位墩（圖3），在拼裝小節(jié)段橫縱隔板交叉處設(shè)調(diào)控滑移墩（圖4）。定位墩在水平面內(nèi)固定，僅能進行鉛垂方向調(diào)控；調(diào)控滑移墩可同時進行空間三向調(diào)控

 支撐裝置主要包括支撐、高度調(diào)控墊塊和液壓千斤頂?shù)炔糠�，支撐以工型鋼為主要支撐受力�?gòu)造，上、下設(shè)置20 mm鋼蓋板作為聯(lián)結(jié)系及傳力擴大面。其中上蓋板預(yù)留千斤頂洞口，且在支撐工型鋼間設(shè)置千斤頂支撐牛腿。

 調(diào)控裝置包括：以液壓千斤頂為主的鉛垂調(diào)控裝置；以四氟乙烯板與不銹鋼板為滑動主體；黃油為潤滑劑的滑動摩擦副；絲杠為牽引動力及精度控制器的水平滑移裝置；其中液壓千斤頂、滑動摩擦副設(shè)置在調(diào)控滑移墩上，絲杠安裝在小節(jié)段間的對拼縫處。液壓千斤頂采用液壓聯(lián)動方式，使各支點受力平衡，確保不會產(chǎn)生單支點過壓傾覆，同時調(diào)節(jié)精度在1mm以內(nèi)�；瑒幽Σ粮钡倪x擇參考了大型網(wǎng)架滑移的經(jīng)驗；自制絲杠將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，極大地提高了平面內(nèi)位置調(diào)控精度。

 定位墩以支撐裝置為主，通過液壓千斤頂完成對鉛錘方向位置調(diào)控，然后塞入不同厚度鋼板，撤下千斤頂，完成高程定位。

 調(diào)控滑移墩同時包含支撐裝置及調(diào)控裝置的滑動摩擦副部分，兩部分相對獨立，避免同時工作使構(gòu)件產(chǎn)生重心偏移。高程調(diào)控方法與定位墩一致�；瑒幽Σ粮痹O(shè)置在獨立支撐上，在邊緣設(shè)置擋塊鎖定行程范圍，最大行程為±150 mm。此行程范圍降低了拼裝小節(jié)段的初定位難度，且由于滑移與支撐相對獨立，還可以通過施工方法增加行程范圍，比三向千斤頂行程范圍大很多。

2.2調(diào)控裝置選擇

 在施工時，首先根據(jù)工程實際情況選定液壓千斤頂及絲杠。其中，高程主要調(diào)控構(gòu)件液壓千斤頂?shù)倪x擇，以單個支點最大支撐反力686 k N為依據(jù)；采用1 500 k N液壓千斤頂，完全滿足使用要求，并含有富余的安全載重。使用時，上覆30 mm厚鋼墊板，擴大接觸面積，減小局部壓力，確保鋼箱梁局部不會發(fā)生不可恢復(fù)變形。

 滑動摩擦副在施工前需進行摩擦系數(shù)測定，見表1。由表1可得平均靜摩擦系數(shù)μ靜為0. 102，平均動摩擦系數(shù)μ動為0. 061，可求得最大靜摩擦力和最大滑動摩擦力分別為68.6，41.2 k N。自制牽引力為100 k N的絲杠，牽引力大于最大靜摩擦力，可以滿足使用要求。

2.3  位置調(diào)控技術(shù)

 按施工方案，將定位墩及調(diào)控滑移墩按圖5布置。圖5中左側(cè)區(qū)域為固定小節(jié)段，右側(cè)區(qū)域為拼裝小節(jié)段，中間框為對接縫，斷面外框為橫隔板位置，縱橋向外框為縱隔板位置。

 1)固定小節(jié)段放置時，要首先預(yù)調(diào)高程及梁段中心線位置。梁段中心對齊：預(yù)先在大節(jié)段拼裝區(qū)，根據(jù)支點位置放樣，做出梁段中心線，在中心線兩端埋下鋼筋定位；固定小節(jié)段就位時，由底板中心線向箱梁下表面反梁段中心線，做好標(biāo)記；在固定梁段放置時，梁段中心線與定位墩中心線偏差小于±10 mm。梁段高程調(diào)整：在定位墩擺放時預(yù)先測量各墩相對高程，使各測量點相對標(biāo)高偏差不至過大；在固定小節(jié)段就位后，使用定位墩上千斤頂進行高程精準(zhǔn)調(diào)控，直至滿足要求。

2)拼裝小節(jié)段放置時，應(yīng)根據(jù)固定小節(jié)段調(diào)整高程及中心線。梁段中心對齊：找到箱梁中心線后，與地面上預(yù)設(shè)中心線對齊；同時，應(yīng)考慮的固定梁段的偏斜，組對梁段應(yīng)與固定梁段同方向偏斜；在組對梁段放置時，梁段中心線與固定梁段中心線偏差應(yīng)小于±10 mm。梁段高程調(diào)整：在拼裝小節(jié)段放置之前，應(yīng)先調(diào)節(jié)各支墩相對高程（以固定梁段為基準(zhǔn)），使其不至于有大的偏差。

3)大節(jié)段預(yù)拼裝線型精準(zhǔn)調(diào)控。兩個小節(jié)段就位后，將3個絲杠跨對接縫與梁段連接，3個絲杠呈Z形布置；通過調(diào)控3個絲桿的長度，能夠?qū)崿F(xiàn)小節(jié)段水平面內(nèi)任意方向高精度可控移動；拼裝小節(jié)段的高程及水平位置調(diào)控應(yīng)在小范圍內(nèi)交替進行；在線型調(diào)節(jié)完畢后，將滑動摩擦副鎖死，避免意外滑動造成線型改變及安全隱患。檢測合格后，完成兩個小節(jié)段的連接。

3  結(jié)束語

 高精度調(diào)控技術(shù)應(yīng)用，使得青島海灣大橋滄口航道橋約1.5萬t共20個大節(jié)段的鋼結(jié)構(gòu)拼裝能夠順利完成，且單個大節(jié)段組拼從梁段就位到線型調(diào)整完成僅需要3d。這些充分證實了此技術(shù)在工程建設(shè)中，能夠高效、安全、穩(wěn)定地實現(xiàn)大體積、大重量鋼箱梁的精準(zhǔn)組對。