1 工程概况

2钢桁拱总体安装方案

3主要大临设施及施工机械

为实现钢桁架拱半悬臂拼装，两边跨各设置5组临时支墩。临时墩1、2、3由单组分配梁构成，4、5临时墩由分配梁组相互叠加而成，钢桁梁安装时，节点受力部位直接放置于分配梁顶部受力。临时墩1、2、3、4下部采用φ820钢管桩为主要受力点，设计单桩承载力1 200 kN，临时墩5采用φ1 020钢管桩，设计单桩承载力2 000 kN，钢管桩连联系采用φ350钢管，钢管桩受力及稳定性满足设计要求。在设计时为安全考虑，在计算支墩所承受的反力时，均按“当钢梁架设至该支墩后，以前的支墩不再受力，由本支墩及桥墩承受钢梁自重及施工荷载”进行考虑。临时墩结构布置见图4。

a—立面；b—横断面。图4 临时墩结构示意

蚌埠市淮河大桥采用两侧对称悬臂安装，扣索塔架作为辅助手段其铰接(φ380 mm铰轴)于钢梁A8节点上，前后索分别锚固(φ320 mm铰轴)在钢梁A13、A1节点上；塔架高度43 m(下铰中心到前后索中心线交会点)；塔架横向与主桁相同布置为二桁结构，桁间距33 m。

扣索塔架中心立柱的横截面为焊接H形钢及连接缀板组成的格构式压杆，设有标准节、顶节以及底节，其中连接缀板采用万能杆件。

扣索塔架的吊索共有24根，上下两端用锚箱同时锚固6根吊索，每根吊索由85根φ7的高强钢丝组成，高强钢丝的抗拉极限为σb=1 670 MPa，锚具为PESM7-85型冷铸锚具,下端为张拉端。扣索塔架结构见图5。

a—立面；b—横断面。1—A1节点；2—A13节点；3—侧梁A8节点；4—A8(侧梁节总板)。图5 扣索塔架布置及现场示意

墩顶调整装置是调整钢梁几何状态的重要手段，在钢梁架设过程中起着至关重要的作用，需通过墩顶布置中的位移调整系统来完成大跨度钢桁拱的高精度跨中合龙，顶落梁、纵横移工作均通过墩顶调整装置来实现。墩顶调整装置主要包括千斤顶、垫梁、滑道梁(带水平顶反力座)、MGE板等，其中竖向顶采用自锁式1 080 t顶，水平顶采用250 t顶。墩顶结构见图6。

a—示意；b—实物。图6 墩顶调整装置

本工程安装采用两台HQ60/16全回转架梁起重机(以下简称架梁机)，架梁机主要由纵移机构、下底盘、上底盘、回转机构、转台、人字架、臂架、变幅机构、起升机构、电气、液压系统等构成。起重机自身具备自走行、升降、变幅、全回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。主钩幅度范围8.5～30 m，回转范围±90°，最大爬坡角度33°，副钩可以部分回转工作，满足倒运轨道、安装上平联等的使用要求。架梁机总体结构见图7。

1—上底盘；2—下底盘；3—伸缩套；4—锚固装置；5—牵引系统总成；6—回转系统；7—轨道；8—安全杆装置。图7 爬行架梁吊机立面示意

4架设主要施工工况

吊装第8节间钢梁上主墩，此时边跨钢梁处于最大悬臂状态，边跨5号临时墩支反力最大。依据此工况下的支反力进行临时墩的结构和基础设计，确保结构受力安全。同时，通过将钢梁与正式支座间用钢垛抄垫紧，使支座受力均匀，实现钢梁无应力上主墩，从而解决了钢梁悬臂架设的关键技术难题。

JD18、JD19阶段为挂扣索前钢梁的最大悬臂状态，此时未安装扣索，由于悬臂过大，拱桁上弦产生了较大的拉应力。此工况吊机支腿位于第14节间。

为解决钢桁拱架设悬臂端挠度过大以及边跨杆件应力超限的难题，采用在钢梁A8节点上设置吊索塔架，对称挂设扣索、张拉扣索的方法。装扣索、扣索张拉工况关键点是要控制扣索塔架的垂直度，确保所有扣索受力均匀，索力值偏差在±10%以内。

5施工关键技术

钢桁架拱悬臂拼装施工工况与成桥工况有很大变化，主梁杆件及临时结构受力不断变化，施工阶段的模拟计算分析必须准确可靠。本桥计算采用有限元软件MIDAS/Civil 2006，除桥面系外，钢桁梁其他部分均以设计施工图提供的结构尺寸、截面形式以及材料为依据建立空间杆系有限元模型，钢桥面板及人行道板按自重加于下弦及节点上。其中桁拱、腹杆、系梁、平纵联、桥面系杆、临时扣塔等钢结构用梁单元模拟；吊杆和斜拉索采用桁架单元模拟。全桥共按29个施工阶段进行有限元模拟分析，其中第1～11阶段，主要计算临时墩反力；第12～25阶段，主要计算悬臂架设的倾覆、支座反力、校验主体钢梁应力、计算钢拱前端变形；第26～28阶段，主要计算合龙杆件的变形及转角，并使其满足合龙要求。合龙状态计算结果见表1。

表1合龙状态计算结果

为确保施工中主梁受力安全，模拟计算采取了分阶段配重的方法。根据分析，除第25阶段(安装扣索后最大悬臂状态)后端斜腹杆A5E6应力超出容许应力外，其余杆件均满足设计要求。对于应力超限的A5E6杆件采取加强角钢增大截面进行补强。通过施工监控，杆件各项指标符合设计要求。

为满足钢梁悬臂架设抗倾覆的要求，需在边跨逐级加载压重。根据现场施工条件与现有材料，采用在钢桥面板顶面分仓堆放碎石的方案，单侧边跨分为四个区域的碎石储料仓，即30 m×12 m×2 m料仓和20 m×12 m×2 m料仓，在满足设计的要求下，集中堆放。

根据模拟计算，E0E1、E1E2、E2E3压重荷载按照200,300,400 kN/m 3个阶段进行逐级压重，E4E5、E5E6压重荷载为单桁200 kN/m，即边跨E0—E3节间单桁最大压重为12 000 kN，边跨E4—E6节间单桁最大压重为4 000 kN。

钢梁几何状态的调整以及高精度的跨中合龙，都要通过体系转换来完成，体系转换技术是大跨度钢梁施工中的关键技术。体系转换主要通过顶落梁来实现，顶落梁的主要原理是在边墩布置能滑动的钢垫块，主墩布置以MGE板作为滑动面的竖向千斤顶及水平千斤顶，利用千斤顶实现顶落梁及纵横移。

钢桁拱悬臂架设主要经历3次体系转换。钢桁拱过主墩悬臂两个节间，进行第1次体系转换：利用主、边墩的墩顶千斤顶起顶钢梁，脱空所有边跨临时支墩，然后使钢梁处于简支状态，再根据计算分析结果，两边墩分别顶落380 mm和387 mm，活动支座侧钢梁向中跨偏移425 mm。钢桁拱合龙前，进行第2次体系转换：两边墩分别累计顶落422 mm和430 mm，活动支座侧钢梁向中跨累计偏移473 mm。桥面系杆合龙前，进行第3次体系转换：解除主墩活动支座的临时锁定，起顶边墩钢梁300 mm，活动支座向边跨方向纵移437 mm，使得系杆合龙口张开至施工设计长度。

一侧架梁吊机后退，另一侧架梁吊机前移，准备合龙段施工。合龙时先合龙钢桁拱下弦，再合龙上弦，最后合龙桥面系杆。通过钢梁整体纵移、边墩顶钢梁预落和扣索塔架对悬臂端位置调整，将跨中钢梁梁端合龙点的位移偏差调整到安装精度要求之内，并实测合龙口数据，实现钢桁拱拱肋无应力合龙；解除主墩活动支座的约束，通过两边墩起顶钢梁和逐步释放索力，使得系杆节点栓孔对应，并实时监控，进行系杆合龙，从而完成全桥无应力合龙。

6 施工监测

7 结束语

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