主塔横梁支架整体落架及纵移施工技术

陈贵桥CHEN Gui-qiao

（中铁大桥局集团第五工程有限公司，九江 332001）

1 工程概况

1.1 工程概述

鳊鱼洲长江大桥主航道桥采用（50+50+224+672+174+50+50+50）m 双塔双索面钢箱混合梁斜拉桥布置形式，全长1320m；其中钢箱梁长度为1060m，混凝土箱梁总长260m。索塔为H 型塔，空间索面，桥墩布置为1～9 号墩，其中4 号和5 号为主塔墩。主塔采用C55 混凝土，塔柱为钢筋混凝土结构，下横梁为预应力混凝土结构。

主塔下横梁高8～10m，横桥向长36m，顺桥向宽10m，采用单箱单室截面，顶、底板厚1m，腹板厚1m，横梁顶设进出人孔。

1.2 下横梁支架概况

4 号墩下横梁采用落地钢管柱支架法施工，钢管立柱支撑于主塔塔座上。下横梁支架主要由塔座预埋件、钢管支架、垫座、横向分配梁、底模系统、边支点及边支点分配梁等结构组成；4 号墩下横梁支架高31m，纵向宽度为10m，横桥向顶部宽度为21.6m、底部宽度为16.8m，总重为335t。

钢管支架立柱采用ϕ1020×12mm 钢管，3 排4 列布置，钢管纵向间距为4.5m，靠近塔柱2 列的立柱倾斜布置，立柱之间设置连接系，连接系采用ϕ426×6mm 钢管；立柱支撑焊接定位在塔座预埋件上，且立柱对应于横梁中心及两侧横梁腹板；每根钢管立柱和边支点顶部均设置垫座，便于支架落架。

横向分配梁长31m，采用Q345 材质钢板焊接型而成，标准截面1200×800mm，位于垫座上方，共3 组，分别位于横梁腹板及横桥向中心线上，安装在钢管立柱及边支点分配梁上，为主要承重梁。

支架共设置8 处边支点，上下游各4 处；边支点采取在主塔塔壁设置预埋件，并预留牛腿安装空间和张拉孔洞，通过安装牛腿，利用4 根ϕ32mm 精轧螺纹钢筋将牛腿与塔柱锚固，单根精轧螺纹钢筋预拉至30t；边支点顶部设置垫座及边支点分配梁。底模系统主要由36 根13.8m 长HN500×200 纵向分配梁、工10 和15mm 竹胶板组成。

2 整体落架及纵移施工技术

总体施工方案：4 号墩下横梁支架采取整体落架，然后分阶段纵向滑移至横梁外，支架分步进行拆除的施工方法。

2.1 整体落架

整体落架分为边支点上横向分配梁割除50cm，两排直钢管立柱分步割除，安装滑座及滑道梁，8 台100t 千斤顶支撑钢管立柱受力，两排斜钢管桩割除、体系转换，千斤顶同步整体下放支架至滑道梁上。

2.1.1 边支点上横向分配梁割除

下横梁支架整体落架高度为20cm，根据边支点处横向分配梁尺寸，需确保落架后塔柱与支架无接触，且预留滑移空隙，故边支点上横向分配梁割除高度为50cm。

割除采用氧割作业，单根横向分配梁2 端均需割除，共6 处。如图1 所示。割除后确保其与边支点分配梁悬空50cm，与塔柱无接触。同时靠近塔柱处HN500×200 纵向分配梁应提前拆除。

图1 边支点上横向分配梁割除示意图（单位：mm）

2.1.2 两排直钢管立柱割除

下横梁支架共两排直钢管，单排3 根，先对上游侧3根进行割除，然后待滑道梁及千斤顶受力后，割除下游侧3 根，钢管割除高度为1m。如图2 所示。

图2 钢管平面布置图（单位：mm）

2.1.3 安装滑座及滑道梁

待上游侧3 根直钢管割除完成后，安装上游侧滑道梁；滑道梁采用3HN488×300mm 型钢焊接而成，单根总长为27.1m，分12m 和15.1m 两段进行安装，大里程侧12m采用履带吊安装就位，小里程侧15.1m 采用履带吊、塔吊配合安装就位。

利用水准仪将滑道梁调平，底部缝隙采用钢板超垫。滑道梁安装就位后，在对接接头处坡口焊接，并加设加劲板，同时在接头处两侧超垫钢板。围堰支撑位置设置支撑牛腿，并焊接牢固。滑座上口为直径1.32m 圆盘，下口为直径1.52m 圆盘，圆盘采用16mm 厚钢板，上下口圆盘采用ϕ1020×12mm 钢管及16 块加劲板焊接形成整体。滑座与钢管立柱之间同样采用16 块加劲板加固，加劲板位置与滑座加劲板对应。单个滑座底部设置4 处滑座限位钢板，限位钢板起支架滑移限位用。如图3 所示。

图3 滑座及滑道梁布置示意图（单位：mm）

2.1.4 千斤顶受力，两排斜钢管割除，完成体系转换

下横梁支架底部共设置4 个支点，单个支点设置2 台100t 千斤顶；千斤顶受力后，割除两排斜钢管，同时为确保支点安全性，在每根立柱支点处大小里程设置钢板超垫，支架整体落架时逐块取出。

2.1.5 千斤顶同步落架

千斤顶落架前应检查边支点处横向分配梁是否脱空，除支点处外8 根钢管是否割除，落架前对作业人员进行再次交底，确保落架的同步性。

下横梁支架落架采取分侧逐级交错下降千斤顶的方式进行。首先将上游侧2 处支点共4 台千斤顶起顶至临时超垫钢板悬空，取出3cm 厚钢板，同时下降4 台千斤顶2cm，停止，并将螺旋千斤顶保险销上紧；其次将下游侧2处支点共4 台千斤顶起顶至临时超垫钢板悬空，取出5cm厚钢板，同时下降4 台千斤顶4cm，停止，并将螺旋千斤顶保险销上紧；重复以上工作直至千斤顶落至滑道梁上。

2.2 分阶段纵向滑移

下横梁支架纵向滑移分为三个节段，第一阶段滑移3.5m、然后拆除HN500 和第1 根横向分配梁与墩旁托架冲突部分，第二阶段滑移4.5m、然后拆除HN500 和第2 根横向分配梁与墩旁托架冲突部分，第三阶段滑移2.1m 至第3 根横梁分配梁离开下横梁投影范围。

下横梁支架滑移装置由滑道梁、张拉千斤顶、油泵、反力座、32mm 精轧螺纹钢、垫板组成。千斤顶、反力座及32mm 精轧螺纹钢应在同一轴线，且轴线应与滑道梁轴线重合，避免支架滑移过程中出现偏移。如图4 所示。

图4 支架滑移立面布置图（单位：mm）

由于下横梁支架总重量为335t，根据摩擦力计算公式F=μ×Fn，由垂直于摩擦面的压力Fn 和滑动摩擦系数μ 决定，摩擦系数由滑动面的物质、粗糙度和（可能存在的）润滑剂所决定。取钢与钢接触面最大摩擦系数为0.3，故下横梁支架最大摩擦力为0.3×335=100t。单根32mm 精轧螺纹钢拉力为1080×106×804×10-6/10000=86.8t，考虑安全系数，单侧支架采用2 根32mm 精轧螺纹钢进行滑移，张拉千斤顶为2 台300t 液压千斤顶；根据300t 液压千斤顶行程工作效率，单个行程时间为5min，支架滑移速度为3m/h。

支架滑移过程中液压千斤顶启动及制动时，由滑座与滑道梁之间的摩擦力产生动力，根据冲量守恒等式，F×t=mv 即μ×Fn×t=mv，滑座对滑道梁正压力Fn 等于支架自重m，故摩擦系数μ、滑移速度v 均相等；即滑移支架在启动及制动时，滑移4 个支点保持同步，无附加内力，可以保证结构稳定性。

钢管支架落架之前应提前在支点处滑座下方滑道梁上涂上优质黄油，减少滑移过程中摩擦力；上下游张拉时应同步进行，300t 千斤顶单个行程为20cm，张拉至最大行程时应回顶后重新张拉，反复进行。

张拉过程中应观察支架与塔柱间缝隙，同时每张拉一个阶段应该及时将支架与墩旁托架间存在冲突处割除。

2.3 支架分步拆除

支架分步拆除按照由上至下顺序进行，先拆除底模系统、后拆除横向分配梁、再拆除钢管支架，最后拆除边支点分配梁及边支点锚固系统。

2.3.1 底模系统拆除

底模系统从上之下依次为15mm 竹胶板、工10、13.8m长HN500×200 纵向分配梁。将竹胶板、工10 堆码成型，采用钢丝绳捆绑吊装至大堤斜坡面上；HN500×200 纵向分配梁单根重量为1.5t，间距为1.3m，首先应将纵向分配梁上临时连接解除，然后采取单根吊装拆除方式进行拆除。

2.3.2 横向分配梁拆除

底模系统拆除完成后，割除横向分配梁与桩顶垫块间焊缝连接，准备拆除横向分配梁。横向分配梁长度为31m，单根重量为28t，采取分2 段进行拆除。单段分配梁长度不宜超过18m，吊装采用130t 履带吊进行。

2.3.3 钢管支架拆除

横梁支架滑移就位后，将6 根直钢管立柱与滑道梁焊接定位，防止后续钢管立柱拆除出现倾覆现象。

钢管支架采取先斜边钢管，后直钢管的方法。斜钢管采取整体拆除，直钢管采取分段拆除。其中拆除斜钢管部分时，将其与直钢管连接部分连接系整体割除，斜钢管长度为29m，重量为8.7t，整体拆除连接系总长度为30m，重量为1.8t，整体吊装重量为10.5t，吊装采用130t 履带吊进行；拆除直钢管部分时，直钢管长度为29m，分两段拆除，底节长度为13m、重3.9t，顶节长度为16m、重4.8t，可将部分连接系与直钢管进行整体拆除，吊装采用130t 履带吊进行。

2.3.4 边支点分配梁及边支点锚固系统拆除

边支点分配梁为2HN800×300mm 型钢，长度为10m，单根重5t；拆除前用氧割解除边支点分配梁与牛腿间焊缝，然后用130t 履带吊进行吊装拆除。

拆除边支点锚固系统，首先应该解除牛腿与塔柱混凝土间约束，包括拧除M42 爬锥受力螺栓、解除精轧螺纹钢应力，然后将其吊装至塔柱外。

3 结语

主塔横梁支架整体落架及纵移施工技术不仅弥补了常规拆除施工的不足，而且使施工效率提升明显，达到了安全、优质、快速施工的预期。为以后类似工程施工积累了丰富的经验，具有较高的推广价值及广阔的应用前景。