论文部分内容阅读
【摘 要】三塔悬索桥目前作为一种跨越能力较大的新型桥梁，由于结构受力需要，中塔常采用钢结构塔柱形式，结构体积繁杂、质量较大、安装高度较高，其安装施工作业难度较大，鉴于目前没有现成定额可套用，此文以建成江苏泰州长江公路特大桥为例，结合现场施工组织实际，对其水中钢塔安装施工进行了技术经济的分析和探讨。
【关键词】三塔悬索桥：钢中塔：塔柱安装施工；经济分析
Three-tower suspension bridge steel tower construction technology and economic analysis
Zhang Han-bo，Tu Yong-shi
（Railway Bridge Survey and Design Institute Co.， Ltd Wuhan Hubei 430064）
【Abstract】As a new type of bridge， three tower suspension bridge has larger spanning capacity. The steel structure is often used in middle tower due to force requirement. Because of the complex structure，bigger quality and higher altitude， installation and construction are difficult . No ready-made quota can be applied. In the paper， taking Jiangsu Taizhou Yangtze River highway bridge as an example， combining with construction organization at scene， we analysis and discuss the technical economy of steel tower installation in water.
【Key words】Three tower suspension bridge；Steel tower；Tower Installation and construction；Economic analysis
1. 工程概况
1.1 泰州长江公路大桥为主跨1080m三塔悬索桥，主桥两边塔为钢筋混凝土塔，主桥中塔由于结构受力原因采用人字型钢结构塔，中
塔高182.5m，其中：交点以上塔柱高110.5m，交点以下塔柱高72.0m。
两条斜腿在塔底的叉开量为36.0m，斜腿段纵向坡度为4：1，中塔横向为门式框架结构，两塔柱间的横向中心距塔顶处为34.8m，塔底处为42.58m，塔柱横向呈3650：69的坡度。
1.2 钢塔柱为单箱多室截面。
塔柱横桥面尺寸为5.0m，纵桥向尺寸：直线段从顶面6.0m变化到底面9.672m，过渡段从顶面9.672m变化到底面15.614m；斜腿段为6.0m。
表1 中塔架设的技术标准
表6 钢塔安装工程数量
1.3 中塔设两道横梁。上横梁顶面高程为+185.5m，下横梁顶面高程为+65.9m，D1～D3节段是下塔柱的一部分，长均为15.0m，D4、D5节段及下横梁为下塔柱的另一部分，横桥向坡度为39：1920。D4节段为裤叉形，长10.775m，，D5节段长15.0m，下横梁长31.4m，断
表2 钢塔施工主要设备
表4 下塔柱施工人员配置表
面呈梯形，顶面宽13.0338m，底板宽14.8774m，高5.0m，顶面安装标高为+65.9m；D5以上及上横梁为上塔柱部分，上塔柱分15个节段，上横梁外形为横置的K型，在桥中心线处的梁高为3.588m，近塔柱处的梁高为10m，长25.99m， 塔柱结构见下图1。
表3 施工周期
表7 钢塔架设工程（下塔柱）经济单价分析表 单位：10t
2. 钢塔安装技术难点
2.1 塔柱架设是再现工厂制造精度的过程，其核心问题是采取有
效措施恢复工厂匹配制造时相连节段的相对几何位置和相连节段端面的金属接触率。
中塔架设的技术标准见表1。
表5 上塔柱施工人员配置表
表8 钢塔架设工程（上塔柱）经济单价分析表 单位：10t
注：人工费、材料费、均参照公路预算定额（JTG/T B06-02-2007）附录四定额基价取定。
机械台班使用费参照公路工程机械台班费用定额（JTG/T B06-03-2007）中机械台班定额基价取定。1200t、1000t浮吊、MD3600塔吊台班单价按市场租赁价格确定。
2.2 根据钢塔安装技术标准采取以下施工措施：
（1）设置塔底定位架确保D0段精确定位。
（2）节段由制造厂运往安装现场过程中，应对节段端的机加工面采取必要的保护。
（3）塔柱节段的架设难点是超重、超大构件的高空吊装施工，施工中要高度重视安全管理及加强安全质量控制措施，如避开大风期等。
（4）节段架设的施工测量要充分考虑日照引起的影响，尽量避免受此影响，可安排在凌晨以前进行观测测量等工作。
（5）设计中在J1、J4、J6、J16接头安排了调整措施，即所谓的调整接头，以利于保证安装精度。
（6）考虑到塔柱安装过程中的稳定及位置的精确，施工组织设计中应在塔柱斜腿部分及两塔柱之间设置必要的主动横撑。 （7）由于节段的拼接形式是按端面金属接触率与高强度螺栓共同受力原则设计，而且塔柱的板厚较厚，施工中要采取必要的措施，保证端面接触率及高强度螺栓的预紧力达到设计要求。
（8）D4、D5接头为焊接接头，焊接完后按规定进行检测，保证焊接质量可靠。
3. 钢塔安装工艺流程
根据钢塔结构特点、安装高度、单块最大起吊重量以及通航高度的限制，分下塔柱吊装和上塔柱吊装两种工艺，下塔柱D0～D2节段使用1200t浮吊吊装；D3～D5节段采用1000t浮吊吊装；D5节段以上采用MD3600塔吊吊装施工。具体工艺流程如图1。
3.1 下塔柱吊装工艺流程（见图2）。
3.2 上塔柱吊装工艺流程（见图3）。
4. 主要施工设备选用、施工周期、劳动力配置
4.1 主要机具设备（见表2）。
4.2 施工周期（见表3）。
4.3 劳动力配置。
4.3.1 下塔柱施工人员配置表（见表4）。
4.3.2 上塔柱施工人员配置表（见表5）。
5. 钢塔安装经济分析
5.1 钢塔安装工程数量（见表6）。
5.2 钢塔架设工程（下塔柱）经济单价分析表（见表7）。
5.3 钢塔架设工程（上塔柱）经济单价分析表（见表8）。
6. 结束语
继泰州长江大桥水中中塔采用钢塔结构后，同类桥型如：安徽马鞍山长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥水中中塔相续采用钢塔结构，尽管构造细节不同，但安装方法基本一致。作为水中跨越能力大的三塔悬索桥结构形式，中钢塔在跨越大江、大河桥梁结构设计中将会得到广泛应用，研究钢塔安装在施工中的安装工艺、机械选型、施工周期等方面对其提高技术经济效益会有很大意义，随着对三塔悬索桥在实践中的研究，水中中塔柱的结构形式会得到不断的创新，本文对钢中塔施工安装进行的技术经济分析仅仅是一个抛砖引玉，有否不妥，值得同仁商榷。
参考文献
[1] 泰州长江大桥钢塔设计施工图.
[2] 泰州长江大桥中钢塔施工组织设计.
[3] 铁路桥涵钢梁安装定额.
[4] 公路预算定额（JTG/T B06-02-2007） 、公路工程机械台班费用定额（JTG/T B06-03-2007）.
[5] 《工程技术定额的编制》中国铁道出版社 作者：凌之帜 编 褚家哲 审.
[6] 《企业定额编制原理与实务 》 中国建筑工业出版社 作者： 袁建新 著.
[文章编号]1006-7619（2014）01-21-027
[作者简介] 张汉波，职称：高级工程师、国家注册造价工程师。
【关键词】三塔悬索桥：钢中塔：塔柱安装施工；经济分析
Three-tower suspension bridge steel tower construction technology and economic analysis
Zhang Han-bo，Tu Yong-shi
（Railway Bridge Survey and Design Institute Co.， Ltd Wuhan Hubei 430064）
【Abstract】As a new type of bridge， three tower suspension bridge has larger spanning capacity. The steel structure is often used in middle tower due to force requirement. Because of the complex structure，bigger quality and higher altitude， installation and construction are difficult . No ready-made quota can be applied. In the paper， taking Jiangsu Taizhou Yangtze River highway bridge as an example， combining with construction organization at scene， we analysis and discuss the technical economy of steel tower installation in water.
【Key words】Three tower suspension bridge；Steel tower；Tower Installation and construction；Economic analysis
1. 工程概况
1.1 泰州长江公路大桥为主跨1080m三塔悬索桥，主桥两边塔为钢筋混凝土塔，主桥中塔由于结构受力原因采用人字型钢结构塔，中
塔高182.5m，其中：交点以上塔柱高110.5m，交点以下塔柱高72.0m。
两条斜腿在塔底的叉开量为36.0m，斜腿段纵向坡度为4：1，中塔横向为门式框架结构，两塔柱间的横向中心距塔顶处为34.8m，塔底处为42.58m，塔柱横向呈3650：69的坡度。
1.2 钢塔柱为单箱多室截面。
塔柱横桥面尺寸为5.0m，纵桥向尺寸：直线段从顶面6.0m变化到底面9.672m，过渡段从顶面9.672m变化到底面15.614m；斜腿段为6.0m。
表1 中塔架设的技术标准
表6 钢塔安装工程数量
1.3 中塔设两道横梁。上横梁顶面高程为+185.5m，下横梁顶面高程为+65.9m，D1～D3节段是下塔柱的一部分，长均为15.0m，D4、D5节段及下横梁为下塔柱的另一部分，横桥向坡度为39：1920。D4节段为裤叉形，长10.775m，，D5节段长15.0m，下横梁长31.4m，断
表2 钢塔施工主要设备
表4 下塔柱施工人员配置表
面呈梯形，顶面宽13.0338m，底板宽14.8774m，高5.0m，顶面安装标高为+65.9m；D5以上及上横梁为上塔柱部分，上塔柱分15个节段，上横梁外形为横置的K型，在桥中心线处的梁高为3.588m，近塔柱处的梁高为10m，长25.99m， 塔柱结构见下图1。
表3 施工周期
表7 钢塔架设工程（下塔柱）经济单价分析表 单位：10t
2. 钢塔安装技术难点
2.1 塔柱架设是再现工厂制造精度的过程，其核心问题是采取有
效措施恢复工厂匹配制造时相连节段的相对几何位置和相连节段端面的金属接触率。
中塔架设的技术标准见表1。
表5 上塔柱施工人员配置表
表8 钢塔架设工程（上塔柱）经济单价分析表 单位：10t
注：人工费、材料费、均参照公路预算定额（JTG/T B06-02-2007）附录四定额基价取定。
机械台班使用费参照公路工程机械台班费用定额（JTG/T B06-03-2007）中机械台班定额基价取定。1200t、1000t浮吊、MD3600塔吊台班单价按市场租赁价格确定。
2.2 根据钢塔安装技术标准采取以下施工措施：
（1）设置塔底定位架确保D0段精确定位。
（2）节段由制造厂运往安装现场过程中，应对节段端的机加工面采取必要的保护。
（3）塔柱节段的架设难点是超重、超大构件的高空吊装施工，施工中要高度重视安全管理及加强安全质量控制措施，如避开大风期等。
（4）节段架设的施工测量要充分考虑日照引起的影响，尽量避免受此影响，可安排在凌晨以前进行观测测量等工作。
（5）设计中在J1、J4、J6、J16接头安排了调整措施，即所谓的调整接头，以利于保证安装精度。
（6）考虑到塔柱安装过程中的稳定及位置的精确，施工组织设计中应在塔柱斜腿部分及两塔柱之间设置必要的主动横撑。 （7）由于节段的拼接形式是按端面金属接触率与高强度螺栓共同受力原则设计，而且塔柱的板厚较厚，施工中要采取必要的措施，保证端面接触率及高强度螺栓的预紧力达到设计要求。
（8）D4、D5接头为焊接接头，焊接完后按规定进行检测，保证焊接质量可靠。
3. 钢塔安装工艺流程
根据钢塔结构特点、安装高度、单块最大起吊重量以及通航高度的限制，分下塔柱吊装和上塔柱吊装两种工艺，下塔柱D0～D2节段使用1200t浮吊吊装；D3～D5节段采用1000t浮吊吊装；D5节段以上采用MD3600塔吊吊装施工。具体工艺流程如图1。
3.1 下塔柱吊装工艺流程（见图2）。
3.2 上塔柱吊装工艺流程（见图3）。
4. 主要施工设备选用、施工周期、劳动力配置
4.1 主要机具设备（见表2）。
4.2 施工周期（见表3）。
4.3 劳动力配置。
4.3.1 下塔柱施工人员配置表（见表4）。
4.3.2 上塔柱施工人员配置表（见表5）。
5. 钢塔安装经济分析
5.1 钢塔安装工程数量（见表6）。
5.2 钢塔架设工程（下塔柱）经济单价分析表（见表7）。
5.3 钢塔架设工程（上塔柱）经济单价分析表（见表8）。
6. 结束语
继泰州长江大桥水中中塔采用钢塔结构后，同类桥型如：安徽马鞍山长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥水中中塔相续采用钢塔结构，尽管构造细节不同，但安装方法基本一致。作为水中跨越能力大的三塔悬索桥结构形式，中钢塔在跨越大江、大河桥梁结构设计中将会得到广泛应用，研究钢塔安装在施工中的安装工艺、机械选型、施工周期等方面对其提高技术经济效益会有很大意义，随着对三塔悬索桥在实践中的研究，水中中塔柱的结构形式会得到不断的创新，本文对钢中塔施工安装进行的技术经济分析仅仅是一个抛砖引玉，有否不妥，值得同仁商榷。
参考文献
[1] 泰州长江大桥钢塔设计施工图.
[2] 泰州长江大桥中钢塔施工组织设计.
[3] 铁路桥涵钢梁安装定额.
[4] 公路预算定额（JTG/T B06-02-2007） 、公路工程机械台班费用定额（JTG/T B06-03-2007）.
[5] 《工程技术定额的编制》中国铁道出版社 作者：凌之帜 编 褚家哲 审.
[6] 《企业定额编制原理与实务 》 中国建筑工业出版社 作者： 袁建新 著.
[文章编号]1006-7619（2014）01-21-027
[作者简介] 张汉波，职称：高级工程师、国家注册造价工程师。