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摘要：嘉绍大桥桥位处水文情况复杂，主航道桥无索区钢箱梁无法采用常规的大型起重船吊装施工。在此背景下，采用了变幅式桥面吊机和钢箱梁滑移的方法施工。利用280吨变幅式桥面吊机将钢箱梁起吊至支架上，再通过牵引系统将梁段滑移至设计位置，最后进行偏位、标高的调整。本文重点讲述了该工艺确立过程和具体施工。
关键词：钢箱梁；吊装；滑移；施工
一、工程概况
嘉绍大桥主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680m。根据构造及施工架设的需要，钢箱梁采用分幅形式，单幅箱梁为栓焊流线形扁平钢箱梁。钢箱梁梁高4.0m（箱梁内侧内尺寸），单幅梁宽24m（含风嘴及斜拉索检修道），两幅箱梁之间间距9.8m，全幅总宽55.6m。无索区钢箱梁分布在各索塔两侧，每个索塔各10片，单幅总长度为59.2m，单片钢箱梁最大起重量达206.84吨（B1梁段）。各梁段划分见图1－1。
图1－1无索区钢箱梁梁段划分立面和平面图
二、整体施工工艺
无索区钢箱梁一般采用大型起重船吊装。本工程因为建设条件特殊，处于钱塘江起潮点，桥位区水文条件极其恶劣，地形、地质条件复杂，河道宽浅，水深不足，涌潮汹涌。低潮位时局部水深仅1～1.8m，能满足本工程钢箱梁吊装性能要求的大型起重船很难满足吃水要求；该处流速急、潮差大，涨潮垂线平均流速为4.78m/s，落潮垂线平均流速为3.80m/s，垂线平均最大流速达5.37m/s，平均潮差達6.44m，对船舶现场锚泊要求极高。同时该处河床不稳定，土层启动流速低，冲涮严重，船舶易埋锚或走锚。复杂的水文条件决定了无法采用大型起重船舶进行钢箱梁吊装。经过研究，决定采用280吨变幅式桥面吊机进行无索区钢箱梁的吊装，然后通过支架滑移系统，对钢箱梁进行横移、纵移，利用液压千斤顶在支架上调整钢箱梁的偏位、标高，最终使钢箱梁达到设计位置。
三、钢箱梁吊装系统
我们委托具有资质的工程机械单位设计和制作了280吨变幅式桥面吊机，用于嘉绍大桥的钢箱梁吊装。吊臂配备有完善的力矩限制器系统，吊高限位系统，起重机械专用电机驱动卷扬机安装有高、低速转动制动器，保障吊机安全使用。主要技术参数见下表。
280吨变幅式桥面吊机相关技术参数表
表3－1
机构名称 项目 单位 规格
起升机构 起升机构（不含吊具） t 280t（不含吊具）
起升速度 m/min 1.2
滑轮倍率 2×10
起升高度 m 52
起升卷扬机能力 16t、12m/min、45kw×2
带载变幅 范围 m 22.0—8.6
变幅时间 min 12
变幅滑轮倍率 12×2
变幅卷扬机能力 16t、12m/min、45kw×2
四、无索区钢箱梁支架设计
本桥索塔为独柱构造，无索区钢箱梁支架和“X”托架作为一个整体共同承受钢箱梁和桥面吊机自重，以及桥面吊机变幅吊装施工期的一切临时荷载。无索区钢箱梁支架设计的主要内容如下：无索区钢箱梁支架立柱钢管座落在索塔承台顶面和外侧施工平台钢管桩顶，设置附墙与塔壁和“X”型托架进行锚固连接，以增加支架的整体稳定性。支架顶布置纵横两向滑移轨道以方便将梁段拖移就位，须同时满足梁段吊装及纵横两向滑移的需要。其中箱梁横移轨道只布置在桥面吊机一侧最前端，满足梁段吊取后先行横移。梁底的临时支垫应按多支点大面积进行均匀布设，以确保施工荷载在向下传递时，梁底不局部受压变形。
无索区钢箱梁支架由钢立柱、平联钢管、横梁、轨道梁和附墙等组成：支架立柱采用Φ800×10、Φ1000×10、Φ1200×12钢管，分别支承于主墩承台和其外侧的施工平台上。平联均采用Φ600×8的钢管。滑移平台主横梁3HM500型钢，轨道梁采用2HN900型钢。无索区钢箱梁轨道梁采用2HN900型钢。变幅桥面吊机前支腿采用3HN900型钢，后支腿采用2HN900型钢。无索区钢箱梁支架平面布置见图4－1。
图4－1支架平面布置图
五、钢箱梁滑移系统
滑移系统由滑移轨道、滑道和滑块组成。滑移轨道采用双拼HN900型钢，铺设在三拼HM588承重梁上。滑道采用[40a，槽钢内铺设镜面不锈钢板。受梁底检查车轨道的影响，滑块必须满足一定高度才能保证钢箱梁滑移过程中不会遇到障碍。滑块自下而上组成如下：32mm厚四氟滑块+高100mm、平面尺寸350×350mm的钢垫块（均采用20mm厚钢板、里面焊井字板）+500mm高400mm直径钢管（两端焊接12mm封板、内部焊接通长厚20mm井字钢板加强）+平面尺寸400×400cm、20mm厚钢板+10mm厚橡胶垫。橡胶垫一方面加大了钢箱梁与滑块之间的摩擦力，另一方面防止钢箱梁底部涂层遭到破坏。顶部20mm厚钢板防止钢箱梁底部发生变形。横移方向布设3条轨道，长度分别为50m、2×55m,以适应不同梁段临时支点位置不一样的要求。纵移方向在桥轴线两侧对称布置两组共四条轨道，轨道长度均为50m,间距为9m。在滑移轨道两侧间隔2m焊接钢板限位，并与轨道梁焊接牢回。轨道上用油漆标上刻度，以观察滑移过程中钢箱梁有无偏移现象。如图5－1所示。
图5－1滑块、滑轨施工图片
六、无索区钢箱梁吊装工艺
1.吊装前准备
桥位处于尖山河段，是举世闻名的钱塘江涌潮生成、成长的水域。总的水文特征为河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌、河床变化剧烈。因此吊梁前应密切监测潮水情况（包括潮水的涨落涨时间、平潮时间、平潮的水位）和泊船处的泥面标高，并做好记录，确保船只能够顺利抛锚定位在桥面吊机的正下方。
2.钢箱梁吊装
无索区钢箱梁采用变幅式桥面吊机安装。吊具与钢箱梁采用软连接：每套软连接装置由吊具横梁连接座、8片滑轮和4根无接头绳索组成，其中4片滑轮直接安装在连接座上，另4片滑轮由两个吊轴与箱梁临时吊点连接。每台桥面吊机配备4套软连接。吊装步骤如下：（1）在高平潮之前，完成桥面吊机调试，然后下放吊具至离水面10m左右。（2）运梁船乘着高平潮驶入平台区域。利用锚缆调整运梁段姿态，完成运梁船定位。在运梁船定位期间，逐步下放吊具至离钢箱梁顶面50cm左右。（3）运梁船定位后，迅速完成吊具与钢箱梁吊耳之间的软连接。缓慢提升吊具，使桥面吊机两钩均受力25t左右，解除钢箱梁与运梁船之间的约束，分级加载提升钢箱梁。加载分为三级，分别为梁段重量的25%、50%和100%。每级加载后应暂停，确认各吊点及桥面吊机前支点、后锚固正常后再进行下一级加载。当梁底离开甲板50cm后，停止起吊，检查桥面吊机前后支点。确认一切正常后，运梁船起锚离开，同时检查钢箱梁有无倾斜并按需要做出适当调整。运梁船离开后，继续提升钢箱梁底面平滑块顶面后，停止起吊。启动变幅系统，减小吊幅使钢箱梁完全落在支架范围内，停止变幅；缓慢下放钢箱至梁底面距离滑块顶面50cm，然后通过变幅，使钢箱梁横隔板位于滑块正上方时，停止变幅，下放使钢箱梁使其平稳落在滑块上。解除吊具与钢箱梁的软连接，起升吊具。即完成一节梁段的起吊。
3.钢箱梁滑移
钢箱梁吊装到支架后，利用两台穿心式液压千斤顶通过钢绞线进行牵引滑移。根据类似工程经验，钢板和四氟滑板之间的摩擦系数约小于0.1，单片梁段动摩擦力小于25t，采用两台20t穿心式千斤顶沿梁段中线对称牵引梁段，即可满足梁段滑移需要。单顶配直径15.24mm预应力钢绞线一根。在横移轨道两侧、纵移轨道滑移方向一侧轨道梁顶面焊接千斤顶反力座。当钢箱梁横移时，钢绞线另一端通过夹片锚具锚固在钢箱梁与梁底检查小车轨道连接座上；纵移时，通过卡板（卡板里面安装有夹片锚）直接锚固在钢箱梁底板上。
牵引按每个行程50cm控制。由于滑块与轨槽之间空隙较小，牵引过程中要随时注意两侧钢箱梁的滑移速度偏位情况。每个行程后都要较对两侧轨道上的刻度。如果发现偏位，要立即进行纠正。纠正方法为用千斤顶将梁段顶起，向相反的方向移动至满足要求。采用千斤顶牵引梁段滑移较传统的手拉葫芦具有显著的优点：（1）通过控制油压使千斤顶升缸速度保持一致，保证了钢箱梁两侧滑移速度一致。（2）经与边跨采用手拉葫芦方式牵引相比，速度提升了一倍，并较大地减小了滑移工作的体力强度（3）滑移过程产生噪音小，有利于来监听支架在使用过程中有无异响。
4.钢箱梁调整就位
钢箱梁滑移前，应在轨道上标出滑块的理论位置，通过滑移系统滑移到位后，偏位误差可控制在5cm以内，实现了梁段的初调就位。
当无索区10片梁全部吊装、滑移就位后，对梁段进行精调。钢箱梁的精确定位以中间梁段为基准梁段，先调整该梁段，再从该梁段往两边进行定位和调整。梁段调整采用4个100t的三向顶镐进行，三向顶镐可在顶起时双向移动，可使钢箱梁的空间位置任意调整。三向顶镐顶升重量最大达100t，纵向位移量150mm，横向位移量50mm，顶升高度80mm。使用较为方便。钢箱梁调整直接将千斤顶落放梁段纵移轨道上进行，千斤顶顶口应尽量顶在钢箱梁底板与横隔板交点处，并加垫两块20mm厚钢板及软橡胶（防止底板变形或划伤涂装层）。4只千斤顶大致保持同步顶升，直至钢箱梁被顶起，然后按照先调整轴线，再调整里程，最后调整标高的顺序调整梁段，直至梁段标高、四角相对高差、轴线符合设计及监控要求。
七、结束语
斜拉桥无索区钢箱梁利用变幅式桥面吊机吊装和支架滑移施工技术，克服了大型浮吊无法进场的困难，成功解决了强潮涌水域支架区钢箱梁安装施工的难题，对类似工程建设具有一定的借鉴作用。
关键词：钢箱梁；吊装；滑移；施工
一、工程概况
嘉绍大桥主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680m。根据构造及施工架设的需要，钢箱梁采用分幅形式，单幅箱梁为栓焊流线形扁平钢箱梁。钢箱梁梁高4.0m（箱梁内侧内尺寸），单幅梁宽24m（含风嘴及斜拉索检修道），两幅箱梁之间间距9.8m，全幅总宽55.6m。无索区钢箱梁分布在各索塔两侧，每个索塔各10片，单幅总长度为59.2m，单片钢箱梁最大起重量达206.84吨（B1梁段）。各梁段划分见图1－1。
图1－1无索区钢箱梁梁段划分立面和平面图
二、整体施工工艺
无索区钢箱梁一般采用大型起重船吊装。本工程因为建设条件特殊，处于钱塘江起潮点，桥位区水文条件极其恶劣，地形、地质条件复杂，河道宽浅，水深不足，涌潮汹涌。低潮位时局部水深仅1～1.8m，能满足本工程钢箱梁吊装性能要求的大型起重船很难满足吃水要求；该处流速急、潮差大，涨潮垂线平均流速为4.78m/s，落潮垂线平均流速为3.80m/s，垂线平均最大流速达5.37m/s，平均潮差達6.44m，对船舶现场锚泊要求极高。同时该处河床不稳定，土层启动流速低，冲涮严重，船舶易埋锚或走锚。复杂的水文条件决定了无法采用大型起重船舶进行钢箱梁吊装。经过研究，决定采用280吨变幅式桥面吊机进行无索区钢箱梁的吊装，然后通过支架滑移系统，对钢箱梁进行横移、纵移，利用液压千斤顶在支架上调整钢箱梁的偏位、标高，最终使钢箱梁达到设计位置。
三、钢箱梁吊装系统
我们委托具有资质的工程机械单位设计和制作了280吨变幅式桥面吊机，用于嘉绍大桥的钢箱梁吊装。吊臂配备有完善的力矩限制器系统，吊高限位系统，起重机械专用电机驱动卷扬机安装有高、低速转动制动器，保障吊机安全使用。主要技术参数见下表。
280吨变幅式桥面吊机相关技术参数表
表3－1
机构名称 项目 单位 规格
起升机构 起升机构（不含吊具） t 280t（不含吊具）
起升速度 m/min 1.2
滑轮倍率 2×10
起升高度 m 52
起升卷扬机能力 16t、12m/min、45kw×2
带载变幅 范围 m 22.0—8.6
变幅时间 min 12
变幅滑轮倍率 12×2
变幅卷扬机能力 16t、12m/min、45kw×2
四、无索区钢箱梁支架设计
本桥索塔为独柱构造，无索区钢箱梁支架和“X”托架作为一个整体共同承受钢箱梁和桥面吊机自重，以及桥面吊机变幅吊装施工期的一切临时荷载。无索区钢箱梁支架设计的主要内容如下：无索区钢箱梁支架立柱钢管座落在索塔承台顶面和外侧施工平台钢管桩顶，设置附墙与塔壁和“X”型托架进行锚固连接，以增加支架的整体稳定性。支架顶布置纵横两向滑移轨道以方便将梁段拖移就位，须同时满足梁段吊装及纵横两向滑移的需要。其中箱梁横移轨道只布置在桥面吊机一侧最前端，满足梁段吊取后先行横移。梁底的临时支垫应按多支点大面积进行均匀布设，以确保施工荷载在向下传递时，梁底不局部受压变形。
无索区钢箱梁支架由钢立柱、平联钢管、横梁、轨道梁和附墙等组成：支架立柱采用Φ800×10、Φ1000×10、Φ1200×12钢管，分别支承于主墩承台和其外侧的施工平台上。平联均采用Φ600×8的钢管。滑移平台主横梁3HM500型钢，轨道梁采用2HN900型钢。无索区钢箱梁轨道梁采用2HN900型钢。变幅桥面吊机前支腿采用3HN900型钢，后支腿采用2HN900型钢。无索区钢箱梁支架平面布置见图4－1。
图4－1支架平面布置图
五、钢箱梁滑移系统
滑移系统由滑移轨道、滑道和滑块组成。滑移轨道采用双拼HN900型钢，铺设在三拼HM588承重梁上。滑道采用[40a，槽钢内铺设镜面不锈钢板。受梁底检查车轨道的影响，滑块必须满足一定高度才能保证钢箱梁滑移过程中不会遇到障碍。滑块自下而上组成如下：32mm厚四氟滑块+高100mm、平面尺寸350×350mm的钢垫块（均采用20mm厚钢板、里面焊井字板）+500mm高400mm直径钢管（两端焊接12mm封板、内部焊接通长厚20mm井字钢板加强）+平面尺寸400×400cm、20mm厚钢板+10mm厚橡胶垫。橡胶垫一方面加大了钢箱梁与滑块之间的摩擦力，另一方面防止钢箱梁底部涂层遭到破坏。顶部20mm厚钢板防止钢箱梁底部发生变形。横移方向布设3条轨道，长度分别为50m、2×55m,以适应不同梁段临时支点位置不一样的要求。纵移方向在桥轴线两侧对称布置两组共四条轨道，轨道长度均为50m,间距为9m。在滑移轨道两侧间隔2m焊接钢板限位，并与轨道梁焊接牢回。轨道上用油漆标上刻度，以观察滑移过程中钢箱梁有无偏移现象。如图5－1所示。
图5－1滑块、滑轨施工图片
六、无索区钢箱梁吊装工艺
1.吊装前准备
桥位处于尖山河段，是举世闻名的钱塘江涌潮生成、成长的水域。总的水文特征为河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌、河床变化剧烈。因此吊梁前应密切监测潮水情况（包括潮水的涨落涨时间、平潮时间、平潮的水位）和泊船处的泥面标高，并做好记录，确保船只能够顺利抛锚定位在桥面吊机的正下方。
2.钢箱梁吊装
无索区钢箱梁采用变幅式桥面吊机安装。吊具与钢箱梁采用软连接：每套软连接装置由吊具横梁连接座、8片滑轮和4根无接头绳索组成，其中4片滑轮直接安装在连接座上，另4片滑轮由两个吊轴与箱梁临时吊点连接。每台桥面吊机配备4套软连接。吊装步骤如下：（1）在高平潮之前，完成桥面吊机调试，然后下放吊具至离水面10m左右。（2）运梁船乘着高平潮驶入平台区域。利用锚缆调整运梁段姿态，完成运梁船定位。在运梁船定位期间，逐步下放吊具至离钢箱梁顶面50cm左右。（3）运梁船定位后，迅速完成吊具与钢箱梁吊耳之间的软连接。缓慢提升吊具，使桥面吊机两钩均受力25t左右，解除钢箱梁与运梁船之间的约束，分级加载提升钢箱梁。加载分为三级，分别为梁段重量的25%、50%和100%。每级加载后应暂停，确认各吊点及桥面吊机前支点、后锚固正常后再进行下一级加载。当梁底离开甲板50cm后，停止起吊，检查桥面吊机前后支点。确认一切正常后，运梁船起锚离开，同时检查钢箱梁有无倾斜并按需要做出适当调整。运梁船离开后，继续提升钢箱梁底面平滑块顶面后，停止起吊。启动变幅系统，减小吊幅使钢箱梁完全落在支架范围内，停止变幅；缓慢下放钢箱至梁底面距离滑块顶面50cm，然后通过变幅，使钢箱梁横隔板位于滑块正上方时，停止变幅，下放使钢箱梁使其平稳落在滑块上。解除吊具与钢箱梁的软连接，起升吊具。即完成一节梁段的起吊。
3.钢箱梁滑移
钢箱梁吊装到支架后，利用两台穿心式液压千斤顶通过钢绞线进行牵引滑移。根据类似工程经验，钢板和四氟滑板之间的摩擦系数约小于0.1，单片梁段动摩擦力小于25t，采用两台20t穿心式千斤顶沿梁段中线对称牵引梁段，即可满足梁段滑移需要。单顶配直径15.24mm预应力钢绞线一根。在横移轨道两侧、纵移轨道滑移方向一侧轨道梁顶面焊接千斤顶反力座。当钢箱梁横移时，钢绞线另一端通过夹片锚具锚固在钢箱梁与梁底检查小车轨道连接座上；纵移时，通过卡板（卡板里面安装有夹片锚）直接锚固在钢箱梁底板上。
牵引按每个行程50cm控制。由于滑块与轨槽之间空隙较小，牵引过程中要随时注意两侧钢箱梁的滑移速度偏位情况。每个行程后都要较对两侧轨道上的刻度。如果发现偏位，要立即进行纠正。纠正方法为用千斤顶将梁段顶起，向相反的方向移动至满足要求。采用千斤顶牵引梁段滑移较传统的手拉葫芦具有显著的优点：（1）通过控制油压使千斤顶升缸速度保持一致，保证了钢箱梁两侧滑移速度一致。（2）经与边跨采用手拉葫芦方式牵引相比，速度提升了一倍，并较大地减小了滑移工作的体力强度（3）滑移过程产生噪音小，有利于来监听支架在使用过程中有无异响。
4.钢箱梁调整就位
钢箱梁滑移前，应在轨道上标出滑块的理论位置，通过滑移系统滑移到位后，偏位误差可控制在5cm以内，实现了梁段的初调就位。
当无索区10片梁全部吊装、滑移就位后，对梁段进行精调。钢箱梁的精确定位以中间梁段为基准梁段，先调整该梁段，再从该梁段往两边进行定位和调整。梁段调整采用4个100t的三向顶镐进行，三向顶镐可在顶起时双向移动，可使钢箱梁的空间位置任意调整。三向顶镐顶升重量最大达100t，纵向位移量150mm，横向位移量50mm，顶升高度80mm。使用较为方便。钢箱梁调整直接将千斤顶落放梁段纵移轨道上进行，千斤顶顶口应尽量顶在钢箱梁底板与横隔板交点处，并加垫两块20mm厚钢板及软橡胶（防止底板变形或划伤涂装层）。4只千斤顶大致保持同步顶升，直至钢箱梁被顶起，然后按照先调整轴线，再调整里程，最后调整标高的顺序调整梁段，直至梁段标高、四角相对高差、轴线符合设计及监控要求。
七、结束语
斜拉桥无索区钢箱梁利用变幅式桥面吊机吊装和支架滑移施工技术，克服了大型浮吊无法进场的困难，成功解决了强潮涌水域支架区钢箱梁安装施工的难题，对类似工程建设具有一定的借鉴作用。