宋小三
(中铁大桥局股份有限公司设计分公司，湖北武汉 430050)
0 引言
利用桥梁沟通全球交通，是全世界桥梁界专家的梦想。跨海、跨江及跨具有特殊性海洋气候的河流，成为实现该梦想的极具重要的一环。但由于跨海、跨江大桥建设必须面临高温、多雨、湿度大、飓风频繁、风速较大方面的影响，使在水上施工的有效作业时间很短。除此之外建设跨海大桥还必须应对建设总体管理、工程技术、环境保护和海上安全的种种挑战，使跨海大桥施工必须面临极大的挑战。为克服此种种不利影响，在制订施工方案措施时应尽可能减少水上作业时间，变水上施工为陆上施工。大跨装配式结构应运而生，该种技术在跨海桥梁施工中有着很大的施工优势。采用预制构件法施工具有施工质量高、大大缩短工期等优点，特别适用于施工受风浪、气候、运输等多方面因素制约的跨海大桥的建设。
近年来世界上采用了不同架梁方式在沿海及海峡上修建了多座大桥。我国已经建成通车的东海大桥、杭州湾跨海大桥、青岛胶州湾跨海大桥和即将建成通车的象山港大桥的上部结构施工中，均采用了平行的两组预制预应力混凝土箱梁(一为上行线，一为下行线梁)，先以简支的预制箱梁形式吊装到墩顶，然后通过简支变连续技术转换为连续箱梁，在预制箱梁架设过程中由于各种环境的影响，箱梁架设的精度显得尤为重要和困难，本文主要针对箱梁架设过程中采用的精确定位技术进行阐述，并提出最优的跨海大桥预应力混凝土整孔预制箱梁的精确定位施工方法。
1 预应力箱梁整孔预制与架设总体方案概述
东海大桥、杭州湾跨海大桥、青岛胶州湾跨海大桥和宁波象山港跨海大桥分别为长70 m(70 m，60 m，60 m)、重2 000 t(2 200 t，2 000 t，1 500 t)的单箱单室后张法预应力混凝土箱梁。
1.1 梁场预制箱梁
在以上四座跨海大桥的箱梁预制施工中，均采用了整体钢模板制梁工艺，箱梁预制工序如下［5］:
1)调试底模，外侧模就位，绑扎普通钢筋及预应力束安装;
2)整体起吊安装混凝土梁底板及腹板普通钢筋;
3)整体吊装钢内模;
4)整体吊装桥面板钢筋;
5)安装锚下预应力端部垫板;
6)混凝土现浇施工;
7)混凝土洒水养护，模板拆除，穿束，张拉;
8)横移台车起顶梁，横移至梁体存放台座。
1.2 箱梁海上运输及架梁
1)在梁场内利用横纵移台车将待架混凝土箱梁通过先横移再纵移再横移至出海码头前端。
2)预应力混凝土箱梁架设。预应力混凝土箱梁的架设均利用专用运架一体船进行。具体的施工方法如下:
a.运架一体船栈桥取梁;
b.运架一体船运输预应力混凝土梁航行至桥梁中心线处;
c.运架一体船通过采用抛锚船抛设锚，收放锚进行调位;
d.调位完成后，将梁体安放于调位装置上。
2 预应力混凝土箱梁整孔架设精确定位技术
因运架一体船在架梁过程中受潮水、海浪、风力等诸多不利因素的影响，箱梁架设时不能一次落梁到设计位置，因此架梁对位分两步:第一步为运架一体船架设初定位，第二步为落梁后精确对位。
2.1 运架一体船架梁初定位
运架一体船航行至桥中线附近，距待架梁桥孔约250 m时，先抛自救锚，再利用2艘抛锚船抛尾部三个锚及船首三个锚，外侧的两个艏锚呈交叉八字形，船体中线处的艏锚和艉锚应垂直桥中线方向抛出。艏锚或艉锚的两锚间夹角约65°～70°，锚绳长300 m～400 m［2］。三个艉锚及三个艏锚完全抛好后，起自救锚，将箱梁提升至梁底高出墩顶垫石顶约2 m，通过收放锚将运架一体船拖进桥位，慢速下落混凝土梁，在梁底距离临时支座顶面80 cm左右时停止下放，调整锚绳，微调对位，调整箱梁平面偏差(偏差需保证在临时支座可调范围即不大于±15 cm)和四角高差使四个临时支座顶面与对应处的梁底距离基本相等(偏差不得大于5 mm)，并平稳落梁至临时支座上。落梁完成后对于坡度大于2%的箱梁在底端采用型钢进行临时支撑。
架梁至临时支座上后要检查同一侧梁端两侧底部高差不得大于1 cm。然后用角钢或槽钢对临时支座进行锁定，防止箱梁水平方向移动。
2.2 箱梁架设后的精确定位
由于各种不利因素的影响，预应力混凝土箱梁安装后的平面偏差一般不能满足设计和规范要求，因此必须研制出一套预应力混凝土梁安装后的平面偏差调整装置，降低梁体安放的控制难度，落梁偏差只需在15 cm以内，东海大桥采用:每片70 m预应力混凝土箱梁设墩顶临时支座四套，每套由一台700 t钢砂顶、四氟板、不锈钢板、橡胶支座及大小钢托盘组成［3，4］。水平方向位置调整采用50 t手动液压千斤顶，50 t千斤顶通过后置千斤顶顶座锚固于大托盘竖边。临时支座见图1。
杭州湾跨海大桥对墩顶调位装置进行了优化，主要是对大小托盘的四个挡边进行了降低，不但节约了材料而且方便了施工，该优化设计在青岛胶州湾跨海大桥和宁波象山港跨海大桥均得到了广泛的应用，具体见图2。
图1 临时支座
图2 墩顶调位装置的优化
箱梁放置于临时支座上并检查合格后，采用50 t手动液压千斤顶进行70 m预应力混凝土箱梁的纵横向调位。
由于预应力混凝土箱梁安放后，没有预留调整梁体标高的措施，故四个临时支座安放后的顶面标高务必满足设计要求，同时由于存在钢砂顶压缩、多层抄垫钢板间间隙、钢板翘曲的影响，箱梁安装完成后的四个临时支座顶面标高与原始状态有可能有超过规范允许的偏差，为降低以上因素的影响采用了钢砂顶预压［6］、尽量不使用翘曲的钢板等措施，尽管如此，箱梁架设落梁后吊具拆除前还是应测量梁底标高是否在设计安装范围内，如果超出设计规范允许，则应采用运架一体船将箱梁提起，调整临时支座抄垫钢板的厚度，重新落梁。
箱梁标高在检查符合设计要求后，就可安装调位千斤顶支座及调位千斤顶。在调位千斤顶安装前应将滑移构架与钢砂顶之间的限位槽钢或角钢取出。预应力混凝土箱梁体在纵横向移动定位时，两个方向不允许同时进行，一般按先纵向后横向的顺序进行施工。
具体调位施工时需注意以下事项:
1)对于有坡度箱梁精调定位时，必须在待移箱梁底端设置支撑，通过塞填和抽取钢板来调节，移梁过程中必须确保箱梁与支撑间的间隙不大于3 cm。
2)纵移时两端的移梁负责人必须持对讲机，确保信号畅通。
3)移梁前必须在橡胶板、钢垫板、钢砂顶及大小托盘间用石笔划线，并在移梁过程中观察有无错动。
4)箱梁纵横移时，必须保证四个临时支座同步顶进，不得单独顶其中的一个或两个支座，采用油压表读数和位移双控，四个临时支座最大不同步偏差不得大于5 mm。
5)每个临时支座的顶推不得顶偏，确保居中和方向正确，严防斜向顶推。
6)移梁就位后，应将临时支座的大托盘与小托盘之间放置限位槽钢或角钢。
2.3 体系转换
1)一联箱梁架设完成，调整到偏差符合规范要求且徐变达到设计要求后，对本联箱梁湿接头预留的预埋件间焊接槽钢，预应力穿束、湿接头普通钢筋施工、湿接头模板就位，湿接头混凝土现浇，混凝土洒水养护;2)待一联预应力混凝土箱梁湿接头混凝土达到设计强度后，按规范和设计要求进行预应力张拉施工和管道压浆;3)管道压浆达到规范和设计强度后移除墩顶临时支座，体系转换完成［1］。
3 结语
通过对四座跨海大桥预应力混凝土箱梁架设施工过程中采用的精确定位技术进行的设计和优化，成功总结出了一套可行的抛锚定位技术和研制出了一套精确调位设备，对今后同类型桥梁架设定位方法具有重要的指导意义。
［1］宋小三.杭州湾跨海大桥70 m箱梁先简支后连续的施工技术［J］.公路，2006(9):111-113.
［2］宋小三.杭州湾跨海大桥70 m箱梁架设施工技术研究［J］.公路，2006(9):124-126.
［3］沈阳云，郑 机.超大型混凝土预制箱梁运输与安装［J］.世界桥梁，2004(sup):70-73.
［4］周贵平.东海大桥70 m预应力混凝土箱梁施工技术创新［J］.桥梁建设，2005(2):70-73.
［5］赵剑发，王 毅，谭国顺.海上大型预应力混凝土箱梁整孔预制与架设技术［J］.桥梁建设，2006(3):37-41.
［6］段立波.青岛海湾大桥浅水高墩区箱梁架设施工技术［J］.公路，2009(9):125-126.
