1 工程概述

1.1 项目简介

襄阳市苏岭山大桥主桥为（70+240+70）m下承式钢桁拱桥。桥面宽43.9m，拱肋采用整体焊接节点“N”型桁架，横向两片桁拱，中心间距38.2m，拱肋矢高54m，主桁拱肋跨中桁高7m，中支点处桁高20.56m。拱肋节段之间、边跨拱肋与边跨横梁之间以及拱肋与风撑之间均采用高强度螺栓连接，主跨横梁通过PES7-109镀锌平行钢丝索吊挂在主跨拱肋上。横梁上安装钢筋混凝土π形梁组成桥面系。

1.2 工程特难点

考虑施工可行性、工期安排及安全风险因素，主跨拱肋安装采用扣索配合缆索吊机安装，同时对边跨采取压重方式为主跨提供平衡进行悬臂拼装的施工方法。钢桁拱节段在专业制造厂区完成杆件组装和预拼装后，需经水路运输至桥址处进行安装，途经长江、汉江、唐白河，受通航净高（桥址下游六两河大桥限高5m）、净宽影响，钢桁拱片构件不能在制造厂立装装船，只能采取卧姿装船运输到桥梁施工现场。

受汉江水域水文条件及桥址下游侧六两河大桥限制，大型水上浮吊作业无法进驻施工现场，而现场缆索吊机因无法承载横桥侧向拉力，必须使构件立姿才可起吊，不能用于配合钢桁拱肋翻身施工。需先搭设水上翻身平台，待转运至施工平台利用专用翻身工装进行钢桁拱节段翻身作业后，方能满足缆索吊机垂直吊装要求。

2 总体架设方案

根据桥址现场实际情况，主桥跨越唐白河，除主跨跨越通航水域外，两侧边跨也处于水域。边跨水域搭设钢管临时水中支架，边跨拱肋利用缆索吊在临时水中支架上拼装作业，同时根据施工计算的稳定要求进行压重。在中跨跨中设置水上施工平台，利用缆索吊将构件平吊至水上施工平台，采用水上施工平台上的翻身工装与机具，完成钢拱肋节段的翻身施工。钢桁拱节段翻身至立装位后，利用缆索吊进行架设安装。

3 关键施工设备

3.1 缆索吊机

缆索吊机作为拱桥架设施工的主要设备，在苏岭山大桥施工中，缆索吊设计需满足桥梁跨径、最大吊重、最大吊高需求并覆盖全桥。根据需求确认缆索吊机中跨为472m，高度130m，单线吊重160t，双线吊重170t。

缆索吊机主要由缆塔、锚碇、锚固系统、缆索系统、机械系统、操作系统和安全监控以及指挥通讯系统等组成。

图1 缆索吊机总体布置图

3.2 吊索塔架

主桥钢桁拱肋节段吊装时，中跨为大悬臂悬拼吊装施工，为平衡大悬臂施工工况下的钢桁拱结构内应力，同时避免中跨大悬臂施工产生较大挠度，也为调整拱肋合龙段提供便利条件，需设置扣塔。扣塔设计可采用分离式或扣缆塔一体式，结构必须满足拱肋竖向线型调整要求，具体实施根据现场实际情况确认。

3.3 边跨临时支架搭设

钢桁拱主桥两侧边跨为现场吊装定位再拼装，施工前，考虑钢桁拱节段平台位置与受力需求，设计专用临时支架。

3.4 水上施工平台

为保障现场桥址水域通航不受影响，水上施工平台选址需位于中跨桥中以北，上游侧与主栈桥相接，施工平台长72m，宽50m，与栈桥通航孔垂直间距为20m。施工平台通航孔侧需另行布置防撞系缆桩，用于施工期间正常的水上通航需求，同时，供钢桁拱构件运输船只靠泊使用。

3.5 翻身设备与相关工装

钢桁拱肋吊装节段为不规则异形构件，由上弦杆、直腹杆、斜腹杆、主纵梁或下弦杆组成，节段重量大。节段自钢结构制造厂区经水路运输至桥位后，需由缆索吊机进行平吊卸船，将钢拱肋节段吊运至水上施工平台。受缆索吊机的功能限制，缆索吊不能承受横桥向侧拉力，不具备对钢桁拱构件实施翻身施工的功能。因此平台上需布置专用翻身工装，配备两台大吨位履带吊机进行构件翻身。

3.5.1 翻身工装设计

钢桁拱节段翻身需考虑构件外形尺寸、构件重量与起吊重心位置因素，综合考虑安全可靠、便捷高效的原则，经优化后，设计专用翻身工装实现钢桁拱节段翻身需求。

翻身工装为专用定制工装，工装底部设置滑动滚轮，共计四件滑动滚轮，根据拱肋节段重量确定最大设计荷载。在结构下方布置专用滑动轨道（采用H440型钢），横桥向通长布置，可将翻身平台连同平台上预置的构件进行横桥向移动。移动设备卷扬机，设置定滑轮组与动滑轮组各一套。

翻身工装平台满足全桥钢桁拱节段翻身作业需求，两端设置专用吊耳，翻身作业时，一侧与转动铰座连接固定，另一侧采用两台吊机各吊一个吊点同步作业。

在水上施工平台相应的位置设置相应的铰座结构，并在翻身工装两侧设置铰座连接结构，当翻身平台与铰座连接固定后，通过吊机配合，实现对钢桁拱节段的翻身操作。当连接上游侧铰座结构时，可对上游侧拱肋构件进行翻身，同理，当连接下游侧铰座结构时，即可对下游侧拱肋构件进行翻身。

滑动翻身专用工装平台两侧均设置可拆卸式栓接止挡块，防止翻身过程中钢桁拱节段主纵梁或下弦杆滑动。

3.5.2 起重设备

根据钢桁拱节段最大吊重及翻身工装自重确定翻身吊装设备。为保证施工平台安全，降低翻身过程中的作业风险，宜采用大吨位履带吊机配合作业。翻身作业过程中，履带吊机固定施工作业半径，保持主吊臂不动，采用边起吊边行走的方式完成落地滚翻作业流程。

4 关键施工技术

4.1 拱肋加工、预拼检查

为确保拱肋构件的加工及安装精度，拱肋节段单侧按照5个轮次进行匹配制造（全桥合计10个制造轮次）。出场前在胎架上进行整体卧式预拼，预拼场地建立精密测量控制网，平面按照四等导线精度布设，高程按照四等水准精度布设，复测控制网精度满足规范要求；主拱杆件制造时，拱肋节点内外侧、节段接头处四面中轴线距离端头150mm位置做好标记，点位用冲钉冲眼并喷漆标记，提前做好拱肋测点布置，满足设计要求后出厂。

拱肋工厂内加工制造精度远远大于现场拼装精度，且厂内焊接条件稳定，焊接质量也优于现场焊接，整节段吊装仅需要控制好拱肋节段间高拴施工质量就能很好的控制拱肋安装质量，避免了因焊接或散件栓接而产生的质量问题。

4.2 超高拱肋大节段运输

受水域条件限制，拱肋节段采用卧装运输；首先需进行斜船架钢墩布置，按照构件外形尺寸及相关装船示意图进行钢墩位布置，同时做好墩位加固。拱肋从船台横移区移运至斜船架时，采用四台100吨船台小车同时顶托分段上下弦杆底面进行移运。斜船架装运节段下水时，运输船舶行驶靠上斜船架并用钢绳牵引进行固定，采用浮吊起吊片桁节段进行装船（起吊后需同步通过定位锚索的调整移动（或用拖轮拖运）浮吊至船舱）。

根据主桥拱肋分段外形尺寸，构件装船前需将两艘长46.23m，宽9.5m的平板驳船采用钢板组焊连接成19m宽的整体驳船，驳船前后各安装1台拖轮。节段运输至桥位后，考虑主桥上游架设有栈桥，为了避免栈桥的影响，首先将上游拖轮拆除，再利用下游拖轮将驳船运输到指定吊装位置，并抛锚固定，要求船长方向按顺桥向定位，纵向中线与缆索吊平行，以便分段吊装施工。

拱肋节段焊接临时吊耳，利用缆索吊机将拱肋纵桥向移动到构件存放区域或翻身工装平台上就位。

整节段运输及吊装减少了拱肋构件在现场散件焊接拼装过程，能达到每日完成1-2节段吊装速度，而散件现场拼装时间一般不少于3天，整节段吊装大大缩减了施工工期。

4.3 拱肋翻身、平移、起吊

现场利用滑动翻身工装，可实现钢桁拱构件在水上施工平台上的横向移动与翻身作业。

滑动翻身工装通过卷扬机实现横桥向移动，将其移至铰座位置，安装转动销轴，固定翻身平台，拆卸卷扬机牵引挂钩与钢丝绳。采用两台履带吊机边起吊边向前缓慢行走方式，带动翻身平台逐渐翻转到接近垂直的角度，满足缆索吊机起吊要求后，安装缆索吊吊机进行垂直吊装施工。

钢构件转运与翻身作业重点控制：

（1）钢桁拱构件横移与绑扎固定

钢桁拱构件落位于翻身平台上时，要求滑动平台中心与缆索吊机中线轴线平齐，将主纵梁或下弦杆落于转动铰轴一侧，确定翻身方向。构件落位稳定，松开缆索吊机挂钩，并拆除吊耳结构，同时将拱肋与翻身平台主梁相接的位置进行绑扎固定。

（2）专用转动铰轴安装

通过牵引卷扬机，将滑动翻身平台移动至翻身位置，确认平台转动轴孔与转动铰座轴孔中心对齐，安装专用销轴。

（3）翻身起吊作业

利用两台履带吊机同时起钩，带动翻身工装进行翻转作业。每次提升0.5m高度时，需稳钩前移，确保吊钩处于接近铅垂的方向，防止履带吊机承受侧向拉力而产生倾覆。

通过重复提升吊钩、前移吊机的步骤，直至翻身平台翻转至88°，同时止挡块下方设置翻转限位块，防止翻身平台翻至90°临界点而产生不利影响。缆索吊吊钩安装检查合格后，拆除钢桁拱节段与翻身平台间的临时绑扎措施。缓慢起升缆索吊吊钩，至下弦杆脱离翻身平台1m后稳钩，此时钢桁拱节段已完全垂直。将翻转平台缓慢下放，履带吊后退，将翻身平台放至初始位置，操作缆索吊机起钩，将拱节段调整到安装状态。履带吊移位，翻转架移至下个翻转位置准备下个节段吊装。依此类推，完成全桥钢桁拱节段的翻身吊装作业。

图2 翻身起吊作业

传统施工工艺采用搭设支架散拼的形式，现场吊装设备多，焊接作业点多，空间及平面上都存在一定的交叉作业，同时拱肋节段较高，支架上进行作业属于高空作业，栓接或焊接操作空间有限，安全风险较高，本工艺采用专用支架对拱肋先进行翻身，再直接用缆索吊进行起吊，作业流水化，吊装过程全部在施工平台进行，避免了交叉作业及高空作业风险。

4.4 拱肋空中对位匹配安装

拱肋采用缆索悬拼吊装工艺、左右幅钢桁拱分幅对称吊装。从边跨向跨中方向开始吊装，当具备风撑结构安装条件时，及时安装风撑结构。依次交替安装，直至钢桁拱合龙。

钢桁拱吊装过程中，重点监控拱肋安装线形，定时复测已吊装分段空间位置，同时，配合监控单位，要求对吊索塔架、缆塔结构在施工中的变形量进行监控测量，保证吊装作业施工安全可靠。

拱肋节段吊装时，拱肋节段定位数据需考虑边跨预偏量造成的影响，同时，经测量定位合格的节段，应及时完成连接端口的栓接作业，保证结构连接强度符合设计要求。栓接完成松钩及时将其临时吊耳和箱外临时连接等施工措施构造拆除，以减轻拱肋自重。

5 结语

本项目在综合分析苏岭山大桥的主体结构特点、拱肋架设难点的基础上，通过研究超高构件在运输条件受限情况下的运输解决方案，钢桁片水上平台翻身技术，钢桁拱桁片整体吊装技术，解决了拱肋桁片式安装中的关键技术问题，节约工期约100天，工期成本约200万元，减少了散件栓接、焊接工程量，节约成本约200万元，减少了拼装支架施工，同时缩减了水上平台面积，节约成本约100万元可供类似钢桁拱桥提供参考。

参考文献：

[1]秦顺全．宜万铁路万州长江大桥设计与施工［J］．铁道工程学报，2006，4（2）：20-23.

[2]王政兵，李红旗．万州长江大桥钢梁架设方案及关键技术［J］．桥梁建设，2003（S）：1-3．

[3]李芳军，赵志尚，朱鹏飞．万州长江大桥钢桁梁合龙技术［J］．桥梁建设，2007(1):56-59．

[4]陈　强，葛　凯，黄鸿建，马宏亮.大跨度钢桁拱桥架设方案优化[J].工程设计，2014（5）：46-51.

个人简介：

姓名：王武力、男、1973年4月、高级工程师、大学本科、从事项目管理、主要研究方向为市政桥梁、隧道、城市轨道交通工程；