銅陵橋鋼桁梁斜拉橋鋼桁片合龍施工

顧穎

摘要：新建合福鐵路銅陵長(zhǎng)江大橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)鋼桁梁斜拉橋，本文介紹了橋梁鋼桁片合龍前的設(shè)施準(zhǔn)備、施工準(zhǔn)備、及合龍施工工藝，為我國(guó)后續(xù)同類橋梁合龍施工提供一些經(jīng)驗(yàn)和參考。

Abstract： Tongling Yangtze River Bridge on Hefu Railway is five-span continuous steel truss girder cable-stayed bridge. This paper introduces the installation preparation， construction preparation and closure construction technology before the final closure of steel truss bridge. It provides some experience and reference for the subsequent closure construction of the similar bridges in China.

關(guān)鍵詞：鋼桁梁；縱移系統(tǒng)；頂拉裝置；橫向約束；桁片；合龍

Key words： steel truss girder；longitudinal shift system；top-pull device；horizontal restrain；truss；closure

中圖分類號(hào)：U445.47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）05-0140-02

0 引言

合龍是鋼桁梁施工的關(guān)鍵工序之一，本橋?yàn)樽畲罂缍?30m的鋼桁梁，橋梁合龍需考慮桁片的吊裝、組拼、栓接、焊接等各種施工工藝，同時(shí)需考慮變形、溫度、敏感性對(duì)鋼桁梁合龍的影響，本文從鋼桁梁合龍前的工裝準(zhǔn)備、準(zhǔn)備工序、合龍栓接順序等方面進(jìn)行了介紹，為今后類似施工提供一定參考。

1 工程概況

新建合福鐵路銅陵長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)椋?0+240+630+240+90）m五跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，鋼桁梁全長(zhǎng)1290m，上層為六車道高速公路，下層搭載四線鐵路。主橋樣式布置詳見圖1。

鋼桁梁采用N字形桁架，三片主桁布置，桁寬2×17.1m，節(jié)間長(zhǎng)度15m，高15.5m。主桁鋼梁頂標(biāo)高約為+64m。斜拉索錨箱置于上弦節(jié)點(diǎn)內(nèi)，焊接于主桁節(jié)點(diǎn)。鋼梁主桁采用桁片式設(shè)計(jì)，桁片鋼梁長(zhǎng)度30m、單片最大重量約為360t。中跨E43節(jié)段為合龍段，桁片式設(shè)計(jì)，桁片長(zhǎng)15m，上下弦桿采用箱型桿件，斜桿采用“王”字型斷面，與兩側(cè)A41A42、A'41A'42高強(qiáng)螺栓連接。

2 合龍總體方案

合龍段采用節(jié)點(diǎn)鉸式合龍，在桁片上、下弦桿的南側(cè)接頭處設(shè)置“長(zhǎng)圓孔+圓孔”和龍鉸，通過(guò)斜拉索及懸臂端壓重輔助調(diào)整鋼梁高程及轉(zhuǎn)角、主塔橫梁縱移裝置輔助調(diào)整合龍口縱向距離實(shí)現(xiàn)中跨合龍。先貫通兩側(cè)桁中線，再調(diào)整合龍口兩側(cè)豎向高差，長(zhǎng)圓孔合龍，后調(diào)整縱向位移，再圓孔合龍。

3 合龍前準(zhǔn)備

3.1 合龍?jiān)O(shè)施準(zhǔn)備

縱移系統(tǒng)：合龍口合龍時(shí)，需將鋼梁縱移以實(shí)現(xiàn)合龍口拼接板安裝。因此在E22、E'22節(jié)點(diǎn)與阻尼器擋塊之間設(shè)置縱移裝置，輔助鋼梁縱移。為避免鋼梁在向跨中縱移時(shí)移動(dòng)過(guò)量，在E22、E'22節(jié)點(diǎn)下墊塊Z3跨中一側(cè)的滑道梁上焊接鋼梁縱移縱向限位。如圖2。

合龍口頂拉裝置：由于合龍口寬度偏差難以提前準(zhǔn)確確定，而縱移系統(tǒng)、縱移限位必須在合龍前安裝完成，為實(shí)現(xiàn)順利合龍，需在合龍口處設(shè)置頂拉裝置進(jìn)行合龍口寬度調(diào)整。橫向約束系統(tǒng)：為保證中跨合龍時(shí)合龍口兩側(cè)橫向偏差一致，在兩端A41A42/A'41A'42節(jié)段的鐵路、公路橋面板頂各設(shè)置4個(gè)反力座。如圖3。

3.2 施工準(zhǔn)備

合龍段施工前，中跨鋼梁懸臂架設(shè)至A41A42/A'41A'42節(jié)段，并完成第17層斜拉索掛索且調(diào)索完成。其他施工準(zhǔn)備為：

塔梁固結(jié)：合龍口南北兩岸鋼梁均以臨時(shí)墊塊在主塔處固結(jié)，E'22、E22節(jié)點(diǎn)中心與主塔橋跨分孔線對(duì)正；其余墩為縱向活動(dòng)，各墩處橫向約束。

三桁高差調(diào)平：A41A42/A'41A'42節(jié)段架設(shè)過(guò)程必須嚴(yán)格將三桁高差調(diào)平。

桁間距合格：A41A42/A'41A'42節(jié)段架設(shè)后，邊桁與中桁之間間距偏差應(yīng)控制在17.1m±0.5mm范圍內(nèi)。

工地焊縫焊接完成：除縱向焊縫預(yù)留長(zhǎng)度外，工地焊縫焊接完成。

4 合龍施工

4.1 合龍段桁片安裝

南岸400t架梁吊機(jī)按照懸臂架設(shè)工藝，先中桁，后上游邊桁，再下游邊桁的順序吊裝合龍段E43的桁片與A41A42節(jié)段對(duì)接，并完成高栓施擰。將北岸側(cè)留作合龍口。合龍口拼接板預(yù)安裝在A41A42節(jié)段接頭處，形成對(duì)合龍段桿件的“夾持”。

4.1.1 桁片拼裝

桁片按照下弦桿→上弦桿→斜桿的拼裝順序執(zhí)行。對(duì)接施工如下：

初步對(duì)位：第一步下弦桿對(duì)接，沿腹板水平中軸線附近打入少量沖釘。吊機(jī)松鉤或繼續(xù)提升施力，調(diào)整接頭折角至平順，再在腹板、頂?shù)装謇^續(xù)均勻打入沖釘，使沖釘數(shù)量滿足50%的要求。其余30%栓孔上高強(qiáng)度螺栓并做一般擰緊。第二步斜桿對(duì)接時(shí)，通過(guò)在翼緣板中軸線附近逐個(gè)插打沖釘（必要時(shí)使用尖嘴沖釘）實(shí)現(xiàn)對(duì)接與折角消除，不作終擰；翼緣板螺栓以接頭為軸心，在半徑350mm的范圍內(nèi)打入沖釘，以此保證斜桿的壓桿穩(wěn)定。第三步上弦桿對(duì)接時(shí)，對(duì)接階段上弦桿腹板沖釘以接頭中心400mm半徑范圍內(nèi)打入，并安裝高強(qiáng)螺栓，不作終擰。

4.1.2 桁片栓合

桁片對(duì)接完成后，補(bǔ)充斜桿、上弦桿拼接接頭至50%沖釘、上30%高強(qiáng)度螺栓并做一般擰緊。桁片三個(gè)拼接接頭全部栓合以后，將沖釘換成高強(qiáng)螺栓，每次替換量不超過(guò)沖釘總數(shù)的20%并初擰。沖釘全部替換為高強(qiáng)度螺栓后，完成終擰，焊接上弦桿頂板對(duì)接焊縫。

4.2 桁片合龍

選擇天氣良好、溫度恒定的時(shí)間段進(jìn)行桁片合龍施工（夜間23：00～次日5：00）。

4.2.1 北岸鋼梁縱移

根據(jù)實(shí)測(cè)鋼梁溫度、桁片合龍口之間寬度，與設(shè)計(jì)值進(jìn)行絕對(duì)差值比較，同時(shí)分析三桁之間寬度相對(duì)差異，綜合確定鋼梁縱移距離修正值Δ；解除北岸鋼梁與3#墩的塔梁固結(jié)，北岸鋼梁縱移完成后，3#墩處縱移系統(tǒng)中的水平千斤頂頂緊鋼梁，將鋼梁限制在縱移系統(tǒng)、縱向限位之間，實(shí)現(xiàn)北岸鋼梁的再次臨時(shí)縱向鎖定。

4.2.2 南岸鋼梁縱移合龍

北岸鋼梁縱移、調(diào)整完畢后，采取同樣的施工順序在4#墩安裝縱移系統(tǒng)、縱向限位、解除南岸鋼梁臨時(shí)縱向鎖定，縱移過(guò)程中實(shí)時(shí)觀測(cè)合龍口兩端高程，當(dāng)偏差超出監(jiān)控計(jì)算的理論范圍時(shí)，通過(guò)移動(dòng)架梁吊機(jī)、增減臨時(shí)堆載進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

當(dāng)E43桁片下弦桿上的長(zhǎng)圓孔與A'41A'42桁片接頭拼接板上的長(zhǎng)圓孔部分重合后，打入錐形銷軸，先下弦后上弦，實(shí)現(xiàn)鋼梁Z向約束，南岸鋼梁繼續(xù)往跨中頂推，當(dāng)下弦桿上圓孔重合和，立即往圓孔內(nèi)打入錐形銷軸并立即安裝旋緊螺母，實(shí)現(xiàn)鋼梁X向約束，并拔出長(zhǎng)圓孔內(nèi)錐形銷軸，實(shí)現(xiàn)桁片下弦桿鉸接合龍。

3個(gè)桁片的下弦桿鉸接合龍后，在各拼接板面上單側(cè)插打定位沖釘，調(diào)節(jié)螺栓孔錯(cuò)孔。螺栓孔錯(cuò)孔調(diào)整完成后安裝8個(gè)左右工具栓加緊拼接板。再插打50%沖釘實(shí)現(xiàn)桁片高精度合龍，安裝30%高栓并初擰，之后抽出長(zhǎng)圓孔內(nèi)錐形銷軸，實(shí)現(xiàn)鋼梁合龍口轉(zhuǎn)角一致。如圖4。

下弦桿合龍后，對(duì)接斜桿，最后合龍上弦桿。上弦桿同樣采取先長(zhǎng)圓孔后圓孔再插打沖釘?shù)捻樞蜻M(jìn)行合龍對(duì)接，出現(xiàn)偏差時(shí)調(diào)整措施有頂拉裝置頂拉、調(diào)整轉(zhuǎn)角、法向?qū)?、等待鋼梁升溫等，上弦桿合龍對(duì)接后，沖釘、高栓安裝數(shù)量要求為“板沖釘以接頭中心400mm半徑范圍內(nèi)打入”。桁片所有桿件均合龍對(duì)接后，補(bǔ)充斜桿、上弦桿拼接接頭至50%沖釘、上30%高強(qiáng)度螺栓并做一般擰緊。最后按照高栓施工工藝，將沖釘分批換成高強(qiáng)螺栓，每次替換量不超過(guò)沖釘總數(shù)的20%并初擰。沖釘全部替換為高強(qiáng)度螺栓后，按照工藝終擰。完成桁片合龍。

5 結(jié)束語(yǔ)

桁片合龍后再依次安裝鐵路橋面板、橫聯(lián)、公路橋面板。焊接完成后拆除架梁吊機(jī)，掛設(shè)剩余斜拉索，完成中跨合龍。銅陵橋于2013年8月20日正式完成中跨合龍，通過(guò)上述合龍裝置及合龍工藝，順利完成了橋梁中跨合龍，且拱度曲線應(yīng)圓順，無(wú)明顯折角。中線偏差相對(duì)兩主塔支點(diǎn)斷面中心連線不大于1/5000。滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，為今后類似橋梁的合龍施工提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]TBJ214-92，鐵路鋼橋高強(qiáng)度螺栓連接施工規(guī)定[S].鐵道部科學(xué)研究院.

[2]鐵建設(shè)[2010]241號(hào)，高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].中鐵三局集團(tuán)有限公司.

[3]TB10752-2010，高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].中鐵三局集團(tuán)有限公司，中鐵六局集團(tuán)有限公司.

[4]JGJ82-2011，鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程[S].中冶建筑研究總院有限公司，國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心，鐵道科學(xué)研究院等.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[5]TB10002.2-2005，鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司.

[6]鐵建設(shè)[2010]241號(hào)，鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南[S].中鐵三局集團(tuán)有限公司.北京，2010.