跨高速165 m + 90 m 鋼桁梁橋施工技術(shù)

王天保

（中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司，江蘇 南京 210015）

0 引 言

鳳翔路快速化改造工程全長(zhǎng)10.3 km，是無(wú)錫市規(guī)劃快速路網(wǎng)中的重要射線，串聯(lián)了無(wú)錫主城區(qū)、惠山新城，并可直接通達(dá)江陰主城，是實(shí)現(xiàn)無(wú)錫南拓北展發(fā)展戰(zhàn)略、“錫澄一體化”發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán)，對(duì)于促進(jìn)錫宜一體化、加快區(qū)域物資流通、完善快速路網(wǎng)具有十分重要的作用。

1 工程概況

跨越滬寧高速部分采用165 m + 90 m 兩跨連續(xù)鋼桁梁（見(jiàn)圖1、圖2）是鳳翔路快速化改造工程的重要節(jié)點(diǎn)工程。

圖1 跨滬寧高速（165+90）m 鋼桁梁整體效果圖

圖2 鋼桁梁側(cè)立面結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

鋼桁梁橋設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，雙向6 車道，橋幅總寬39.5 m，具體分配為1.65 m（桁架和護(hù)欄）+16.8 m（機(jī)動(dòng)車道）+2.6 m（桁架和護(hù)欄）+16.8 m（機(jī)動(dòng)車道）+1.65 m（桁架和護(hù)欄），見(jiàn)圖3。鋼桁梁橫向采用三主桁結(jié)構(gòu)，桁間距為19.25 m，節(jié)點(diǎn)間距有14 m、12.7 m 和12.9 m 三種。鋼桁梁共19 個(gè)節(jié)間（以下弦桿計(jì)），其中兩端各2 個(gè)節(jié)間桁高12 m，中部13 個(gè)節(jié)間桁高14 m，其余2 個(gè)節(jié)間為桁高過(guò)渡段。主桁上下弦桿均采用箱型截面，腹桿采用H 型鋼截面和箱型截面。除下弦桿節(jié)點(diǎn)板鋼材采用Q370qD-Z35 材質(zhì)外，其余鋼材均為Q370qD，鋼桁梁總重量為7521.8 t。鋼桁梁各構(gòu)件采用全焊接連接。

圖3 鋼桁梁立面結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

本文重點(diǎn)分析跨滬寧高速鋼桁梁的施工主要技術(shù)特點(diǎn)。

2 施工中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 鋼桁梁拼裝

鋼桁梁橋主要由上下弦桿、斜腹桿、橋面系、橫梁、上平聯(lián)聯(lián)結(jié)系等構(gòu)成（見(jiàn)圖4），構(gòu)件加工制作完成后采用汽運(yùn)的形式發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)。

圖4 鋼桁梁結(jié)構(gòu)示意圖

鋼桁梁在拼裝支架上現(xiàn)場(chǎng)拼裝（見(jiàn)圖5）。拼裝采用全焊接，鋼梁構(gòu)件要等強(qiáng)焊接，高空焊接風(fēng)速較大，焊接時(shí)要有抗風(fēng)性能和高效的焊接方法。臨時(shí)墩和拼裝支架、導(dǎo)梁、鋼桁梁的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊縫焊接完成后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，損傷焊縫需進(jìn)行返修，確保全部焊縫檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求。

圖5 鋼桁梁現(xiàn)場(chǎng)拼裝支架示意圖

鋼桁梁拼裝共分8 次完成，具體見(jiàn)表1。

表1 鋼桁梁拼裝滑移順序

鋼桁梁總體施工思路采用連續(xù)拖拉滑移施工方法，為了進(jìn)行拖拉滑移，需在鋼桁梁前端加設(shè)98 m導(dǎo)梁（見(jiàn)圖6），導(dǎo)梁采用桁架式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)梁拼裝按照“下弦桿→下平聯(lián)→斜腹桿→上弦桿→上平聯(lián)”的順序施工。鋼桁梁拼裝時(shí)按照“下弦桿→橫梁→橋面板單元→斜腹桿→上弦桿→橫聯(lián)→上平聯(lián)”的順序組織施工。導(dǎo)梁及鋼桁梁拼裝采用2 臺(tái)200 t 履帶吊吊裝。

圖6 鋼桁梁導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 鋼桁梁拖拉滑移施工概述

每次拖拉滑移時(shí)僅在2 排臨時(shí)墩（見(jiàn)圖7）上設(shè)置牽引點(diǎn)，單排臨時(shí)墩設(shè)置3 個(gè)牽引點(diǎn)（分別對(duì)應(yīng)邊桁架與中桁架的位置），共計(jì)6 個(gè)牽引點(diǎn)，邊桁每個(gè)牽引點(diǎn)布置1 臺(tái)200 t 牽引油缸，中桁每個(gè)牽引點(diǎn)布置1 臺(tái)350 t 的牽引油缸。

圖7 臨時(shí)墩布置圖

拖拉滑移過(guò)程中4 臺(tái)200t 和2 臺(tái)350t 水平牽引油缸配1 臺(tái)泵站及PLC 同步控制系統(tǒng)，牽引油缸拖拉系統(tǒng)由PLC 總控系統(tǒng)發(fā)送指令同步控制液壓泵站及油缸，6 個(gè)水平牽引油缸實(shí)現(xiàn)同步速率，確保同步拖拉。

（1）牽引點(diǎn)的具體布置。鋼桁梁支撐于臨時(shí)墩L2、L3、L4 時(shí)，前8 個(gè)縱移工況在臨時(shí)墩L3、L4 上設(shè)置千斤頂、緊臨的后8 個(gè)縱移工況在L2、L3 上設(shè)置縱移千斤頂，鋼桁梁支撐于臨時(shí)墩L1、L2、L3，前10 個(gè)縱移工況縱移千斤頂設(shè)于臨時(shí)墩L2、L3，緊臨的后11 個(gè)縱移工況縱移千斤頂設(shè)于臨時(shí)墩L1、L2。

（2）拖拉滑移體系構(gòu)成。鋼桁梁拖拉滑移體系主要由滑移支架、滑道梁、滑塊、起頂墊梁、牽引系統(tǒng)、牽引油缸、起頂油缸等構(gòu)成（見(jiàn)圖8）。

圖8 鋼桁梁拖拉滑移體系構(gòu)成示意圖

拖拉施工時(shí)采用滑道梁在小樁號(hào)側(cè)設(shè)置反力座（見(jiàn)圖9），并將千斤頂固定在反力座上，牽引時(shí)通過(guò)鋼鉸線直接拖拉滑塊，通過(guò)滑塊帶動(dòng)鋼桁梁滑動(dòng)，受滑道梁長(zhǎng)度限制，鋼桁梁滑移期間需要來(lái)回倒用滑塊，即一個(gè)滑行行程結(jié)束前需將鋼桁梁起頂并與滑塊脫空，然后將滑塊倒用用于下一個(gè)滑移起點(diǎn)，隨后重復(fù)之前的滑移操作（見(jiàn)圖10）。

2.3 拖拉滑移具體施工流程

搭設(shè)拼裝支架，首次拼裝導(dǎo)梁（共7 個(gè)節(jié)間）和第1～5 節(jié)間主梁。此時(shí)鋼梁支撐在臨時(shí)墩L3、L4上。往小里程側(cè)拖拉至導(dǎo)梁上臨時(shí)墩L2，然后拼裝主梁第7～13 節(jié)間主梁。繼續(xù)拖拉導(dǎo)梁上臨時(shí)墩L1，此期間主梁脫離臨時(shí)墩L4。繼續(xù)拖拉至主梁達(dá)到設(shè)計(jì)里程位置，期間拼裝第14～19 節(jié)間主梁并逐節(jié)間拆除導(dǎo)梁。

圖9 鋼桁梁反力座示意圖

圖10 鋼桁梁拖拉滑移系統(tǒng)細(xì)部示意圖

單次拖拉滑移具體施工步驟，首先在臨時(shí)墩上安裝滑塊（見(jiàn)圖11）和起頂墊梁。利用千斤頂拖拉墊塊滑移前行。拖拉到位后，利用起頂墊梁位置處的千斤頂同步頂升鋼梁（見(jiàn)圖12），將滑塊倒換至滑移起點(diǎn)位置，然后同步落梁至滑塊，在利用千斤頂拖拉墊塊滑移進(jìn)行下一個(gè)滑移行程。

圖11 滑塊斷面圖（單位：mm）

2.4 鋼桁梁拖拉滑移過(guò)程糾偏

圖12 鋼梁頂升結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

（1）鋼桁梁橫向糾偏措施（見(jiàn)圖13）?；七^(guò)程中鋼桁梁橫向粗略糾偏通過(guò)計(jì)算機(jī)控制牽引設(shè)備的行程來(lái)解決，鋼桁梁拖拉至距離主梁設(shè)計(jì)里程2 m時(shí)，開(kāi)始精確糾偏。精確糾偏裝置主要由水平反力架計(jì)350 t 水平調(diào)節(jié)油缸構(gòu)成，反力架采用H 型鋼制作，反力架的根部焊接在滑道梁的腹板上。

圖13 橫向糾偏系統(tǒng)示意圖

（2）縱向糾偏。鋼桁梁滑移前先在滑道梁上標(biāo)記刻度尺，并在每個(gè)滑塊處配備1 個(gè)觀測(cè)人員，然后根據(jù)滑塊的滑動(dòng)位移來(lái)判斷6 個(gè)滑塊間的同步性。當(dāng)各滑塊的縱移距離相差較大時(shí)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制個(gè)牽引設(shè)備的牽引速度，從而實(shí)現(xiàn)各滑塊間的同步性。

（3）豎向糾偏措施。當(dāng)同一軸線上三個(gè)臨時(shí)墩上滑道梁的頂標(biāo)高偏差較大時(shí)，為避免個(gè)別滑塊出現(xiàn)受力較小或不受力等現(xiàn)象，可通過(guò)各滑塊上加墊不同厚度的鋼墊板來(lái)消除豎向偏差影響。

（4）拖拉觀測(cè)。在拖拉滑移過(guò)程中，橫橋向通過(guò)滑塊兩側(cè)的限位裝置來(lái)保證滑塊與滑道梁之間的相對(duì)關(guān)系，順橋向通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行糾偏，保證鋼梁中線偏差在允許范圍之內(nèi)。

在鋼桁梁的下弦桿的上表面做中線標(biāo)記點(diǎn)。拖拉滑移時(shí)，在觀測(cè)點(diǎn)上架設(shè)全站儀對(duì)弦桿中線進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)偏差超限時(shí)，進(jìn)行糾偏。拖拉至距離主梁設(shè)計(jì)里程2m 時(shí)，開(kāi)始不間斷地觀測(cè)和精確地糾偏，使鋼桁梁首尾中線偏差控制在允許范圍內(nèi)。每次拖拉結(jié)束時(shí)，畫(huà)出鋼桁梁的位置情況，分析偏差情況，確定下一步施工中線的控制方法，將鋼桁梁實(shí)際中線與設(shè)計(jì)中線相比較，使實(shí)際中線繞設(shè)計(jì)中線左右擺動(dòng)，避免出現(xiàn)大弧形，以免影響拖拉施工的正常進(jìn)行。

鋼梁就位前，測(cè)量一次橫向、縱向位置，偏差過(guò)大時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證鋼梁平面位置正確和梁底支座預(yù)埋件位置正確。

2.5 落梁施工

鋼桁梁拼裝前，先將鋼桁梁橋墩墩頂支座墊石旁的落梁調(diào)節(jié)墩搭設(shè)完成。落梁調(diào)節(jié)墩主要由H 型鋼梁縱橫排布疊加而成，并配合一定數(shù)量的鋼墊板（見(jiàn)圖14）。邊桁落梁調(diào)節(jié)墩布置在支座墊石內(nèi)側(cè)，中桁落梁調(diào)節(jié)墩布置在支座墊石兩側(cè)。待主梁拖拉滑移至設(shè)計(jì)里程位置時(shí)，在預(yù)設(shè)的落梁調(diào)節(jié)墩上利用千斤頂起頂鋼桁梁，隨后拆除滑移支架的滑道梁和分配梁，安裝橋墩支座，并在支座上搭設(shè)同樣的落梁調(diào)節(jié)墩（支座鎖死），并利用墩頂落梁千斤頂同步落梁至各墩距正式支座頂50 mm，借助千斤頂精調(diào)主梁平面位置，最后利用千斤頂繼續(xù)同步落梁至正式支座。

圖14 落梁調(diào)節(jié)墩示意圖（單位：mm）

3 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)錫市鳳翔路跨滬寧高速165 m + 90 m 鋼桁梁施工中采用了一系列合理的技術(shù)措施，有效地解決了鋼桁梁施工過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題，使鋼桁梁安全、順利拖拉滑移跨越滬寧高速，完成安裝。同時(shí)保證了全橋的施工進(jìn)度，并為同類工程積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。