鄱陽湖二橋主橋中跨合龍施工技術(shù)分析

中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528403

1 工程概況

鄱陽湖二橋是江西省都昌至九江高速公路的控制性工程，主橋?yàn)榭鐝讲贾?8.6m+116.4m+420m+116.4m+68.6m=790m的雙塔五跨空間雙索面半漂浮體系組合梁斜拉橋。

大橋按雙向四車道設(shè)計(jì)，主梁無風(fēng)嘴段寬28m，含風(fēng)嘴段寬32m。主梁采用分離“工”字型鋼縱梁、橫梁、小縱梁、壓重小縱梁通過節(jié)點(diǎn)板及10.9s級(jí)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接形成鋼構(gòu)架，構(gòu)架上架設(shè)預(yù)制橋面板，現(xiàn)澆低收縮混凝土濕接縫，與鋼梁上的焊釘形成整體，組成組合梁體系。兩個(gè)縱梁間距為26m，中間采用橫梁連接，橫梁間距為3.6m。鋼橫梁之間設(shè)置三道小縱梁，間距分別為6m、7m、7m、6m。鋼梁工地連接均采用高強(qiáng)螺栓連接方式，快速形成結(jié)構(gòu)體系，有效減小施工風(fēng)險(xiǎn)。

中跨合龍段LZ19梁段長(zhǎng)4.78m，包括2根主縱梁、1根橫梁和6根小縱梁，總重46.7t，鋼梁各桿件之間全部為高強(qiáng)螺栓栓接。

2 總體施工方案

（1）鄱陽湖二橋主橋主梁安裝分為支架整節(jié)段安裝和橋面吊機(jī)對(duì)稱懸臂散件拼裝兩種方式，其中塔區(qū)5個(gè)節(jié)段、輔助墩頂2個(gè)節(jié)段和過渡墩頂1個(gè)節(jié)段采用浮吊整體吊裝就位：①塔區(qū)5個(gè)梁段定位連接掛索安裝橋面吊機(jī)；②橋面吊機(jī)對(duì)稱懸臂拼裝梁段。

（2）對(duì)稱懸臂拼裝按照拼裝鋼梁→安裝斜拉索并一張→安裝橋面板→吊機(jī)前移→斜拉索二張→拼裝下一節(jié)段鋼梁→安裝斜拉索并一張→安裝橋面板→吊機(jī)前移→澆筑連續(xù)兩個(gè)梁段濕接縫→后一梁段斜拉索二張→下一梁段安裝的流程循環(huán)安裝。主梁懸臂安裝施工借助塔區(qū)回轉(zhuǎn)吊機(jī)提升鋼梁桿件和橋面板上橋，由橋面運(yùn)梁車運(yùn)輸鋼梁桿件和橋面板至橋面吊機(jī)下方，再由橋面吊機(jī)拼裝鋼梁和安裝橋面板。

（3）橋面吊機(jī)：①主桁架作為吊機(jī)的起重支撐構(gòu)件，通過橫向聯(lián)系連接成空間桁架；②主滑軌及支撐座放置于已安裝梁段上并與橫隔梁牢靠錨固，推進(jìn)系統(tǒng)采用液壓操作系統(tǒng)，可以使吊機(jī)在專用軌道上沿縱橋向方向前進(jìn)或后退；③主桁架頂面設(shè)有起重系統(tǒng)及配套的起吊裝置，起重機(jī)可沿整個(gè)主桁架頂面行走；④起重機(jī)移動(dòng)到后部，起吊疊合梁構(gòu)件后移動(dòng)到前端并將各部件下放到底籃上；⑤底籃作為鋼梁各構(gòu)件的臨時(shí)放置和精確調(diào)整的工作平臺(tái)，是由縱梁和橫梁焊接組成的鋼構(gòu)件，布置在整個(gè)作業(yè)區(qū)域。

（4）中跨合龍段LZ19梁段安裝：①中跨合龍段安裝借助都昌側(cè)橋面吊機(jī)進(jìn)行；②中橋面吊機(jī)從LZ17向LZ18前移3.6m后，星子側(cè)中跨橋面吊機(jī)暫時(shí)停留在LZ17梁段上，根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整中跨18#斜拉索索力，以確保合龍口兩側(cè)LZ18梁段端部標(biāo)高相同，通過合龍口兩側(cè)LZ18梁段端部設(shè)置對(duì)拉裝置調(diào)整合龍口兩側(cè)梁段軸線，滿足規(guī)范要求；③對(duì)合龍口進(jìn)行連續(xù)72h溫度和對(duì)應(yīng)合龍口寬度監(jiān)測(cè)記錄，繪制溫度-位移變化曲線；連續(xù)觀測(cè)在夜間以1h間隔時(shí)間觀測(cè)記錄一次，白天以2h間隔時(shí)間觀測(cè)記錄一次；④根據(jù)確定的合龍溫度下記錄的合龍口寬度數(shù)據(jù)，在鋼梁加工廠內(nèi)對(duì)LZ19梁段主縱梁和小縱梁長(zhǎng)度進(jìn)行配切并鉆孔；⑤選擇在合龍日白天將LZ19梁段2根主縱梁吊裝至橋面吊機(jī)底籃的平移托架上，選擇在當(dāng)天下午溫度逐步下降且合龍口寬度大于LZ19梁段主縱梁長(zhǎng)度時(shí)，將2根主縱梁平移至合龍口內(nèi)。

（5）安裝中跨橋面：①吊機(jī)底籃前端倒掛行走輪，借助千斤頂頂升中跨橋面，吊機(jī)底籃前端懸吊精軋螺紋鋼；②提升底籃前端使倒掛行走輪安裝至主梁底部橋檢車軌道工鋼上；③拆除懸掛吊帶鋼板，千斤頂回油放松精軋螺紋鋼，底籃前端倒掛輪倒掛于梁底檢查車軌道上，拆除懸吊精軋螺紋鋼。

（6）安裝LZ19合龍段橋面板：①綁扎鋼筋，澆筑濕接縫混凝土；②待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%，拆除中跨橋面吊機(jī)；③張拉中跨及邊跨縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，施工附屬設(shè)施根據(jù)監(jiān)控需要將斜拉索索力、主梁線型調(diào)整至成橋狀態(tài)。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 合龍口調(diào)整

鄱陽湖二橋中跨合龍不設(shè)置配重，通過適當(dāng)調(diào)整LZ18梁段上的Z18#斜拉索索力，對(duì)合龍口兩側(cè)LZ18梁段標(biāo)高進(jìn)行精確調(diào)整。通過在LZ18梁段端部主縱梁腹板上設(shè)置對(duì)拉鋼絞線來調(diào)整合龍口兩側(cè)橋梁軸線，通過千斤頂張拉來精確調(diào)整合龍口兩側(cè)已安裝梁段的軸線。

斜拉索為平行鋼絲斜拉索，在梁端采用錨拉板形式錨固，在塔端采用鋼錨梁形式錨固，張拉端位于塔端，斜拉索索力調(diào)整采用大噸位千斤頂張拉工藝，通過旋轉(zhuǎn)錨固段螺母對(duì)斜拉索進(jìn)行收緊錨固。

軸線調(diào)整前，根據(jù)計(jì)算在LZ18梁段端部施加一個(gè)垂直于橋縱軸線的水平外力F1=9kN，對(duì)主梁軸線位移調(diào)整幅度為1mm，水平外力F1=180kN，對(duì)應(yīng)的軸線位移為20mm，軸線橫向位移1～20mm所需橫橋向水平力F1按照線性差值計(jì)算?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)采用斜向?qū)胧﹣碚{(diào)整軸線偏差，斜向施加力F2與橫橋向水平力F1夾角為10.46°，則

軸線橫向位移1～20mm所需橫橋向水平力F1和對(duì)應(yīng)斜向外力F2按照線性差值計(jì)算確定。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合龍口兩側(cè)用4根鋼絞線對(duì)拉來調(diào)整合龍口兩側(cè)梁段軸線偏差，每根鋼絞線兩端通過3孔扁錨錨具和配套夾片錨固于LZ18梁段主縱梁端部腹板螺栓孔上。用25t穿心式千斤頂進(jìn)行張拉，共設(shè)置4根鋼絞線對(duì)拉，每根鋼絞線張拉力基本均勻相等，張拉過程中通過測(cè)量?jī)x器對(duì)橋軸線進(jìn)行同步測(cè)量，確保軸線調(diào)整滿足要求。

3.2 合龍口測(cè)量

根據(jù)鋼梁LZ19梁段的配切制造需要，在合龍口兩側(cè)鋼梁現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整到理論高程且具備合龍要求的情況下，合龍口測(cè)量需要提供以下測(cè)量數(shù)據(jù)：合龍口兩側(cè)LZ18梁段主縱梁腹板上距離頂板最近的一排螺栓孔中，兩根主縱梁桿件之間最近的內(nèi)側(cè)孔距離；合龍口兩側(cè)LZ18梁段主縱梁腹板上距離底板最近的一排螺栓孔中，兩根主縱梁桿件之間最近的內(nèi)側(cè)孔距離；以上對(duì)應(yīng)四個(gè)螺栓孔的對(duì)角線尺寸。

合龍口數(shù)據(jù)采用3把30m鋼尺進(jìn)行測(cè)量，使用鋼尺前對(duì)鋼尺進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定。螺栓孔直徑為33mm，為了使測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)采取以下措施：左右兩側(cè)合龍口分別用一把鋼尺進(jìn)行測(cè)量（鋼尺編號(hào)），另一把鋼尺備用；測(cè)量時(shí)必須統(tǒng)一使鋼尺一邊通過兩端螺栓孔中心點(diǎn)，將螺栓孔上對(duì)應(yīng)鋼尺刻度33mm作為鋼尺定位的依據(jù)；鋼尺讀數(shù)時(shí)以0刻度到另一端螺栓孔外沿的長(zhǎng)度減33mm作為兩個(gè)螺栓孔的中心間距；測(cè)量時(shí)鋼尺必須拉緊繃直以減小測(cè)量誤差；每次以兩個(gè)螺栓孔間距測(cè)量三組數(shù)據(jù)并取平均值作為測(cè)量值；測(cè)量人員分成兩個(gè)小組輪流值班測(cè)量，確保測(cè)量連續(xù)不間斷。

觀測(cè)點(diǎn)均采用LZ18梁段主縱梁端部最前端一列最上、下兩顆螺栓孔朝向塔柱一側(cè)的孔邊緣為基準(zhǔn)點(diǎn)；現(xiàn)場(chǎng)配備3把30m鋼尺，在同一時(shí)段測(cè)量，測(cè)量前核對(duì)鋼尺編號(hào)；主縱梁及小縱梁配切時(shí)需采用同一把鋼尺進(jìn)行測(cè)量下料。為防止鋼梁扭轉(zhuǎn)，采用垂球（配置4個(gè)）對(duì)LZ18梁段端口垂直度進(jìn)行觀測(cè)，記錄扭轉(zhuǎn)偏差，以便確定是否需要加楔形板調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)配置兩個(gè)量程為-10～100℃的水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度。另外，通過現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速自動(dòng)測(cè)定儀測(cè)量風(fēng)速。測(cè)量前現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備足夠的照明設(shè)施，測(cè)量記錄過程要注意安全。

3.3 合龍段安裝

合龍段于2018年11月18日下午吊裝至橋面吊機(jī)底籃移梁平臺(tái)上，通過吊機(jī)橫移系統(tǒng)將兩根主縱梁分別移入合龍口內(nèi)。通過對(duì)中跨LZ18梁段上的斜拉索索力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使合龍口兩側(cè)LZ18梁段端部標(biāo)高一致達(dá)到預(yù)定合龍標(biāo)高。

安裝都昌側(cè)拼接板，首先完成了合龍段主縱梁與都昌側(cè)LZ18梁段的栓接連接。合龍段LZ19與星子側(cè)LZ18梁段之間的拼接板首先與LZ18梁段栓接（螺栓不擰緊），拼接板與LZ19之間由于溫度影響主梁長(zhǎng)度變化螺栓孔錯(cuò)位，暫時(shí)不能進(jìn)行螺栓安裝。

第二天上午隨著溫度的上升主梁長(zhǎng)度逐步變化，LZ19星子側(cè)螺栓孔逐步與拼接板螺栓孔重合，通過打入對(duì)位沖釘，完成螺栓孔群強(qiáng)制對(duì)位并臨時(shí)鎖定。安裝高強(qiáng)螺栓并初擰，逐個(gè)打出沖釘替換為高強(qiáng)螺栓，完成所有螺栓的終擰，完成主縱梁的合龍對(duì)接。主縱梁對(duì)接后安裝橫梁和小縱梁，同步接觸主塔下橫梁處塔梁臨時(shí)錨固，完成主梁體系轉(zhuǎn)換，完成鋼梁合龍。

4 結(jié)束語

鄱陽湖二橋主橋主梁為全栓接形式的工字形鋼梁和預(yù)制橋面板組合形成的鋼混組合梁結(jié)構(gòu)，鋼梁合龍采用溫度配切合龍工藝，通過調(diào)整斜拉索索力來精調(diào)合龍口兩側(cè)主梁標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)了無配重合龍；通過合理設(shè)置合龍口觀測(cè)點(diǎn)和精確的測(cè)量方法，確保了合龍口觀測(cè)數(shù)據(jù)采集的高度準(zhǔn)確；合龍段配切采用主縱梁和拼接板同步放樣螺栓孔的工藝確保了現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)主梁和拼接板螺栓孔的高度重合；合龍過程中通過插打強(qiáng)制定位沖釘實(shí)現(xiàn)了栓接桿件之間的精準(zhǔn)對(duì)接。鄱陽湖二橋中跨合龍的順利實(shí)施，為以后同類型橋梁的施工提供了成功的經(jīng)驗(yàn)，解決了常規(guī)工藝下合龍段需要在現(xiàn)場(chǎng)配切鉆孔而費(fèi)工費(fèi)時(shí)的問題。