合寧鐵路滁河大橋137 m鋼混結合梁架設施工技術

王 建

1 工程概況

合寧鐵路滁河大橋上三跨連續(xù)有碴軌道鋼—混凝土連續(xù)結合梁，梁長為137.0 m，結構形式為:40.5 m+56.0 m+40.5 m，寬度為:13.00 m(鋼梁寬度為7.0 m)，高度為:3.6 m，總重為:820 t。

鋼混結合梁斷面的結構形式為:雙箱單室，兩箱中心距為4.6 m，單箱寬度為:2.48 m(腹板寬度為 2.4 m)，梁高為3.6 m。

鋼混結合梁的分段情況為:共分5段拼裝，26.90+27.20+28.80+27.20+26.9=137.0 m。

其中最長桿件的長度為28.8 m，最大單件的重量為89.1 t。

鋼混結合梁架設的墩位在3號～6號墩。

橋位處水文地質情況:水深4 m～5 m，均為粉質黏土，軟塑～流塑，地基承載力較差，σ=50 kPa～120 kPa。

2 總體施工方案

根據鋼混結合梁的設計圖紙和橋位處的水文地質等情況，可采用以下施工方案:第一種方案，在3號和4號墩之間土方填筑和混凝土面層至3號和4號墩墩帽標高的拼架平臺，搭設臨時支墩，再利用兩臺150 t履帶吊在拼架平臺上拼裝架設鋼混結合梁，采用邊架設邊拖拉的架設方法，將鋼混結合梁拖拉架設至6號墩上。第二種方案，在3號～6號墩間搭設水中棧橋和梁段拼接口平臺，同時在3號～6號墩兩側鋪設棧橋及軌道，搭設兩組龍門吊，利用龍門吊分段架設鋼混梁的方案。

本著合理利用現(xiàn)場條件、降低架設成本、安全施工的原則分析:第一種方案，可克服水中施工的困難，變水中架梁為陸地架梁，但架梁需要大噸位吊機(150 t以上)進行吊裝鋼梁，施工安全隱患較大，同時采取拖拉方案，拼接口位置下連接板上滑道的處理，直接影響拖拉是否成功，另外大噸位吊機租賃費較高，受天氣影響較大，經濟投入較大。第二種方案，采取龍門吊架設方法，施工安全性較高，施工方法簡單，經濟投入一次性較大，但受天氣影響較小，水中棧橋施工困難較大，但現(xiàn)場有水上施工設備，可充分利用，搭設水中棧橋，可以解決水上施工困難。經過充分比較，決定采取搭設水中棧橋、鋪設軌道、龍門吊架設鋼混梁梁段的方案。

3 施工步驟及施工工藝

3.1 現(xiàn)場平面布置

根據現(xiàn)場實際情況，決定利用3號～4號墩間的場地作為鋼混梁梁段存放場地(40 m×15 m)、西安側臺右側護坡修筑一條運輸便道至4號墩，作為鋼混結合梁桿件運入施工現(xiàn)場的施工便道，同時在5號～6號墩間進行回填，回填至墩頂標高，作為鋼混梁架設龍門吊行走軌道的路基及拼裝接口操作平臺的基礎。

利用水上浮吊和振動錘搭設3號～6號墩之間的兩側棧橋(包括鋼管樁及“六四”式軍用梁)，同時利用水上浮吊和振動錘搭設水中拼裝接口操作平臺。

3.2 搭設鋼混結合梁拼裝接口操作平臺

拼裝接口操作平臺采用12根φ 529 mm鋼管樁作為平臺基礎，橫橋向布置4根，橫向樁間距分別為 4.35 m，1.0 m，4.35 m;縱橋向布置3根，縱向鋼管樁間距分別為2.5 m，2.5 m，中間樁的中心線為鋼混梁拼裝接口位置處。鋼管樁頂布置縱橫向工字鋼梁，鋼管樁頂縱向布置三組2Ⅰ400a(L=4.0 m)，2Ⅰ400a工字鋼上布置兩組2Ⅰ550a工字鋼，兩組 2Ⅰ550a工字鋼的間距為2.5 m。同時在操作平臺上鋪設木板，作為鋼混梁架設時的操作位置。

3.3 水中棧橋施工

鋼混梁架設采用龍門吊架設，架設時需要搭設兩側的水中棧橋，作為龍門吊行走跑道。水中棧橋采用φ 529 mm鋼管樁基礎和“六四”式軍用梁的梁部結構。

水中棧橋施工由水上浮吊和振動錘來完成。

左右側棧橋與橋軸線的間距均為9.0 m，兩側棧橋中心距為18.0 m。水中棧橋采用三跨 L=22.65 m簡支跨，基礎部分采用4根φ 529 mm鋼管樁基礎，縱橫向各布置2根，縱橫向間距為3.0 m，縱橫向鋼管樁間采用[14槽鋼進行連接，作為連接系。樁頂縱向布置兩組2Ⅰ400a工字鋼，在2Ⅰ400a工字鋼上布置兩組2Ⅰ400a工字鋼梁。

棧橋梁部結構采用三組“六四”式軍用梁(L=22.48 m)，兩組軍用梁之間的間距為2.4 m，采用Ⅰ16鋼枕及1號U形螺栓將兩組軍用梁連接成一個整體。兩個單跨軍用梁留有17 cm的施工縫，作為調整棧橋線形及長度。棧橋梁部結構的安裝由水上浮吊來完成。

3.4 行走龍門吊的安裝

龍門吊高度為10.20 m(行走軌道至最高吊裝點的高度)，左右兩個塔架的中心寬度為18.0 m。塔架采用“六五”式軍用墩桿件搭設而成，上部行走梁部結構采用四組321型貝雷架桿件拼裝而成，拼裝龍門塔架時，采用可靠的塔架固定措施，塔架的四周應分層安設多道攬風鋼絲繩，確保塔架自身的安全性。龍門上部行走的“六四”式軍用梁拼裝一次成型，利用大噸位汽車吊一次吊裝到位。再利用汽車吊安裝上部行走軌道和行走天車(60 t)、滑輪組和吊鉤，連接電器設備和電源，運行行走龍門吊，檢查各項技術指標。共拼組兩個龍門吊。

3.5 行走龍門吊軌道的安裝

行走龍門吊軌道由P43鋼軌和枕木組成，共在3號～6號墩兩側設置兩組軌道(即:3號～4號墩回填土面、水中棧橋、長度為140 m，兩組軌道的中心間距為18.0 m。一組軌道上布置 2根 P43鋼軌，P43鋼軌之間的間距為1.5 m，枕木中心間距為0.5 cm，枕木和P43鋼軌間采用道釘固定，P43鋼軌之間采用魚尾板和連接螺栓連接。

3.6 鋼混結合梁拼架

根據該鋼混結合梁分段情況，橋跨布置情況，相鄰橋跨布置情況和橋跨分布情況，采用行走龍門吊從6號墩向3號墩逐步分段拼裝鋼混梁梁段及相應的橫梁，同時螺栓安裝到位。

3.7 鋼混結合梁桿件的預拼及架設順序

1)鋼混結合梁桿件預拼。a.按鋼混結合梁分段和連接段的情況，搭設預拼臺，桿件的預拼臺高1.0 m。b.將需要預拼的梁段運至預拼臺上，將各節(jié)點上的節(jié)點板、拼接板等按設計要求連接到對應的連接桿件上。

2)拼裝順序。拼裝第一段鋼混梁→拼裝第二段鋼混梁→安裝端隔板→安裝中隔板→拼裝第三段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→拼裝第四段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→安裝中隔板→拼裝第五段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→拼裝第六段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→安裝中隔板→拼裝第七段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→拼裝第八段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→安裝中隔板→拼裝第九段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→拼裝第十段鋼混梁并采用沖釘和普栓固定→安裝中隔板→安裝端隔板→安裝橋面蓋板→調整線形，連接高強螺栓并終擰。

3.8 高強螺栓的連接

該鋼混結合梁共設置了13 616套高強螺栓，詳見3.11高強螺栓施工工藝和質量標準。

3.9 鋼混梁的頂升、落梁

鋼混梁拼裝和高強螺栓與焊接工作施工完畢后，即開始做好鋼混梁頂升落梁的準備工作。

鋼混梁的頂升共設置16個點，即3號～6號墩上各設置4個點。各頂升點的位置為鋼混梁腹板位置處，鋼混梁支座墊石外側的橋墩上。其中3號和6號墩各設置4臺100 t電動液壓千斤頂，4號和5號墩上各設置4臺200 t電動液壓千斤頂。頂升時，統(tǒng)一指揮，確保鋼混梁頂升回落在同一標高上，誤差不宜太大。頂升后，拆除臨時支墩，安裝鋼混梁的支座，鋼混結合梁支座頂板與橋墩墊石上鋼梁支座安放位置重合時，鋼梁落梁就位。

3.10 鋼混結合梁支座錨固

鋼梁支座錨固前要進一步檢查鋼梁的就位情況，做到鋼梁中心線和橋墩中心線重合的偏差在容許偏差值內。支座錨固先錨固固定支座，錨固時，用三角形斜鋼塊將支座地板墊平。

3.11 高強螺栓的施工要求和質量檢查

1)沖釘?shù)牟贾?。為了保證鋼梁的對位準確和預留拱度的要求，預拼和拼裝鋼梁時，每個節(jié)點按其螺栓的數(shù)量應布置30%的沖釘，并呈三角形分布，特別是底盤的預拼和拼裝更應保證，這些沖釘要在其他螺栓初擰后進行更換，同時進行初擰。2)高強螺栓的初、終擰。桿件預拼和拼裝好后，就可進行初擰，初擰的扭矩要求在35 kg?m，初擰時一定要注意螺栓的長度，對不合規(guī)范要求的要及時更換，同時初擰應從板束的中心開始向四面對稱進行，初擰后，在螺栓上涂上黃漆，以示區(qū)分。鋼梁拼架完畢，拱度調好后，對初擰過的螺栓，按現(xiàn)場測試的終擰扭矩值進行終擰，容許誤差10%，終擰后的螺栓，頂面及時涂上紅漆，終擰的要求與初擰相同。3)高強螺栓的質量檢查。a.設專職人員進行檢查，當天擰好的螺栓當天檢查完，并做好記錄。b.主節(jié)點及縱橫梁連接處，每一個螺栓群檢查的數(shù)量為其總數(shù)的5%，且每個主節(jié)點不得少于5個，如未按工藝施擰的，則應返工重擰后再檢查。c.檢查方法是采用螺母退扣法，即在終擰過的螺栓上，在螺母和墊片上作好記號，推動螺母，然后再用扭力扳手施擰，使螺母回到原來的位置，此時的扭矩讀數(shù)，即是該螺栓的終擰扭矩值。螺栓的超擰值和欠擰值均以不大于規(guī)定值的10%者為合格，抽驗過的螺桿涂上白漆。d.每個節(jié)點抽驗的螺栓，其不合格者不得超過抽查總數(shù)的20%，如超過此值，則應繼續(xù)抽查直至累計總數(shù)80%的合格率為止。然后，對欠擰者應補擰，超擰者應更換，抽查時，欠擰螺栓涂上綠漆，超擰螺栓涂上黑漆。

4 主要機械設備配置及材料投入

主要機械設備配置及材料投入見表1。

表1 主要機械設備配置及材料投入表

5 人員進場計劃

勞力組織見表2。

表2 勞力組織表 人

6 幾點說明及注意事項

1)該橋鋼梁桿件重量大，為目前國內鐵路行業(yè)單構件最重的桿件(89.1 t);2)該橋梁段吊裝采用雙龍門同時吊裝方案，在吊裝過程中，要注意龍門吊的電動行走輪的同步，應采用同種型號的電機及減速機;3)吊裝過程中要注意吊點的垂直度，以防止龍門吊受力偏心過大。