龍青高速公路跨越青新高速公路鋼箱梁橋的設(shè)計與施工

徐常澤，付明勇

(1. 山東省交通規(guī)劃設(shè)計院;2. 山東正宏勘測設(shè)計咨詢有限公司)

1 工程概況

山東省龍口至青島高速公路在青島市城陽區(qū)與青新高速交叉口處設(shè)城陽南互通立交，右線橋跨越青新高速采用鋼箱梁橋，跨徑布置為37.2 +2 ×50 +38.8 m 四跨連續(xù)梁，橋?qū)?6.7m，橋梁平曲線位于Ls =740 m 的緩和曲線上，與青新高速交角為45°，設(shè)計速度80 km/h，設(shè)計汽車荷載為公路Ⅰ級。

2 設(shè)計要點(diǎn)

2.1 上部結(jié)構(gòu)

上部鋼箱梁采用單箱四室斜腹板截面，設(shè)計線處梁高2.114 m。頂板寬16.7 m，厚14 mm，頂板采用U 形加勁肋，U 肋厚8 mm，標(biāo)準(zhǔn)間距60 cm，高26 cm。箱梁底板寬11.6 m，支點(diǎn)部分厚16 mm，跨中部分厚14 mm，采用板式加勁肋，間距40 cm，厚16 mm，高16 cm。懸臂板長2.2 m。腹板跨中段厚14 mm，支點(diǎn)段厚16 mm，在其受壓區(qū)設(shè)置一道縱向板式加勁肋。橫隔板間距3 m，其間設(shè)橫肋一道，均徑向布置。鋼梁在工廠內(nèi)采用縱向分段、橫向分片的方法制作。

2.2 下部結(jié)構(gòu)

共用墩及連續(xù)墩均為雙柱式墩，墩頂墩身截面尺寸橫橋向2.5 m，順橋向1.8 m，墩身間距2.1 m。基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，厚度為2×1.25 m，底層尺寸為10.6 m×5.8 m，上層尺寸為8.6 m×5.8 m，擴(kuò)大基礎(chǔ)持力層選用埋藏較淺的中風(fēng)化巖石。

由于上跨青新高速，制動墩布置在中央分隔帶內(nèi)，橋墩尺寸受限，采用圓柱式獨(dú)柱墩，柱徑1.7 m，墩頂設(shè)置15 MN的固定支座，為了放置支座，墩頂柱徑漸變至2.5 m，樁基采用端承樁，樁徑2.5 m。

2.3 橋面鋪裝

鋼箱梁橋面鋪裝下層為12 cm C50玄武巖纖維混凝土，玄武巖纖維混凝土層中設(shè)置直徑20 的鋼筋網(wǎng)，鋼橋面板上設(shè)置M16X100 間距30 cm 的剪力釘。在混凝土中摻加玄武巖短切纖維，可以提高混凝土的防滲、抗裂及抗沖擊性能，和易性及耐久性好。上層為10 cm 瀝青混凝土，瀝青混凝土上層采用4 cm SMA－10 SBS 改性瀝青瑪蹄脂混合料，下層采用4 cm SMA－13 SBS 改性瀝青瑪蹄脂混合料，防水調(diào)平層采用2 cm SBS 改性瀝青砂，下設(shè)柔性防水層。

3 防腐措施

本項(xiàng)目位于青島市城陽區(qū)，毗鄰膠州灣，其大氣腐蝕等級按《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》(JT/T 722－2008)規(guī)定為C3。鋼梁采用長效涂裝體系，耐久性要求不小于20年，涂裝方案如表1 所示。

表1 涂裝方案

4 施工方案

根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分考慮制作、運(yùn)輸?shù)纫蛩兀傮w制造思路如下:工廠鋼箱梁板單元制造、胎架上總拼成節(jié)段、按照吊裝節(jié)段解體成梁段、橋位架設(shè)、涂裝和修補(bǔ)等全部工作。根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件及工期要求，采用支架法進(jìn)行安裝。

4.1 工廠制造

鋼梁板單元在工廠內(nèi)采用縱向分段、橫向分片的方法制作?？紤]到鋼梁運(yùn)輸、架設(shè)的可能性，合理劃分板單元。鋼箱梁制造實(shí)現(xiàn)板單元化。所有板單元可按類型在專用胎架上形成流水作業(yè)制造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)范化，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量穩(wěn)定化。

縱向分為14 個制造節(jié)段，一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段橫斷面劃分為21 塊板單元，其中頂板6 塊，底板4 塊，斜底板2 塊、縱隔板3 塊，橫隔板4 塊，懸臂板2 塊。

根據(jù)排板圖及工藝放收縮量下料，下料采用數(shù)控及多頭精密切割，氣割開坡口或機(jī)加工開坡口，單元件用胎架裝配，自動焊焊接，單元件校正采用火焰或機(jī)械方法，U 肋與面板采用無碼高精度裝配反變形胎架焊接。在總拼組裝胎架中按2 +1 匹配方式拼裝成節(jié)段箱梁。按焊接工藝和順序?qū)Φ跹b段進(jìn)行焊接及相鄰段匹配拼裝，加裝臨時連接件。檢查合格后，轉(zhuǎn)運(yùn)箱段至噴砂車間進(jìn)行除銹、噴涂。通過汽車運(yùn)輸至工地業(yè)主指定區(qū)域。在工地進(jìn)行鋼箱梁節(jié)段吊裝和節(jié)段間焊接及安裝附屬設(shè)施，局部除銹清理后全橋油漆。

4.2 鋼箱梁架設(shè)

鋼箱梁在工廠分段預(yù)制運(yùn)至橋位，分段用吊車起吊到臨時支架架設(shè)，最重吊裝節(jié)段約重46t。架設(shè)順序由小樁號向大樁號方向施工，由跨青新高速，在架設(shè)時跨線部分先封閉部分車道并做好道路安全防護(hù)工作，施工過程中盡量保證車輛的通行，橋面護(hù)欄施工完后拆除支架，恢復(fù)道路，完成鋼箱梁安裝。

在橋跨中間均設(shè)有臨時支墩，分段定位時，要確保重心均落在支架支撐的范圍內(nèi)。鋼箱梁現(xiàn)場架設(shè)預(yù)拱度按設(shè)計要求設(shè)置。在現(xiàn)場吊裝的跨線部分施工時，為保障行車安全，須要對即有高速路進(jìn)行臨時區(qū)段的封閉，采取半邊封路半邊暢通的形式，保證一邊道路暢通。

施工步驟流程為:

(1)平整施工便道及汽車吊站位場地，保證鋼箱梁的運(yùn)輸、吊裝。施工臨時支架基礎(chǔ)，安裝臨時支架及橋墩支座?？缇€部分先封Y52 墩至Y53 墩之間車道，做好道路指示牌。

(2)按照順序安裝各節(jié)段鋼箱梁節(jié)段(每個節(jié)段橫向從中間向兩側(cè)安裝)，調(diào)整線型后定位焊接，測量合格再進(jìn)行施焊作業(yè)。

(3)澆筑混凝土護(hù)欄，拆除支架，恢復(fù)道路，全橋涂裝最后一道面漆。

4.3 鋼箱梁卸載

鋼箱梁卸載方案為整體卸載，卸載時，千斤頂同時并緩慢下降，最終鋼箱梁落在球形支座焊接墊板上使其全部荷載轉(zhuǎn)化為橋墩自身承受，卸載完成。

卸載的總體步驟為:支架的卸載首先布置千斤頂頂住要切割牙板的主梁，布置完成后按照卸載支架的順序?yàn)?連續(xù)墩兩側(cè)支架→中墩兩側(cè)支架→共用墩一側(cè)支架→邊跨跨中支架→中跨跨中支架。

5 結(jié) 語

龍青高速城陽南互通右線橋跨越青新高速為整個項(xiàng)目的關(guān)鍵性工程，橋梁施工時要保證青新高速的安全運(yùn)營，設(shè)計和施工均有較大難度。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，在上跨青新高速處采用鋼箱梁方案，不僅加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期，而且保證了青新高速的行車安全。

［1］吳沖. 現(xiàn)代鋼橋. 北京:人民交通出版社，2006.

［2］公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件(JT/T 722－2008)［S］.

［3］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041－2000)［S］.