武靖松
摘要:跨越高速連續(xù)梁是朝凌客專聯(lián)絡線工程工期緊張的項目,與傳統(tǒng)合龍方式相比,采用鋼殼合龍施工方法能夠減小對既有線通行的干擾,成功解決了國慶期間車輛通行的問題,保證既有公路運營及施工安全,縮短工期,且能最大限度的節(jié)約投資及施工成本。以朝凌客??珏\阜高速特大橋為例,分析鋼殼合龍技術運用中的設計方案,介紹鋼殼加工及涂裝。鋼殼預埋安裝、連續(xù)梁轉體施工、鋼殼合龍段安裝和合龍段混凝土澆筑等施工環(huán)節(jié)的技術要點,總結應用效果。
關鍵詞:鋼殼合龍;高速公路;連續(xù)梁
1工程概況
朝凌鐵路客運專線是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中的重要項目,是我國東北地區(qū)高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分,線路全長105公里??珏\阜高速特大橋跨越既有線共7處,采用鋼殼合龍技術跨越錦阜高速1處,錦阜高速是國家高速公路規(guī)劃重要干線“長深高速(G25)”的聯(lián)絡線,車流較多。朝凌客??珏\阜高速特大橋在里程DK97+136.94,采用(72+128+72)m連續(xù)梁采用支架法旁位現(xiàn)澆,然后轉體就位進行合龍的施工方法跨越錦阜高速。主跨與錦阜高速39°夾角,轉體施工時采用逆時針轉動,中跨合龍段利用鋼殼進行合龍。最大轉體質(zhì)量12000噸,轉體后梁底到路面距離為9.075m~10.785m。
2中跨合龍鋼殼設計
2.1鋼殼設計
設計單位在施工圖中設計時采用的是懸吊支架+防護棚架方案,中跨合龍段位于高速公路上方,與高速公路存在空間交叉。一般做法為吊架施工中跨合龍段,吊架施工時吊架在前移就位及后撤拆除時存在較大安全隱患,需在高速公路上設置門洞式防護棚。防護棚施工時需臨時改道,進行交通疏導。轉體節(jié)點正值國慶期間,車流量增多,協(xié)調(diào)難度大,然后變更鋼殼法合龍。
采用鋼殼施工技術比吊架法施工有以下幾個優(yōu)點:⑴施工所需的機具設備較少,且操作簡單;⑵施工方便、而且施工干擾較小;⑶成功克服上跨構造物或交通密集公路、鐵路的困難;⑷取消跨路防護棚施工,減少交通疏導作業(yè),減少對高速公路上行車的影響;
2.2預埋段鋼殼、合龍段鋼殼
預埋段鋼殼、合龍段鋼殼采用12mm厚鋼板組焊而成,鋼殼的外形尺寸同梁體外輪廓尺寸一致,緊貼梁體設置于梁體外輪廓之外。根據(jù)錨固受力、合龍段長度及轉體角度需要,確定嵌入梁體段鋼殼長度97cm,外露段長度30cm~110cm。梁部轉體就位后,兩側懸臂段鋼殼之間間隙為60cm。合龍段鋼殼長度120cm,分別與兩側懸臂段鋼殼搭接30cm。
2.3懸吊系統(tǒng)
懸吊系統(tǒng)由精軋螺紋鋼吊帶、連接螺母、錨固扁擔梁組成,在勁性骨架上方橫擔雙拼工字鋼梁,在橫梁上懸吊精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部,并通過鋼殼上的套筒鎖定。
3施工方案
總體施工流程為:加工鋼殼→防腐處理→現(xiàn)場組焊成型→安裝懸臂段鋼殼→轉體就位→邊跨合龍→安裝中跨合龍段勁性骨架→安裝中跨合龍段合龍塊鋼殼→施工中跨合龍段。
3.1鋼殼加工
⑴原材料要求
鋼殼及加勁板采用Q355NH耐候鋼,厚度12mm。鋼殼內(nèi)部支撐架及吊裝桿采用Q235材質(zhì)。
⑵鋼殼加工
鋼殼共分為3大塊,2塊為梁部懸臂段預埋塊,1塊為合龍塊。廠內(nèi)加工時分別加工預成型,并焊接加勁板。懸臂段鋼殼橫斷面的外輪廓線與梁體外輪廓線相同,合龍塊鋼殼的外輪廓線與懸臂段鋼殼的內(nèi)輪廓線相同。鋼殼加工分為廠內(nèi)焊接和預成型。
3.2鋼殼防腐處理
鋼殼分塊加工好后,運輸至指定的廠家,按照《鐵路混凝土梁配件多元合金共滲防腐技術條件》(TB/T3274-2011)中預埋件的要求進行防腐處理。
3.3現(xiàn)場焊接及要求
鋼殼防腐處理完成后,運輸至現(xiàn)場進行組焊。各小塊在地面組焊成整體后吊至懸臂梁端,焊縫等級為Ⅰ級熔透焊,坡口焊接,焊縫高度為12mm。合龍段鋼殼加勁板為角焊縫,焊縫等級為Ⅱ級,焊縫高度為10mm,連續(xù)圍焊。
3.4預埋段鋼殼安裝
鋼殼在地面組焊成型后,首先在支架模板上放樣鋼殼安裝位置,清理模板內(nèi)雜物,適當調(diào)整模板尺寸。然后使用大型吊車將預埋段鋼殼整體吊裝入模,使其與鋼殼外輪廓面密貼。鋼殼就位后,在鋼殼前端釘方木條作為鋼殼的臨時限位,防止鋼殼移動。
3.5中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接
⑴焊接時機應在中跨合龍段勁性骨架焊接完成,并臨時張拉合龍頂板束和中跨合龍底板束(臨時束的張拉力為0.4fpk),解除縱向活動支座的鎖定后,再進行焊接合龍段鋼殼的作業(yè)。
⑵中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接要求
邊跨合龍段施工完成,中跨合龍段勁性骨架焊接完成且臨時束張拉完成后。將合龍段鋼殼分塊吊裝至合龍口處,分塊進行焊接,將鋼殼焊接成為整體。先間斷焊形成整體,再焊接完整,需對稱焊接,避免偏一側長時間施焊,造成焊接應力的集中。焊接底部接縫處,對稱焊接,將底部封閉形成密閉結構。
3.6鋼殼現(xiàn)場焊接注意事項
焊接封閉須盡快完成,并將鋼殼空間內(nèi)的其他加勁板、鋼筋焊接完成,盡快形成剛性框架;須盡快完成鋼殼內(nèi)灌注混凝土的吊點預設焊接,并與邊跨合龍的臨時固結結合;
3.7鋼殼加固措施
合龍段鋼殼焊接完成后,為確保鋼殼強度,減小中跨合龍段鋼筋及混凝土施工時鋼殼的變形量,對鋼殼采取加固措施。在勁性骨架上方橫擔雙拼40b工字鋼梁,在橫梁上懸吊PSB830φ25精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部,并通過鋼殼上的套筒鎖定。套筒由鋼殼廠家加工并與鋼殼焊接固定。共設置5根精軋鋼,底板3根,兩側翼緣板各1根。
3.8鋼殼合龍段混凝土的澆筑
合龍段混凝土澆注過程中,按新澆注混凝土的重量分級卸去平衡重,保證平衡施工。
4結語
2019年9月28日,朝陽至凌海鐵路客運專線跨錦阜高速公路128m主跨轉體連續(xù)梁成功合龍,合龍誤差控制在5毫米以內(nèi)。實踐證明,該橋合龍段采用鋼殼法施工工藝是成功的。鋼殼合龍成功解決了工期緊張,國慶期間既有線交通干擾等難題。安全、高效的完成了施工任務。
參考文獻:
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(作者單位:中鐵十二局集團第三工程有限公司)