合宁铁路滁河大桥137 m钢混结合梁架设施工技术

2010-04-17王建

山西建筑 2010年17期

关键词：钢混龙门吊栈桥

王建

1 工程概况

合宁铁路滁河大桥上三跨连续有碴轨道钢—混凝土连续结合梁，梁长为137.0 m，结构形式为:40.5 m+56.0 m+40.5 m，宽度为:13.00 m(钢梁宽度为7.0 m)，高度为:3.6 m，总重为:820 t。

钢混结合梁断面的结构形式为:双箱单室，两箱中心距为4.6 m，单箱宽度为:2.48 m(腹板宽度为 2.4 m)，梁高为3.6 m。

钢混结合梁的分段情况为:共分5段拼装，26.90+27.20+28.80+27.20+26.9=137.0 m。

其中最长杆件的长度为28.8 m，最大单件的重量为89.1 t。

钢混结合梁架设的墩位在3号～6号墩。

桥位处水文地质情况:水深4 m～5 m，均为粉质黏土，软塑～流塑，地基承载力较差，σ=50 kPa～120 kPa。

2 总体施工方案

根据钢混结合梁的设计图纸和桥位处的水文地质等情况，可采用以下施工方案:第一种方案，在3号和4号墩之间土方填筑和混凝土面层至3号和4号墩墩帽标高的拼架平台，搭设临时支墩，再利用两台150 t履带吊在拼架平台上拼装架设钢混结合梁，采用边架设边拖拉的架设方法，将钢混结合梁拖拉架设至6号墩上。第二种方案，在3号～6号墩间搭设水中栈桥和梁段拼接口平台，同时在3号～6号墩两侧铺设栈桥及轨道，搭设两组龙门吊，利用龙门吊分段架设钢混梁的方案。

本着合理利用现场条件、降低架设成本、安全施工的原则分析:第一种方案，可克服水中施工的困难，变水中架梁为陆地架梁，但架梁需要大吨位吊机(150 t以上)进行吊装钢梁，施工安全隐患较大，同时采取拖拉方案，拼接口位置下连接板上滑道的处理，直接影响拖拉是否成功，另外大吨位吊机租赁费较高，受天气影响较大，经济投入较大。第二种方案，采取龙门吊架设方法，施工安全性较高，施工方法简单，经济投入一次性较大，但受天气影响较小，水中栈桥施工困难较大，但现场有水上施工设备，可充分利用，搭设水中栈桥，可以解决水上施工困难。经过充分比较，决定采取搭设水中栈桥、铺设轨道、龙门吊架设钢混梁梁段的方案。

3 施工步骤及施工工艺

3.1 现场平面布置

根据现场实际情况，决定利用3号～4号墩间的场地作为钢混梁梁段存放场地(40 m×15 m)、西安侧台右侧护坡修筑一条运输便道至4号墩，作为钢混结合梁杆件运入施工现场的施工便道，同时在5号～6号墩间进行回填，回填至墩顶标高，作为钢混梁架设龙门吊行走轨道的路基及拼装接口操作平台的基础。

利用水上浮吊和振动锤搭设3号～6号墩之间的两侧栈桥(包括钢管桩及“六四”式军用梁)，同时利用水上浮吊和振动锤搭设水中拼装接口操作平台。

3.2 搭设钢混结合梁拼装接口操作平台

拼装接口操作平台采用12根φ 529 mm钢管桩作为平台基础，横桥向布置4根，横向桩间距分别为 4.35 m，1.0 m，4.35 m;纵桥向布置3根，纵向钢管桩间距分别为2.5 m，2.5 m，中间桩的中心线为钢混梁拼装接口位置处。钢管桩顶布置纵横向工字钢梁，钢管桩顶纵向布置三组2Ⅰ400a(L=4.0 m)，2Ⅰ400a工字钢上布置两组2Ⅰ550a工字钢，两组 2Ⅰ550a工字钢的间距为2.5 m。同时在操作平台上铺设木板，作为钢混梁架设时的操作位置。

3.3 水中栈桥施工

钢混梁架设采用龙门吊架设，架设时需要搭设两侧的水中栈桥，作为龙门吊行走跑道。水中栈桥采用φ 529 mm钢管桩基础和“六四”式军用梁的梁部结构。

水中栈桥施工由水上浮吊和振动锤来完成。

左右侧栈桥与桥轴线的间距均为9.0 m，两侧栈桥中心距为18.0 m。水中栈桥采用三跨 L=22.65 m简支跨，基础部分采用4根φ 529 mm钢管桩基础，纵横向各布置2根，纵横向间距为3.0 m，纵横向钢管桩间采用[14槽钢进行连接，作为连接系。桩顶纵向布置两组2Ⅰ400a工字钢，在2Ⅰ400a工字钢上布置两组2Ⅰ400a工字钢梁。

栈桥梁部结构采用三组“六四”式军用梁(L=22.48 m)，两组军用梁之间的间距为2.4 m，采用Ⅰ16钢枕及1号U形螺栓将两组军用梁连接成一个整体。两个单跨军用梁留有17 cm的施工缝，作为调整栈桥线形及长度。栈桥梁部结构的安装由水上浮吊来完成。

3.4 行走龙门吊的安装

龙门吊高度为10.20 m(行走轨道至最高吊装点的高度)，左右两个塔架的中心宽度为18.0 m。塔架采用“六五”式军用墩杆件搭设而成，上部行走梁部结构采用四组321型贝雷架杆件拼装而成，拼装龙门塔架时，采用可靠的塔架固定措施，塔架的四周应分层安设多道揽风钢丝绳，确保塔架自身的安全性。龙门上部行走的“六四”式军用梁拼装一次成型，利用大吨位汽车吊一次吊装到位。再利用汽车吊安装上部行走轨道和行走天车(60 t)、滑轮组和吊钩，连接电器设备和电源，运行行走龙门吊，检查各项技术指标。共拼组两个龙门吊。

3.5 行走龙门吊轨道的安装

行走龙门吊轨道由P43钢轨和枕木组成，共在3号～6号墩两侧设置两组轨道(即:3号～4号墩回填土面、水中栈桥、长度为140 m，两组轨道的中心间距为18.0 m。一组轨道上布置 2根 P43钢轨，P43钢轨之间的间距为1.5 m，枕木中心间距为0.5 cm，枕木和P43钢轨间采用道钉固定，P43钢轨之间采用鱼尾板和连接螺栓连接。

3.6 钢混结合梁拼架

根据该钢混结合梁分段情况，桥跨布置情况，相邻桥跨布置情况和桥跨分布情况，采用行走龙门吊从6号墩向3号墩逐步分段拼装钢混梁梁段及相应的横梁，同时螺栓安装到位。

3.7 钢混结合梁杆件的预拼及架设顺序

1)钢混结合梁杆件预拼。a.按钢混结合梁分段和连接段的情况，搭设预拼台，杆件的预拼台高1.0 m。b.将需要预拼的梁段运至预拼台上，将各节点上的节点板、拼接板等按设计要求连接到对应的连接杆件上。

2)拼装顺序。拼装第一段钢混梁→拼装第二段钢混梁→安装端隔板→安装中隔板→拼装第三段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→拼装第四段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→安装中隔板→拼装第五段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→拼装第六段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→安装中隔板→拼装第七段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→拼装第八段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→安装中隔板→拼装第九段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→拼装第十段钢混梁并采用冲钉和普栓固定→安装中隔板→安装端隔板→安装桥面盖板→调整线形，连接高强螺栓并终拧。

3.8 高强螺栓的连接

该钢混结合梁共设置了13 616套高强螺栓，详见3.11高强螺栓施工工艺和质量标准。

3.9 钢混梁的顶升、落梁

钢混梁拼装和高强螺栓与焊接工作施工完毕后，即开始做好钢混梁顶升落梁的准备工作。

钢混梁的顶升共设置16个点，即3号～6号墩上各设置4个点。各顶升点的位置为钢混梁腹板位置处，钢混梁支座垫石外侧的桥墩上。其中3号和6号墩各设置4台100 t电动液压千斤顶，4号和5号墩上各设置4台200 t电动液压千斤顶。顶升时，统一指挥，确保钢混梁顶升回落在同一标高上，误差不宜太大。顶升后，拆除临时支墩，安装钢混梁的支座，钢混结合梁支座顶板与桥墩垫石上钢梁支座安放位置重合时，钢梁落梁就位。

3.10 钢混结合梁支座锚固

钢梁支座锚固前要进一步检查钢梁的就位情况，做到钢梁中心线和桥墩中心线重合的偏差在容许偏差值内。支座锚固先锚固固定支座，锚固时，用三角形斜钢块将支座地板垫平。

3.11 高强螺栓的施工要求和质量检查

1)冲钉的布置。为了保证钢梁的对位准确和预留拱度的要求，预拼和拼装钢梁时，每个节点按其螺栓的数量应布置30%的冲钉，并呈三角形分布，特别是底盘的预拼和拼装更应保证，这些冲钉要在其他螺栓初拧后进行更换，同时进行初拧。2)高强螺栓的初、终拧。杆件预拼和拼装好后，就可进行初拧，初拧的扭矩要求在35 kg◦m，初拧时一定要注意螺栓的长度，对不合规范要求的要及时更换，同时初拧应从板束的中心开始向四面对称进行，初拧后，在螺栓上涂上黄漆，以示区分。钢梁拼架完毕，拱度调好后，对初拧过的螺栓，按现场测试的终拧扭矩值进行终拧，容许误差10%，终拧后的螺栓，顶面及时涂上红漆，终拧的要求与初拧相同。3)高强螺栓的质量检查。a.设专职人员进行检查，当天拧好的螺栓当天检查完，并做好记录。b.主节点及纵横梁连接处，每一个螺栓群检查的数量为其总数的5%，且每个主节点不得少于5个，如未按工艺施拧的，则应返工重拧后再检查。c.检查方法是采用螺母退扣法，即在终拧过的螺栓上，在螺母和垫片上作好记号，推动螺母，然后再用扭力扳手施拧，使螺母回到原来的位置，此时的扭矩读数，即是该螺栓的终拧扭矩值。螺栓的超拧值和欠拧值均以不大于规定值的10%者为合格，抽验过的螺杆涂上白漆。d.每个节点抽验的螺栓，其不合格者不得超过抽查总数的20%，如超过此值，则应继续抽查直至累计总数80%的合格率为止。然后，对欠拧者应补拧，超拧者应更换，抽查时，欠拧螺栓涂上绿漆，超拧螺栓涂上黑漆。