浅谈包西铁路黄河特大桥钢桁梁小支墩反架法施工

王红军

摘 要：本文结合包西铁路黄河特大桥108米钢桁梁施工的具体实践，就铁路特大桥梁钢桁梁小支墩反架梁施工的关键环节和技术控制进行了详细阐述。

关键词：铁路特大桥；钢桁梁施工；技术控制

中铁十九局集团第六工程有限公司施工的包西铁路黄河特大桥，是全线最重要、最复杂的控制性桥梁工程。该桥桥址中心里程DK16+277.95，孔跨形式为3×32m+1×48m+3×32m+29×48m+（8×108）m+20×48m+5×32m+1×48m+3×32m。桥长 3912.89双延米。

黄河特大桥主桥36#墩～44#墩为8孔108米钢桁梁，上部结构为8孔108米下承式简支钢桁梁，主桁为无竖杆三角形桁架，桁高13.5米，桁宽11.6米。节间长度为13.3米。弦杆为对称箱型截面，单重约10吨～29吨。采用全封闭整体节点和节点外拼装技术。其中，41#墩～42#墩位于南岸滩涂区采用小支墩法架设。

1.支墩施工

小支墩采用混凝土基础与贝雷梁支撑方式，混凝土基础尺寸为4m×6m×0.8m，混凝土标号为C20，混凝土基础顶面最低标高为1006.326m，最高为1003.424m，贝雷梁支撑高度为9m，钢桁梁架设预拱度由混凝土基础和支撑顶钢板共同双控调整。

小支墩混凝土施工前要求对不良地质进行挖除（如泥浆池、积水坑），分层对地面进行换填与预压，预压后地基应力不小于100KPa。地基处理后必须进行预压检测，加压重量为计算荷载1.2倍，观测基础沉降不沉降且保持24小时为止，组装钢桁梁前再行复测，确认不再沉降方可进行钢桁梁拼架。混凝土基础顶面标高要求严格控制。尤其对支墩垫块安装部分大面平整度要求不大于2mm。基础顶面允许误差为-10～0mm，并要求测量人员对混凝土基础及钢桁梁架设前的水准点进行平差，设立稳定可靠的水准点，以利于检查、校正。贝雷梁支撑安装必须按设计图进行，扭紧螺栓，杆件竖向保证在同一垂直面上。中心在一条线上。支墩安装后对墩顶标高再进行复核，并依据此标高用铁板对钢桁梁预拱度进行调整，调整预拱度钢板尺寸不小于320*390mm。组装支墩垫梁前必须先在基础面上放样钢桁梁中心线和垫板周边大样，基础顶面不平整时应加塞薄钢板垫平。

2. 钢梁安装

钢桁梁的安装主要分为杆件预拼、桁梁拼装、高强螺栓施拧、现场焊接和安装桥面板五大工序。

2.1杆件预拼

合理布置预拼场地，对减少搬运加快预拼速度有直接关系。预拼台设置、杆件堆放、运料轨道等要统筹安排，合理布置。

为简化桥上拼装工作，提高拼装速度和质量，将弦杆、斜杆、纵梁等在预拼台上预拼好，按拼梁顺序运往工点进行拼装。

2.2桁梁拼装

桁梁拼装是整个拼架工作的中心环节，是保证质量和加快拼架速度的关键，必须在预拼基础上，严格按照拼装程序图施工。

桁梁预拱度的准确，是衡量拼装质量的一个重要指标，在拼装中要重视预拱度的调整工作。

在支架上拼装钢梁时，为便于调整拱度、控制主梁位置、保证结构稳定、迅速闭合成型，便于杆件的运送和吊装，采用节点支承法进行桁梁拼装。拼装顺序是先下弦和桥面系，后斜杆，最后拼装上弦，使节间逐个闭合形成稳定结构。

2.3高强螺栓施拧

栓焊梁是通过高强螺栓压紧板束，靠板束间的磨擦力传递杆件内力，而高强螺栓本身是不承受剪力的。因此，高强螺栓施拧质量，对确保栓梁拼装质量、预拱度的准确性以及行车安全，关系极大。

黄河大桥采用“扭矩法”施拧螺栓，控制螺栓预拉力。在高强螺栓施拧中，均配有手动扳手、可调力矩扳手、示功扳手、定扭矩扳手，采用电动扳手检查螺栓的初拧和终拧。

“扭矩法”施拧螺栓，分初拧和终拧。该桥初、终拧都用定扭矩扳手。对定矩扳手必须经常检查校正，以确保其准确性。初拧和终拧的螺栓，分别用白、红油漆做出标记，防止漏拧。终拧应从节点中心向四周进行，终拧后由专人负责进行检查。

“扭矩法”施拧螺栓，操作简便，速度比较快，机械化程度高，质量容易保证，适合业主对大桥的工期和质量要求。

2.4工地焊接

本大桥施工与以往不同的是有一定数量的工地焊缝，可以说工地焊缝是钢桁结合梁施工质量最薄弱的环节之一。

钢梁工地安装，其分段口处的焊接应严格按设计图纸要求进行施焊，施焊时，钢梁应临时支承在支架上，使之接口处不受力，并应采取有效的控制焊接变形措施，确保焊接质量。

工地焊接时，应采取有效措施严格控制焊接温度。在烈日天气下，经搭设凉棚等措施，以控制施焊时的环境温度：雨天或空气湿度超过规定时，应暂停施焊。

焊工上岗前，应进行严格的培训，考试合格后，方能上岗施焊，要求施焊人员必须熟练焊接工艺的技术要求。

持水平，斜杆保持400-500的倾斜度；

2.3起吊前应严格核实杆件重量是否在相应吊距的额定起重量以内。经试吊无意外再提升；

2.4为减少吊机转臂、起臂次数，加快拼装速度，对于重量很小的联接系杆件宜采用长短千斤绳，将多根杆件成串起吊，逐个安装。

3.拼装

3.1杆件起吊就位后就位时应在钉孔基本重合的瞬间（相错在10mm以内），将小撬棍尖端插入孔内将孔拨正，然后微微起落吊钩使杆件转动对合其他孔眼；

3.2穿钉栓：

对好孔眼后应先在钉栓群四周打入四个定位冲钉，随即安装4～6个安装螺栓。确认板缝间未留有任何杂物时，即拧紧螺栓同时安装其余钉孔的冲钉和螺栓。冲钉，螺栓两者数量分别占钉孔总数的1/2，均匀布置；孔眼较少的部位，钉栓总数不少于钉孔的2/3或全部上足。

4 悬拼钢桁梁预拱度控制

4.1悬臂拚架钢梁，预拱度必须在拼架过程中进行调整，给以保证。钢梁设计预拱度，是靠上弦大节点增加钉距的措施来实现的，所以悬臂拼架各节点调准钉距，同时增加使用大直径冲钉数量，减少螺栓错孔，保证钢梁预拱度。因此，钢梁悬臂架设中，第一是采用大冲钉对孔，使节点各钉对准密合，再上足冲钉、螺栓各50%，以减少错孔量；

4.2保证钢梁杆件在自由无约束状态下拼装；

4.3主桁螺栓终拧工作不落后于拼架的一个节间，悬臂孔主桁螺栓未全部终拧前，支点不得起顶等措施，来保证钢梁预拱度达到设计要求。

5.支座安装控制

钢梁和支座与设计线路中线高程的容许误差：

①墩台处铁路横梁中线设计线路中线偏差10mm；

②简支梁与连续梁间、两联（孔）间相邻铁路横梁中线相对偏差5mm；

③墩、台处铁路横梁顶与设计高程偏差±10mm；

④两联（孔）相邻铁路横梁相对高差5mm；

⑤支座十字线扭转偏差：（支座尺寸≥2000，1/1000边宽 支座尺寸<2000， 1mm）；

⑥固定支座十字线中点与全桥贯通测量后墩台中心线纵向偏差：（连续梁或60以上简支梁， 20mm. 60以下简支梁， 10mm）；

⑦辊轴位置纵向位移， 按气温安装、灌注定位前±3mm； 支座底板四角相对高差， 2mm。

5.1支座质量检查：支座材质和制造精度应符合设计要求。应有制造厂的成品合格证，并要求附送铸件探伤记录及缺陷补录，应作好外观尺量检查和对组装后的轮廓尺寸进行复查；

5.2垫石表面进行凿毛处理，凿去2～3厘米；

5.3 支座的各承面在安装前必须清除干净，除去油脂，安装时保持清洁，在安放支座底板之前，应先装入支座锚固螺栓；

5.4支座注浆。待钢梁调整完毕各项指标达标后，组织人员灌注

灌注料采用TGM 铁路桥梁注浆料，鉴于该材料早强特性，合理组织保证质量。

6.结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九集团第六工程有限公司采用小支墩反架梁施工的包西铁路黄河特大桥41#墩～42#墩钢桁梁施工合格率100%，完全满足设计要求，并为今后类似施工积累了丰富的施工经验和技术参数。