下承式变高度钢桁梁架设起顶施工技术

赵金鹏

摘要：本文根据德大铁路黄河特大桥下承式变高度连续钢桁梁起顶施工实践，结合在现场施工过程中钢梁施工油顶起升控制技术，并借用钢梁施工中钢梁纵向、横向偏位的调节等施工措施手段，保证了下承式变高度连续钢桁梁架设施工过程顺利进行，为以后下承式变高度连续钢桁梁起顶施工提供可靠的依据。

关键词：下承式  变高度  钢桁梁  起顶  技术

1 工程概况

新建德大铁路黄河特大桥是新建铁路德龙烟线德州至大家洼段的主要环节和重点工程。主桥为（120+4×180+120）m下承式、变高度、连续、钢桁梁桥，为双线铁路，下弦铁路桥面采用参与主桁共同受力的密布横梁正交异形整体钢桥面板，主桁采用N形桁上弦变高桁式，边支点桁高14m，中支点桁高32m。主桁桁宽12.4m，节间长12.0。

每孔钢梁架设完毕后，需要对钢梁进行纵向以及横向的调整，以保证钢桁梁的线型及平面位置，同时为了保证钢桁梁能顺利架设至下一跨墩顶，由于钢梁自重以及架梁吊机自重的影响，故需提前在正式墩顶进行起顶操作，为保证钢梁的顺利架设，在架设第二孔前需对第一孔梁进行配重，保证钢梁整体稳定性。

2 下承式变高度钢梁边跨配重

2.1 配重块的预制 钢梁悬臂架设边跨配重块采用1m×1m×1m混凝土预制块，按设计要求单边须压重350kN/m，即单边重840t。

2.2 配重块的运输 由于场地受限，混凝土预制块在1#搅拌站制作，通过25T汽车吊起吊，人工配合由运输板车运至工地。压载完由运输板车装至指定地点集中存放。

2.3 配重块的安装 钢桁梁架设至98#（102#）～99#（101#）中跨第一阶段（第11节间至第25节间）根据理论计算需要在边跨靠近97#（103#）墩24m范围内布置配重，沿桥梁纵向中心线两侧横向布置并列布置双层混凝土块，满足设计要求350kN/m。混凝土运送到桥位处后，利用跨线80T龙门将混凝土预制块吊至桥面上摆放。

2.4 配重块的拆除 钢桁梁中跨第一孔架设完毕后，即可将配重块卸载，卸载时采用80T龙门吊将配重块吊至运输板车上拉至指定地点进行集中存放处理。

3 墩顶油顶及调节装置布置

3.1 临时墩顶油顶布置

3.1.1 边跨临时墩顶油顶布置 西岸边跨（97#～98#墩）设置5个临时支墩，分别为E1、E2、E3、E5、E8，东岸边跨（103#～102#）设置6个临时支墩，分别为E1'、E2'、E3'、E4'、E6'、E9'。每个墩顶设置调节油顶，其中单个墩顶设置一个竖向1000t，进行钢梁的竖向位置调节，调节钢梁预拱度，保证钢梁杆件节间位置的相对高差，在钢梁杆件架设至临时墩顶位置处时，按照理论相对高差计算的结果和实际相对高差的测量，进行钢梁高度的调整，满足钢梁架设及下孔过墩顶的要求。

3.1.2 中跨临时墩顶布置 跨中E18、E22、E33、E37、E18'、E22'节点下需设置临时支墩，并在架设到位后及时进行抄垫牢固，当钢梁杆件架设至跨中临时支墩位置处时，按照理论计算的预定相对标高和理论的纵横向位置进行调整，每个单个墩顶设置一个100t油顶，四个250t油顶，1000t油顶主要钢梁竖向标高的调整，纵向和横向各两个250t油顶主要进行钢梁横向及纵向的位移，待钢梁位置调整到位后，利用轨排和钢板进行钢梁的抄垫，临时支墩布置图3.1如下：

3.2 正式墩顶布置 ①钢桁梁在悬臂安装到达前方桥墩后，在起顶前进行钢梁纵横向、标高位置的调整到位。钢桁梁最终定位纵移可利用温差进行调整。钢桁梁横移调整偏位前，上平联节点螺栓必须终拧完毕，以防钢桁梁受横向水平力的影响造成钢桁梁轴线发生曲折。每个节间拼装完成后都需要监测弦杆平面位置，超过规定值时要进行调整。②墩顶布置是调整钢桁梁几何状态的重要手段，在钢桁梁架设过程中起着至关重要的作用，需做到布置合理、操作灵活。③墩顶布置是以到达前一支墩状态为主要工况设计的，包括两项内容：钢桁梁临时支点的设计和位移调整系统的设计;为了消除钢桁梁挠度及转角影响，将悬臂端“顶平”。支点的起顶采用以节点为单位的供油系统，并控制两桁间各节点的相对高差不超过5mm。位移调整系统，则是在钢桁梁的起顶点下布置千斤顶及顶座。千斤顶分为竖向千斤顶及水平千斤顶，分别进行顶落梁和纵横移操作。鉴于钢桁梁跨度大，在温差作用下易产生较大的纵向位移，需在竖向千斤顶下面布置MGE板加不锈钢板摩擦副作滑动面。纵横移操作时，将钢桁梁置于墩顶临时支座上滑动，以MGE板作滑动面。墩顶布置按各墩顶布置设计图进行。（图3.2）④钢桁梁起顶点下依次布置千斤顶、工钢组垫梁（带水平顶反力座）、钢垫块、滑到梁、轨道梁等。千斤顶设置根据支撑需要确定，竖向顶采用自锁式1套1000t顶，水平顶采用4套250t千斤顶。（图3.3）

4 油顶起落梁施工

4.1 边跨临时墩顶起落梁施工 钢桁梁边跨架设完毕后即对边跨进行起顶作业，经计算97#墩、103#墩须起顶高差 10cm，即在边跨临时支墩顶面布设油顶将E1（E1`）将钢梁顶起计算高度，与正式墩顶形成10cm高差，在正式墩顶上布置2层15cm高轨排。在其余临时支墩上同样布设油顶，当钢梁架设至临时支墩顶面时，按照理论计算高度，对架设钢梁的高度进行调整，满足理论计算要求，对依次设置临时支墩位置处进行钢梁起顶调整。当架设至正式墩顶98#（102#）后，利用正式墩顶油顶将钢梁起顶到位后，进行边跨临时墩拆除，临时墩拆除完毕后，将边墩97#、103#墩顶轨排及边跨临时支墩顶面垫梁、轨道梁、滑道梁、油顶抽离，钢桁梁回落至支座上。

4.2 正式墩顶起落梁施工 考虑到钢桁梁架设过程中，钢桁梁自重以及施工临时荷载的影响使得钢梁有一定的下挠，需对钢梁进行预拱，保证钢桁梁能顺利架设过下一个主墩，并对跨中临时的绝对高程进行控制，钢梁架设至98#、102#墩顶后，98#墩顶钢梁预抬45cm，抄垫3层15cm高轨排。钢梁架设至99#墩顶后，钢梁预抬45cm。钢梁架设至100#、101#墩顶后，钢桁梁回落至支座顶。为了保证钢梁顺利的合龙，对100#、101#按照理论计算对其进行10cm的预拱，保证钢梁杆件的顺利合龙。endprint

4.3 中跨临时墩顶起落梁及拆除施工 钢桁梁在正式墩顶进行油顶起顶操作后，按照每个节间的标高和相对高差对钢梁进行监控，与理论计算值进行比较，当钢梁架设至中跨临时支墩位置时，对钢梁前段进行观测，对钢梁进行高度、纵横向位置的调整，满足钢梁能够顺利跨越正式墩顶。

钢桁梁单个中跨架设完毕后，需对主墩进行起顶操作，将中跨临时墩墩顶脱空，此时相应的需将99#、100#、101#墩起顶90cm，待中跨临时墩E18、E22、E33、E37、E18'、E22'脱空后，分别拆除以上临时墩，然后将钢梁回落至预定位置。

5 钢桁梁纵横移施工

5.1 钢桁梁横移 ①每节间钢桁梁拼装完毕后，即应在有临时支墩位置处进行横移调整钢桁梁中线至预定位置，使下一跨钢桁梁沿设计中线方向悬臂伸出。②钢桁梁横移调整偏位前，起重节点，桥门架，上平联节点螺栓必须终拧完毕，以防钢桁梁受横向水平力的影响造成钢桁梁轴线发生曲折。③横移工作应在支点反力较小的情况下进行，如必须在反力较大的情况下横移钢桁梁，则横移设备不宜集中一处，可分别设于下节点下。④横移用施加外力法，鉴于横移量不易控制，又有东西向日偏照的影响，为了既加快进度，又避免钢桁梁偏移，应将顶力设备对称布置于上、下游，当一桁下的横移千斤顶工作时，另一桁下的设备起保险作用。

5.2 钢桁梁纵移 ①可利用温差法，起落梁法或顶推法纵移。如若偏位不大于时应优采用温差法或起落梁法进行调整。②起落顶法即通过起落顶使钢桁梁变形、支点移动，然后转换体系，进行反向操作使钢桁梁移动，如此反复进行，直至钢桁梁纵移到设计位置。为增加固定支点的摩擦约束，固定支点加垫石棉板，使其摩擦力大于所有活动支座的摩擦力之和。③在确定纵移方向后将钢桁梁在墩顶顶起10～20mm启动一个方向水平千斤顶另一方向千斤顶做保险，反复操作达到预定位置为止。钢桁梁顶落梁和纵横移作业不得与主桁伸臂拼装同时进行，纵、横移工作亦不同时进行。

5.3 钢桁梁起高 在钢梁架设至边跨临时支墩位置时，按照理论计算高程进行标高的调整，满足钢梁架设的要求;钢梁每架设至每个临时支墩位置后，对钢梁的标高进行调整一次，满足理论计算标高值。

钢梁在正式墩位位置时，首先按照为了拆除后一孔钢梁临时墩顶，按照理论设计的高度，与上一墩顶形成高差，进行临时支墩的拆除，当临时支墩拆除完成后。进行油顶的回油，将钢梁回落至正式墩顶上，按照此位置处钢梁预拱的高度的要求，进行钢梁端部的起顶操作，标高起至设计高度，满足过临时支墩及墩顶的要求。

6 总结

在下承式变高度连续钢桁梁起顶施工过程中，利用油顶在边跨、中跨墩顶进行油顶的起升控制下承式变高度连续钢桁梁的纵向、横向、高差的三维调节，使钢梁在整个架设过程中线性及高差满足施工要求，尤其在变高度钢梁施工预拱度的设置过程中，起到了关键性作用，为下孔钢梁的架设施工提供了可供参考的数据，并同时与理论计算进行对比，综合考虑钢梁施工的过程控制及结果的预控起到了重要作用。

参考文献：

[1]许颖强，尹筱.郑焦城际铁路黄河桥钢桁梁顶推施工控制关键技术[J].世界桥梁，2014（05）.

[2]薛新广.悬臂拼装连续钢桁梁快速施工技术[J].国防交通工程与技术，2012（04）.

[3]邓永锋.大跨度斜拉桥斜主桁钢桁梁架设及施工控制措施研究[D].中南大学，2013.endprint