转体桥钢壳合龙技术在跨越高速公路施工中的应用

武靖松

摘要：跨越高速连续梁是朝凌客专联络线工程工期紧张的项目，与传统合龙方式相比，采用钢壳合龙施工方法能够减小对既有线通行的干扰，成功解决了国庆期间车辆通行的问题，保证既有公路运营及施工安全，缩短工期，且能最大限度的节约投资及施工成本。以朝凌客专跨锦阜高速特大桥为例，分析钢壳合龙技术运用中的设计方案，介绍钢壳加工及涂装。钢壳预埋安装、连续梁转体施工、钢壳合龙段安装和合龙段混凝土浇筑等施工环节的技术要点，总结应用效果。

关键词：钢壳合龙;高速公路;连续梁

1工程概况

朝凌铁路客运专线是国家《中长期铁路网规划》中的重要项目，是我国东北地区高速铁路网的重要组成部分，线路全长105公里。跨锦阜高速特大桥跨越既有线共7处，采用钢壳合龙技术跨越锦阜高速1处，锦阜高速是国家高速公路规划重要干线“长深高速（G25）”的联络线，车流较多。朝凌客专跨锦阜高速特大桥在里程DK97+136.94，采用（72+128+72）m连续梁采用支架法旁位现浇，然后转体就位进行合龙的施工方法跨越锦阜高速。主跨与锦阜高速39°夹角，转体施工时采用逆时针转动，中跨合龙段利用钢壳进行合龙。最大轉体质量12000吨，转体后梁底到路面距离为9.075m～10.785m。

2中跨合龙钢壳设计

2.1钢壳设计

设计单位在施工图中设计时采用的是悬吊支架+防护棚架方案，中跨合龙段位于高速公路上方，与高速公路存在空间交叉。一般做法为吊架施工中跨合龙段，吊架施工时吊架在前移就位及后撤拆除时存在较大安全隐患，需在高速公路上设置门洞式防护棚。防护棚施工时需临时改道，进行交通疏导。转体节点正值国庆期间，车流量增多，协调难度大，然后变更钢壳法合龙。

采用钢壳施工技术比吊架法施工有以下几个优点：⑴施工所需的机具设备较少，且操作简单;⑵施工方便、而且施工干扰较小;⑶成功克服上跨构造物或交通密集公路、铁路的困难;⑷取消跨路防护棚施工，减少交通疏导作业，减少对高速公路上行车的影响;

2.2预埋段钢壳、合龙段钢壳

预埋段钢壳、合龙段钢壳采用12mm厚钢板组焊而成，钢壳的外形尺寸同梁体外轮廓尺寸一致，紧贴梁体设置于梁体外轮廓之外。根据锚固受力、合龙段长度及转体角度需要，确定嵌入梁体段钢壳长度97cm，外露段长度30cm～110cm。梁部转体就位后，两侧悬臂段钢壳之间间隙为60cm。合龙段钢壳长度120cm，分别与两侧悬臂段钢壳搭接30cm。

2.3悬吊系统

悬吊系统由精轧螺纹钢吊带、连接螺母、锚固扁担梁组成，在劲性骨架上方横担双拼工字钢梁，在横梁上悬吊精轧螺纹钢筋至钢壳底部，并通过钢壳上的套筒锁定。

3施工方案

总体施工流程为：加工钢壳→防腐处理→现场组焊成型→安装悬臂段钢壳→转体就位→边跨合龙→安装中跨合龙段劲性骨架→安装中跨合龙段合龙块钢壳→施工中跨合龙段。

3.1钢壳加工

⑴原材料要求

钢壳及加劲板采用Q355NH耐候钢，厚度12mm。钢壳内部支撑架及吊装杆采用Q235材质。

⑵钢壳加工

钢壳共分为3大块，2块为梁部悬臂段预埋块，1块为合龙块。厂内加工时分别加工预成型，并焊接加劲板。悬臂段钢壳横断面的外轮廓线与梁体外轮廓线相同，合龙块钢壳的外轮廓线与悬臂段钢壳的内轮廓线相同。钢壳加工分为厂内焊接和预成型。

3.2钢壳防腐处理

钢壳分块加工好后，运输至指定的厂家，按照《铁路混凝土梁配件多元合金共渗防腐技术条件》（TB/T3274-2011）中预埋件的要求进行防腐处理。

3.3现场焊接及要求

钢壳防腐处理完成后，运输至现场进行组焊。各小块在地面组焊成整体后吊至悬臂梁端，焊缝等级为Ⅰ级熔透焊，坡口焊接，焊缝高度为12mm。合龙段钢壳加劲板为角焊缝，焊缝等级为Ⅱ级，焊缝高度为10mm，连续围焊。

3.4预埋段钢壳安装

钢壳在地面组焊成型后，首先在支架模板上放样钢壳安装位置，清理模板内杂物，适当调整模板尺寸。然后使用大型吊车将预埋段钢壳整体吊装入模，使其与钢壳外轮廓面密贴。钢壳就位后，在钢壳前端钉方木条作为钢壳的临时限位，防止钢壳移动。

3.5中跨合龙段钢壳吊装及焊接

⑴焊接时机应在中跨合龙段劲性骨架焊接完成，并临时张拉合龙顶板束和中跨合龙底板束（临时束的张拉力为0.4fpk），解除纵向活动支座的锁定后，再进行焊接合龙段钢壳的作业。

⑵中跨合龙段钢壳吊装及焊接要求

边跨合龙段施工完成，中跨合龙段劲性骨架焊接完成且临时束张拉完成后。将合龙段钢壳分块吊装至合龙口处，分块进行焊接，将钢壳焊接成为整体。先间断焊形成整体，再焊接完整，需对称焊接，避免偏一侧长时间施焊，造成焊接应力的集中。焊接底部接缝处，对称焊接，将底部封闭形成密闭结构。

3.6钢壳现场焊接注意事项

焊接封闭须尽快完成，并将钢壳空间内的其他加劲板、钢筋焊接完成，尽快形成刚性框架;须尽快完成钢壳内灌注混凝土的吊点预设焊接，并与边跨合龙的临时固结结合;

3.7钢壳加固措施

合龙段钢壳焊接完成后，为确保钢壳强度，减小中跨合龙段钢筋及混凝土施工时钢壳的变形量，对钢壳采取加固措施。在劲性骨架上方横担双拼40b工字钢梁，在横梁上悬吊PSB830φ25精轧螺纹钢筋至钢壳底部，并通过钢壳上的套筒锁定。套筒由钢壳厂家加工并与钢壳焊接固定。共设置5根精轧钢，底板3根，两侧翼缘板各1根。

3.8钢壳合龙段混凝土的浇筑

合龙段混凝土浇注过程中，按新浇注混凝土的重量分级卸去平衡重，保证平衡施工。

4结语

2019年9月28日，朝阳至凌海铁路客运专线跨锦阜高速公路128m主跨转体连续梁成功合龙，合龙误差控制在5毫米以内。实践证明，该桥合龙段采用钢壳法施工工艺是成功的。钢壳合龙成功解决了工期紧张，国庆期间既有线交通干扰等难题。安全、高效的完成了施工任务。

参考文献：

[1]马晓云.桥梁转体系统的设计优化及安装精度控制[B].建筑施工，2013（02）：34-35.

[2]吕国良.挂篮悬浇箱梁桥合龙段施工技术探讨[J].交通建设与管理，2014（22）：100-101.

（作者单位：中铁十二局集团第三工程有限公司）