重载铁路128m下承式简支钢桁梁桥施工技术研究

楚跃彬

摘要：以我国蒙华重载铁路128m下承式简支钢桁梁为工程背景，介绍了拼装架设方法在大跨度跨线简支钢桁梁桥中的应用。钢桁梁拼装架设法主要包含厂区预拼装、支架设置、杆件的现场吊装及拼装等关键工序。施工过程中既要保证拼装质量，还要不妨碍桥下交通，该桥通过预拼装消除初始缺陷、调整杆件拼接顺序、优化高强螺栓安装工艺，保障了架设过程中钢桁梁及桥下既有线路安全性。对同类型重载铁路简支钢桁梁桥的施工具有一定的借鉴意义。

关键词：重载铁路，钢桁梁桥，施工技术，拼装架设法

中图分类号：U446

0 引言

近年来，随着钢铁去产能进程的不断推进和深化，钢桥得到了迅猛发展。另外，装配式结构及快速化施工在桥梁工程中的应用也逐渐广泛。钢桁梁桥正是具备了易于装配施工的优点，因此被广泛应用于我国的铁路桥梁[1]，尤其是重载铁路[2， 3]和公铁两用桥梁[4]。在我国早期桥梁建设中，钢桁梁桥的应用以中、小跨径为主。随着我国桥梁建设技术的不断进步，钢桁梁桥也逐步由中小跨径向大跨径的方向发展。大跨度钢桁梁桥施工方法的选择的原则是既要保证施工安全，也要有效率和经济保障[5]。

本文以我国蒙华重载铁路跨京广铁路特大桥主桥128m下承式简支钢桁梁为工程背景，考虑施工安全和经济性，选用了预先厂区预拼、再进行原位拼装的架设方法，工程实践表明该方法适用于跨既有线铁路钢桁梁的施工。

1 工程概况

该下承式简支钢桁梁跨径128m，桥梁全长129.5m，主桁采用无竖杆整体节点平行弦三角桁架，桁高16m，节间长16m，主桁中心距12.4m，宽跨比大约为1/10。由于是重载铁路，桥面铺设有砟轨道。主桁采用Q345qE钢材，M30高强螺栓为10.9S级35VB，总体布置如图1所示。

（1）主桁杆件

主桁上、下弦杆为箱形截面，尺寸为1000mm×1600mm（内宽×内高）。采用整体式主桁节点，预先在工厂将杆件和节点板焊接，在节点外拼接。无竖杆，斜腹杆采用箱形和H形两种截面形式。端腹杆内宽902mm，四面与节点板及节点内侧加劲板对接，其余腹杆外宽900mm，插入节点板之间进行栓接。主桁纵向立面布置及主要尺寸如图2所示。

（2）联结系

上平纵联由交叉式腹杆和横撑组成。端横撑采用箱形截面，尺寸为450mm×500mm（高×宽），较大的扭转刚度有利于承受桥门架偏心荷载。其余横撑采用尺寸为450mm×420mm（高×宽）的H形截面，交叉腹杆采用的H形截面尺寸为450mm×400mm（高×宽）。上平纵联布置及主要尺寸如图3所示。

为增强钢桁梁的横向刚度，在腹杆平面内设置横向连接系，其中包括横联和桥门架。横向连接系采用H形截面，尺寸为450mm×400mm（高×宽），杆件组成双交叉体系，如图4所示。

2 施工技术

要根据现场施工条件，因地制宜选择经济合理施工方法。已建成桥梁中，简支钢桁梁常用的施工方法包含拖拉法[6]、顶推法[7]、悬臂架设法[8]、平转架设法[9]和横移架设法[10]等。本文中钢桁梁桥为跨线铁路桥梁，采用拼装架设的施工方法，施工过程既要考虑钢桁梁的施工安全性、效率和经济性，也要保证桥下交通的运行安全。

（1）支架设置

本文选取的简支钢桁梁要跨越公路，施工过程中须确保公路的安全通行，因此不能采用满堂支架形式。该桥采用了先设置钢管立柱，在其上设置贝雷梁支架，由此可以预留出双向各2×4m的行车道。该桥采用龙门吊进行吊装，因此需要在贝雷梁上安装龙门走行轨道及吊钩。贝雷梁对应钢桁梁的节点处安装支承，钢管柱顶处的贝雷梁增加临时竖杆。

（2）钢桁梁拼装

杆件拼装过程中，用冲钉与高强螺栓配合使用。为保障施工安全，主桁有50%冲钉和35%高强度螺栓安装完成，其他杆件有30%冲钉和高强度螺栓完成后才可放松吊钩。尺寸方面，板束厚度需小于冲钉圆柱部分长度，为保证冲钉良好的受力性能，需要及时检查以便更换不符合要求的冲钉。高强螺栓采用扭矩法两次拧紧过程，分别是初拧和终拧。高强螺栓拧紧后，再将冲钉分批换成高强度螺栓两次拧紧。高强螺栓替换冲钉时，单次拆除的冲钉要小于总数的20%。为降低相互间的影响，螺栓从中心向四周拧紧并做标记。

（3）吊装作业

该钢桁梁中最重的单根杆件为49t的上弦杆，选用额定起重量为60t龙门吊，使用安全系数1.2。该项目中设计了专用吊耳进行杆件转场及场内起吊。专用吊耳设有栓孔，通过4个高强工具螺栓与吊装杆件进行连接，再通过卸扣与钢丝绳连接，专用吊耳如图5所示。

吊装过程中，所有弦杆采用4点水平起吊，以下弦杆为例，吊装示意如图6所示，其它杆件均采用2点起吊，以竖杆为例，吊装示意如图7所示。

腹杆采用钢丝绳2点起吊，为防止滑落，在吊点位置增加卡箍装置。为了易于安装对位以及进行微调，腹杆的吊装角度略大于成桥后的设计角度，腹杆吊装如图8所示。

（4）拼装顺序及预拱度设置

钢桁梁吊装拼接分节间进行，每个节间的拼装顺序依次为：下弦杆→桥面板→腹杆→上弦杆→横联→上平纵联。

钢桁梁在拼装施工过程中需要进行线形和应力的控制，以保证拼接的精度及线形准确性。此外，要设置通过合理的方式设置预拱度。该桥采用了通过对上、下弦杆拼接缝差值的控制设置预拱度。為保证拼装精度及线形，该桥中还采用了钢垫板进行标高的微调。处理垫板时，要保证其与钢梁接触位置无空隙，防止后续拼装对已完成拼装件的标高影响。拼装过程中，要对已拼装完成的钢桁梁标高和偏位进行实时测量，根据测量结果实时微调，从而达到线形控制的目标。利用墩身千斤顶顶起钢梁，调整垫钢板厚度，达到调整标高的目的。各节点预拱度见表1，施工完成的成桥如图9所示。

3结论

以蒙华重载铁路128m下承式简支钢桁梁桥为工程背景，介绍了拼装架设方法在大跨度跨线简支钢桁梁桥中的应用。针对施工过程中的支架架设、钢桁梁拼装、吊装作业、预拱度设置等关键技术细节进行了详细总结。考虑到跨越公路，采用了钢管立柱和贝雷架的组合支架方式。吊装过程中针对弦杆、竖杆、斜腹杆的受力特点及空间位置，采用了不同的吊装方式。采用了上下弦杆拼接接缝差值的方式进行预拱度设置，并采用垫板厚度进行微调，保证了线形精度。钢桁梁拼装完成后，其预拱度、标高和平面位置均控制在规范范围内。表明该方法既能提高施工效率，又可以保证施工安全。

参考文献

[1]   任万敏， 朱敏， 袁明. 128m双线铁路简支钢桁梁桥设计 [J]. 桥梁建设， 2012， 42（1）： 79-83.

[2]   李运生， 安立朋， 魏树林， et al. 重载列车作用下铁路钢桁梁桥的动力响应分析及疲劳寿命评估 [J]. 石家庄铁道大学学报（自然科学版）， 2012， 25（4）： 17-22.

[3]   郭子煜. 重载铁路大跨度钢桁梁桥面系选择及分析 [J]. 铁道标准设计， 2014， 3）： 98-101.

[4]   王维刚， 朱廷志， 袁杰升， et al. 基于多点同步顶推安装大跨度公铁两用钢桁梁桥梁的关键技术研究 [J]. 预应力技术， 2017， 5）： 5-8.

[5]   李聞. 复杂条件下大跨度钢桁梁桥施工技术研究 [J]. 高速铁路技术， 2014， 02）： 36-40.

[6]   冯光明. 56m简支钢桁梁拖拉架梁全过程模拟计算 [J]. 铁道标准设计， 2005， 11）： 90-2.

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[8]   李有为， 唐启， 项梁. 沪通长江大桥跨横港沙112m简支钢桁梁全悬臂架设安装技术 [J]. 世界桥梁， 2017， 45（3）： 6-10.

[9]   汤恕. 大跨度简支钢桁梁平转架设施工关键技术 [J]. 湖南城市学院学报（自然科学版）， 2013， 1）：

[10] 李文杰， 牙马忠， 李兆峰， et al. 96m简支钢桁梁转体横移施工过程分析及监控 [J]. 钢结构， 2018， 33（4）： 110-4.