境外某双轨铁路钢梁架设施工技术

2023-01-08马忠才

工程建设与设计 2022年16期

关键词：履带吊桁梁杆件

马忠才

（中国土木工程集团有限公司，北京 100038）

1 工程概况

孟加拉国某工程新双轨铁路桥工程自吉大港南部的杜哈扎里起，到孟缅边界附近的考克斯巴扎止（CH50+400 km～CH101+477 km）。本项目钢梁设计重约3 865 t，包含20 座桥。

2 钢梁安装方案

2.1 总体施工方案

综合考虑现场施工条件、工程要求，杆件提前在工厂制造完成，出厂后运送至现场，以便投入使用[1]。现场组拼成整节段主梁，然后采用2 台50 t 履带吊进行架设。通过埋涵管断流之后平整地，以提供钢梁组拼以及履带吊吊装的场地。

施工步骤：钢梁工厂节段制造→船运至港口→汽车运输至桥址→主梁组拼成整节段→整节段主梁吊装→安装横梁、小纵梁等杆件→调整线型、落梁→体系转换→附属结构施工。

2.2 钢结构分段

该新双轨铁路桥钢梁跨度有15 m、20 m、25 m、30 m、40 m 5 种长度，且全部采用栓接。

2.3 钢梁安装流程

钢梁安装流程分两种情况：

1）15 m 跨钢梁整节段主梁重约100 k N（10 t）；20 m 跨钢梁整节段主梁重约15 t；25 m 跨钢梁整节段主梁重约22.1 t。参照50 t 履带吊参数表，在作业半径为6 m，臂长为25 m 时，履带吊的起重能力为24.37 t，可以满足吊装要求。由于这3种跨度钢梁架设流程基本相同，现以4×25 m 桥钢梁施工流程为例进行说明。

具体步骤如下：（1）平整地面，桥墩上游及下游侧需平整出至少12 m 宽的地面；（2）在桥墩两侧地面上安装钢梁拼装胎架；（3）钢梁杆件由汽车运输至桥位；（4）主梁在拼装胎架上拼装成整节段；（5）用2 台50 t 履带吊分别在两侧吊装整节段主梁，通过变幅及起升将梁段落到支架设计位置；（6）用50 t履带吊吊装装横梁及小纵梁，吊装到位以后用螺栓固定；（7）钢梁线型调整，将各桥墩的永久支座稳定安装到位，确认无误后有序落梁，通过此项操作达到将钢梁荷载转换至支座处的效果；（8）重复以上步骤，直到钢梁全部安装完成。

2）30 m 跨钢梁整节段主梁重约311 k N（31.1 t）；40 m 跨钢梁整节段主梁重约500 k N（50 t）；参照50 t 履带吊参数表，在作业半径为5.5 m，臂长为22 m 时，履带吊的起重能力为279.4 k N（27.94 t)，采用两台50 t 履带吊同时吊装可以满足吊装要求。由于这两种跨度钢梁架设流程基本相同，现以4×40 m 桥钢梁施工流程为例进行说明。

具体步骤如下：（1）平整地面，桥墩上游及下游侧需平整出至少12 m 宽的地面；（2）在桥墩两侧地面上安装钢梁拼装胎架；（3）钢梁杆件由汽车运输至桥位；（4）主梁在拼装胎架上拼装成整节段；（5）用2 台50 t 履带吊在同一侧共同吊装整节段主梁，通过变幅及起升将梁段落到支架设计位置；（6）架完一侧主梁之后，吊机移动到另一侧，安装另一侧主梁；（7）用50 t 履带吊吊装横梁及小纵梁，吊装到位以后用螺栓固定；（8）钢梁线型调整，将各桥墩的永久支座稳定安装到位，确认无误后有序落梁，通过此项操作达到将钢梁荷载转换至支座处的效果；（9）重复以上步骤，直到钢梁全部安装完成。

2.4 支座的安装

1）将下支座密封围板拆下，固定在梁底，检测位置偏差并予以合理的调整。

2）于支承垫石顶面设铺C40 干硬性砂浆，厚度控制在10 mm，顶面标高与支座底面的设计标高保持一致。铺设施工后，要求顶面平整，高差不大于2 mm。从现场气候环境来看，钢梁架设时气温在0 ℃以上，因此，无须考虑材料的防冻、抗冻要求，但仍加强吊装前的温度测量工作，一旦实测数据显示现场温度在0 ℃以内，则向施工所用的砂浆中按比例掺入适量抗冻剂或其他材料，以免由于温度偏低影响砂浆的性能。

3）架梁施工环节，向支座底板地脚螺栓孔内穿入合适规格的地脚螺栓，到位后配套垫圈和螺母，予以紧固处理。

4）梁吊装至指定位置后，做精细化调整，目的在于使地脚螺栓对准设置在支承垫石处的螺栓孔，在此前提下以缓慢、匀速的状态下落，这期间加强观察，待其即将接近支承垫石顶面时，进一步调整梁的位置，在保证误差控制在合理范围内的前提下，将梁和支座落在支承垫石上。

2.5 钢梁受力体系转变

灌浆后，检测该部分的强度，若实测结果达到要求，可安排落梁装置的拆除作业，此时临时支座支撑转换为永久支座支撑，即经过该流程后实现钢梁受力体系的有效转换。

2.6 现场涂装施工

经过前期的努力，现场涂装施工中，仅完成的是最后一道面漆的涂装，当然若此过程中发现局部有受损的情况，需安排补漆。部分区域的涂层受损时，先将该处清理干净，而后根据原设计要求补漆，为了保证修补效果，先对待修复的部位做打磨处理（按照St3 级的标准操作），此后手工滚涂补漆，再喷涂最后一道面漆。喷漆过程中，操作人员严格控制喷枪嘴的位置，与钢板表面相距300～500 mm 较为合适，该值不宜过大或过小，否则均会影响喷漆效果。例如，距离过大时，漆雾尚未达到钢板表面便出现固化现象，此时喷涂到位的油漆缺乏足够的附着力；距离过小时，将导致湿膜厚度过大，有不同程度的流挂现象，影响平整性。环境参数方面，喷涂时空气相对湿度需在80%以内，温度不低于5 ℃，以保证漆膜的有效固化。

为了保证最后一道面漆的喷涂效果，提前组织工艺试验，确定合适的喷涂作业方法，作为正式施工的指导。喷涂前先清理表面，避免该处附着灰尘、油污以及其他影响喷漆效果的杂物。经过喷涂后，表面应平整、均匀，不可出现漏涂、裂纹等缺陷，实测厚度、平整度均要满足要求，面漆的色泽需一致。

3 钢梁架设质量控制

3.1 钢梁架设前的工作

1）严格依据规范审批施工方案，判断钢梁架设辅助结构、施工工艺等的可行性，评价安全防护等相关措施的有效性，针对其中的不足之处做合理的调整，直至通过审批为止。

2）全面检查桥梁墩台的高程、支承垫石的标高、螺栓孔的位置等，保证各项指标均无误。

3）全面检查配套设备的运行状况，完整记录信息，若拼装或架设等相关设备存在异常状况，及时安排维修。根据钢梁的尺寸、起吊高度等参数合理选择设备，要求其性能能够与实际施工环境相适应。此外，复核钢梁架设临时结构的检验结果，应当保证在刚度、强度等基础方面满足要求，也需检查加载预压情况，对此类结构的特性形成准确的认识。

4）全面检查钢梁及构件的规格、形态，判断各自是否有变形、受损等问题，若有则安排修复，不具备修复价值的，不投入使用，并安排换新。详细检查产品合格证、施工图等资料，以此强化对钢梁和构（杆）件质量特性的认识。

5）全面检查材料存放场地及规划好的预拼场地，着重从平整性、稳定性、排水性几个方面加以判断，给正式施工创设良好的场地条件。

3.2 钢桁梁架设的质量控制要点

1）杆件加工时存在焊接作业，因此，要加强焊缝质量检查。

2）配套经过标定后的扳手，用于高强螺栓连接副的施拧作业。

3）栓接板面抗滑移系数是质量控制中不可或缺的部分，要求该值合理。此外，针对钢椼梁试件进行试验，检验其质量，为保证结果的可靠性，监理工程师见证检验。

4）配套的高强度螺栓连接副的质量检验不容忽视，要求监理工程师见证检验，规格、扭矩系数均要满足要求。

5）注重对钢桁梁杆件预拼图的检查，具体需考虑到钢桁梁设计图和拼装顺序，绘制科学可行的杆件预拼图，并准确注明杆件的位置编号、重量等基础信息。

6）配套的吊机应有足够的起重能力，不可低于吊装单元质量，否则无法顺利完成吊装作业。

3.3 钢桁梁现场预拼作业

1）以0.3 kg 小锤敲击的方法检查高强度螺栓连接副的施拧情况，判断是否有漏拧问题；除此之外，还需注重扭矩的检查，此方面可采用扭矩扳手完成。

2）用0.3 mm 塞尺检查板层缝隙，判断其是否达到密贴的状态，并用该工具检查磨光顶紧节点的缝隙部位。

3）除前述外，两片纵梁的间距、平面对角线长度也均是工地预拼环节的重点检查内容。

3.4 钢桁梁现场拼装架设作业

1）无论作业流程还是施工质量等方面均要满足设计要求。针对无明确设计要求的情况，也不可盲目作业，即必须按照钢桁梁节间依次施工。每完成一个节点的拼装作业后，随即检查，判断其位置、预拱度是否满足要求，若超出许可范围则予以调整，此后方可施工下一节间，如此类推[2，3]。

2）于支架上组织钢桁梁的拼装作业时，需要加强对钢桁梁总数量的控制，要求其不少于孔眼总量的1/3，并且需要保证冲钉占孔眼总量的2/3。钢桁梁的拼装采用悬臂法或半悬臂法时，均要通过荷载计算的方法确定联结部位的冲钉数量，保证其合理性，且无论何种条件，联结部的冲钉数量均不可少于孔眼总量的1/2。除此之外，其他孔眼均配套高强度螺栓。

3）杆件拼装环节，有必要详细检查栓接板面及栓孔两类部位，要求其有干燥、洁净的状态，若存在摩擦面间隙，则依据规范妥善处理板面。

4）为保证结构的稳定性，必须安排螺栓连接终拧，同时进行检验。

3.5 钢桁梁架设完成后

钢桁梁架设后的质量检验项目，包含墩台处横梁中线的偏移情况、墩台处横梁顶高程的偏差、钢梁平面的偏移量、钢梁立面拱度的偏差、固定支座处钢桁梁节点中心线的纵向偏差等。在钢梁支座安装环节，要着重检查作业顺序、顶落幅度以及顶梁的具体位置，确保各方面均满足要求。支座安装质量的控制以高程为主，在此基础上用支点反力校核，确保无误。

3.6 涂装质量控制

3.6.1 涂装前

围绕钢梁涂装体系、涂装工艺做全方位的审查，判断其是否满足要求，同时明确其是否达到Q/CR 730—2019《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》的相关规定。检查涂装施工中使用的各类涂料，从规格、质量、出厂合格证等方面做系统性的分析和判断。在涂装前检查杆件，要求其清洁干净，否则需将附着的杂物清理干净。

3.6.2 在涂装施工过程中

巡视检查涂装工艺，发现其中的不足之处，及时指出并予以改正。检查杆件及板件的结合部位，判断该处的缝隙是否得到有效的填充处理。其中，缝宽在0.3 mm 以内用底层涂料封填，达到0.3 mm 及以上时用腻子封填。

3.6.3 涂装质量的检查

1）附着力。依据Q/CR 730—2019《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》的相关规定开展检测工作，覆盖各杆件，保证各部分附着力的合理性。

2）涂装干膜厚度。各层的平均厚度以及最小厚度均不可小于设计值，与此同时，还需要保证各层最小厚度不小于设计厚度的90%，否则不达标。