上跨既有临枣高速钢混组合梁节段划分调整及施工技术研究

李龙舟

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119）

近年来，随着国家基建事业的蓬勃发展，跨越既有高速公路的桥梁建设工程日益增加，建设难度明显提高，桥梁工程设计及施工方案的选择尤为重要。钢混组合梁以其截面尺寸小、强度高、自重轻和施工周期短等优点，在公路桥梁建设中应用的越来越广泛。如何结合现场实际情况，因地制宜地优化设计及施工方案，在保证既有高速公路安全通行的条件下，顺利完成新建桥梁工程施工，是建设者们要面临的一大考验。

1 工程概况

1.1 工程简介

新台高速公路XTSG-4 标段位于山东省枣庄市，标段起终点桩号为K140+344～K155+850，路线起点设置峄城枢纽互通、终点设置台儿庄互通，全长15.506 km。其中峄城枢纽互通A 匝道AK0+861.735 匝道桥第3 联、C 匝道CK0+490.585 匝道桥第3 联上跨既有临枣高速公路。

1.2 钢混组合梁构造

1）峄城枢纽互通A 匝道AK0+861.735 匝道桥第3 联采用35 m+33 m+33 m 等截面钢-混凝土简支组合梁桥，桥梁平曲线半径300 m、纵坡3%，钢箱梁梁高1.40 m，顶板混凝土厚度0.35 m，单幅桥面宽度12.75 m。

2）峄城枢纽互通C 匝道CK0+490.585 匝道桥第3联采用27m+30m+27m 等截面钢-混凝土简支组合梁桥，桥梁平曲线半径90 m、纵坡4%，钢箱梁梁高1.65 m，顶板混凝土厚度0.25 m，单幅桥面宽度10.5 m。

2 施工重难点分析

1）峄城枢纽互通A 匝道桥第3 联、C 匝道桥第3联均上跨既有临枣高速公路，既有临枣高速公路车流量较大，施工安全风险较高。

2）峄城枢纽互通C 匝道桥钢箱梁梁段在既有临枣高速公路左右幅行车道处各有1 处接头，需要在既有临枣高速公路行车道各设置1 处临时支墩，占用既有临枣高速公路周期较长、交通导改难度较大。

3）峄城枢纽互通A、C 匝道桥桥梁纵坡较大、平曲线半径较小，钢箱梁安装精度要求高，如何采取措施保证钢箱梁安装精度，是施工重难点。

4）峄城枢纽互通A、C 匝道桥所处位置场地有限，如何合理选择吊车站位，选择最优吊装方案，是施工重难点。

3 钢箱梁节段划分调整

结合设计图纸及现场实际情况，经与钢箱梁专业生产厂家充分沟通，并征得设计单位同意且验算通过，对峄城枢纽互通C 匝道CK0+490.585 匝道桥钢箱梁节段划分进行调整，调整原设计跨临枣高速公路钢箱梁梁段的接头位置。调整后只需在既有临枣高速公路左右幅路肩位置各设置1 处临时支墩即可，无需在行车道位置设置临时支墩，大大节约了交通导改时间，降低了交通导改难度。

峄城枢纽互通C 匝道CK0+490.585 匝道桥钢箱梁节段划分调整及临时支墩布置如图1 所示。

图1 钢箱梁节段划分调整及临时支墩布置示意图

4 临时支墩稳定性验算

以峄城枢纽互通C匝道CK0+490.585匝道桥第3联钢箱梁为例进行临时支墩稳定性验算。梁段荷载见表1。

表1 峄城枢纽互通C匝道CK0+490.585匝道桥钢箱梁梁段荷载表

峄城枢纽互通C 匝道CK0+490.585 匝道桥钢箱梁临时支墩钢管立柱均采用Φ402×10 mm 的钢管，支架横梁采用双拼I36 工字钢。支撑条件：一般支撑；建模：按照临时支墩设计图纸建模；荷载：按照实际荷载工况添加荷载，结构模型如图2 所示。

图2 临时支墩结构模型图

1）梁单元应力计算。经建模分析得出，工字钢的最大组合应力为27.1 MPa，最大剪应力为14.2 MPa，均满足吊装施工要求。

2）钢管桩内力计算。对钢管桩进行内力分析，如图3 所示。

图3 钢管桩内力分析图

钢管桩的最大弯矩为51.4kN·m，最大轴力为126.4 kN，对钢管桩的稳定性进行验算，钢管采用Ф402×10 mm，l=10 m，A=12 315 mm2，W=1.18×106 mm3，i=138.63，得出λ=L/i=10 000/138.63=72.1，查表得出Φ=0.829。

综上可得，临时支墩的稳定性满足要求。

5 临时支墩施工

1）临时支墩施工前，应对钢箱梁的平面位置进行复核，并准确放出临时支墩的平面位置，做好相应标记。

2）临时支墩下方及周围2 m 范围内采用压实机械压实，地基顶面采用30 cm 碎石进行压实处理，地基承载力不得小于200 kPa。钢管柱正下方设置400 cm（长）×300 cm（宽）×50 cm（高）和200 cm（长）×200 cm（宽）×50 cm（高）C20 砼基础，用于钢管柱安设。

3）临时支墩采用Φ400×10 mm 钢管立柱，管间联系采用20a 槽钢。临时支墩顶端采用2 根I40a 工字钢横向并排布置。临时支墩材料材质均为Q235。钢管柱脚600 mm×600 mm×15 mm 钢板与混凝土面采用膨胀螺栓连接。

4）临时支墩施工完成后应进行预压处理。

6 钢箱梁梁段运输、拼接

1）钢箱梁由专业生产厂家加工成梁段，经出厂检验合格后运输至施工现场。运输前应对运输线路进行认真勘察，运输时运梁车前面设置引导车，提前了解路况，确保钢箱梁梁段安全、及时到达施工现场。

2）钢箱梁梁段运输至施工现场后，对产品合格证、相关检测报告及钢箱梁梁段的结构尺寸、外观等进行检验验收。

3）钢箱梁梁段拼接时注意节段组装预拼装线型与设计成桥线型一致，并保证匹配相邻节段之间环口的一致性，并对钢箱梁梁段的预拱度、梁段中心定位标记线等进行重点控制。

4）钢箱梁节段焊接现场应做好防风、防雨措施。焊接采用二氧化碳气体保护焊。钢箱梁节段焊接完毕之后，所有焊缝均应进行外观检查及无损检测，检测合格后方可进行下道工序。

7 钢箱梁梁段吊装施工

7.1 吊车的选用

结合钢箱梁梁段重量及现场工况，峄城枢纽互通A、C 匝道桥钢箱梁梁段吊装采用1 台260 t 汽车吊。吊车参数：配重97.5 t，支腿全伸8.85 m×8.5 m，回转范围360°。

7.2 钢箱梁梁段吊装

1）钢箱梁梁段吊装施工前，测量人员提前在临时支墩顶部放出钢箱梁边线及中心线，便于钢箱梁吊装定位，并复核临时支墩顶部、桥梁支座垫石的平面位置与高程。

2）联合既有临枣高速公路路管中心、交警部门对既有临枣高速公路进行交通导改，交通导改的总体原则是半幅封闭、另外半幅单幅双向通行，并完善涉路施工各项手续，做好涉路施工各项安全防护措施。同时，为避免施工期间车流量过大造成交通拥堵，应提前发布相关施工信卢，做好车辆分流工作。

3）峄城枢纽互通A、C 匝道桥钢箱梁均按照桥梁大桩号往小桩号的顺序进行吊装，钢箱梁梁段吊装顺序为E 段→D 段→C 段→B 段→A 段。

4）由于峄城枢纽互通A 匝道桥钢箱梁B 梁段2侧为边坡，吊车无法站位，经现场勘察，在吊装该梁段时，吊车站位于A 梁端右侧进行吊装。

5）峄城枢纽互通A、C 匝道桥钢箱梁A 段吊装时应根据桥址现场工况及场地布置规划选择最合适吊车站位，并对吊车站位作业区域做相应的平整和硬化处理。

8 钢箱梁精确定位措施

1）为提高钢箱梁安装精度，项目部全体技术骨干集思广益，研发出种钢箱梁梁底纵坡调节装置，该装置安装在钢箱梁梁底与临时支墩顶面之间，通过调节该装置可以快速调节钢箱梁梁底纵坡，使钢箱梁的上表面与相邻钢箱梁的上表面精确对齐，便于下一步钢箱梁相邻节段高强度螺栓拴接施工，装置示意图如图4所示。

图4 钢箱梁梁底纵坡调节装置图

2）钢箱梁临时就位后，为防止钢箱梁发生滑移、倾覆，出现分段位移等质量安全隐患，及时在钢箱梁的2侧设置挡块，在钢箱梁分段接口位置利用马板和限位牛腿对就位的分段进行临时固定，待吊装完毕高强度螺栓栓接完成后对临时固定措施进行拆除。马板采用200 mm×100 mm×10 mm 的矩形钢板，沿分段接口方向每间隔300 mm 布置1 个。

3）钢箱梁安装完成后效果图如图5 所示。

图5 钢箱梁安装完成效果图

9 钢箱梁高强度螺栓施拧

1）钢箱梁吊装完成并精确定位后，采用高强度螺栓进行栓接施工。高强度螺栓施拧采用扭矩法施工，采用紧扣法进行检查，特别注意：施工前应进行相关工艺试验。

2）高强度螺栓拧紧分初拧、复拧和终拧3 步进行，且应在同1 天完成，其中初拧和复拧扭矩值为终拧扭矩值的50%。

3）高强度螺栓终拧完成且检查合格后，及时对高强度螺栓连接副外露部分和栓接外露面进行表面涂装，并保证涂装质量。

10 混凝土桥面板施工

1）钢箱梁拼装栓接完成后，安装翼缘板外挂三角架，外挂三角架纵向间距为800 mm，用M22×150 螺栓与钢箱梁连接。

2）支架安装完成后安装模板，模板安装之前应全面而均匀地涂刷脱模剂。

3）顶板钢筋按照设计图纸要求在钢筋加工厂集中下料、加工，采用汽车吊配合人工现场安装。

4）顶板混凝土浇筑前要仔细核对图纸，注意各预埋件的尺寸和位置。顶板混凝土浇筑由跨中向桥墩方向进行，保证支架结构受力均匀。

11 施工监测

在峄城枢纽互通A、C 匝道桥钢箱梁吊装施工、混凝土桥面板施工前后，项目测量人员应进行全过程施工监测，且在钢箱梁吊装施工时应对监测点、监测频率进行加密，确保施工安全。

12 结论

峄束城枢纽互通A、C 匝道桥钢混组合梁上跨既有临枣高速公路，施工难度大，安全风险高，为项目重难点工程。项目部全体管理人员集思广益，多次与专业生产厂家、设计单位、有关专家沟通，对原设计钢箱梁节段划分进行调整，避免在既有临枣高速公路行车道设置临时支墩，施工过程中采取一系列措施，最终在保证既有临枣高速公路安全通行的条件下，顺利完成了全部钢混组合梁施工，期间未发生任何质量安全事故，为今后同类型工程施工积累了宝贵的经验。