高海拔区多跨钢桁架桥施工技术

摘" 要：为解决黄河班多水电站交通桥施工工期紧、场地受限及施工装备局限大等施工难题，结合施工区域场地、交通等具体情况，分析钢桁架桥施工存在的重难点问题，对结构设计参数进行验算，给出解决施工难题的主要方法，形成构件组装、扒杆吊装结构设计及钢桁架粱吊装等关键的施工技术。研究表明，设计参数满足静荷载、动荷载等条件下的安全设计要求；采用人字扒杆双钓鱼法吊装技术，实现整个施工过程的安全、有序、可控，避免任何质量与安全事故的发生，达到保证施工安全、改善作业环境、保障施工进度的目的。

关键词：钢桁架桥；动荷载；人字扒杆；双钓鱼法；设计参数

中图分类号：U445" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2025）06-0177-04

Abstract： In order to solve the construction problems such as tight construction period， limited site and limited construction equipment for the traffic bridge of Banduo Hydropower Station on the Yellow River， combined with the specific conditions of the construction area， traffic and other specific conditions of the construction area， the key and difficult problems existing in the construction of steel truss bridges are analyzed， and the structural design parameters are checked. The main methods to solve the construction problems are given， and key construction technologies such as component assembly， pole hoisting structure design and steel truss beam hoisting are formed. The research shows that the design parameters meet the safety design requirements under conditions such as static load and dynamic load; the use of the chevron pole double fishing method hoisting technology achieves the safety， order and controllability of the entire construction process， avoids any quality and safety accidents. The occurrence of accidents achieves the purpose of ensuring construction safety， improving the working environment， and ensuring construction progress.

Keywords： steel truss bridge; dynamic load; chevron pole; double fishing method; design parameters

钢桁架作为桥梁、房屋等主要的承力结构，主要由钢结构焊接或螺栓连接而成，钢桁架可按照不同的使用要求制成各种需要的外形，其中三面和四面钢桁架在日常生活中随处可见。我国钢桁架桥的发展是从建设铁路桥开始的，相当长的时间内都采用铆接制造技术，随着我国国力的增强以及科学技术和经济的高速发展，建设钢桥所用的材质材料也经历了合金钢、低碳钢、16锰低合金钢、15锰钒氮高强度高韧性钢、14锰铌新钢种和低碳贝氏体钢体Q420qE等演变过程。

钢桁架桥梁基础施工中，修建水中基础是所有基础施工中最困难的一种。水中基础最常用的施工方法是围堰法、管柱法、沉井法。深水围堰常采用钢板桩围堰，套箱围堰。现在大多数桥梁墩、台身施工采用定型钢模支架法。桥梁高墩台施工常采用滑模施工与翻模施工的方法。盖梁采用托架法施工。

一般简支梁采用移动式架桥机架设，其中，钢桁架连续梁一般采用悬臂拼装法架设，根据制造、运输、场地等条件，桁架在工厂分成块体制作，运至现场拼装成整榀桁架，组装焊接，最后提升或吊装就位。

本研究针对高海拔区交通不便、地质情况复杂的桥梁施工项目，根据钢桁架桥设计参数，对不同荷载条件下的结构安全性进行分析，并结合现场实际情况，开展钢桁架桥施工技术研究工作，形成高海拔区多跨钢桁架桥施工方法，实现施工效率的提升，为类似工程提供借鉴。

1" 工程概况

班多水电站位于兴海县和同德县交界的班多峡谷出口段曲什安镇，该地距离青海省会西宁约300 km，海拔约3 100 m，气候寒冷，交通不便，只有简易公路通往坝址近2 km处。桥址分别位于：导流明渠下游212 m附近（桩号m0+212）；泄洪闸下游202 m附近（桩号坝下0+202.00）。桥梁结构形式为三跨装配式钢桁架桥。上部结构采用1×30 m和2×32 m钢桁架梁永久桥。桥面宽度10 m。设计荷载选择为汽车－60级，验算荷载选择为汽－220。桥面设计高程为2 734.5 m。

2" 工程重难点

本工程低高度钢桁架桥位于海南藏族自治州兴海县曲什安镇，海拔约3 100 m左右，坝区河谷呈较对称的“V”型，出露主要岩性为三迭系中度灰绿色-深灰色长石砂岩夹板岩，岩性较均一完整，桥墩台地基为紫红色粉砂质泥岩，河床覆盖层5～15 m，地震基本烈度为Ⅶ度。该工程区域地质条件复杂、海拔高，且存在施工场地狭窄、交通不便、材料采购受限等因素，只能在有条件的既有工厂进行加工，因此，桥梁梁体制造与施工过程质量控制、钢桁架运输及安装和梁体架设成为本工程重难点问题。

2.1" 施工工期紧

从钢桁架桥的图纸设计、构件生产与运输、现场施工及工程验收仅4个月时间，根据工程量及总工期，工厂制作工期拟2.5个月，运输至现场后，拼装、焊接及吊装等施工时间仅1.5个月，对于高海拔区，场地狭小的施工环境来说，现场施工三跨装配式钢桁架桥工期比较紧张，因此，对于现场施工实现精细化管理，各个工序及时衔接。

2.2" 运输与施工条件限制

施工场地距离最近的简易公路2 km，对于运输的距离及重量要求严苛，且施工场地位于河谷，河谷呈较对称的“V”型，可供操作的场地面积有限。鉴于当地交通不便、材料采购困难，采取委托给有资质的单位在其既有厂房内进行钢桁架构件的加工、焊接等，选择具有大件运输经验的运输公司运至施工现场，然后在现场再进行组装、连接焊接。工厂在制造过程中质量严格按照设计与相关的规范规程、检验标准进行，加强施工工艺、工序质量全过程控制，保证施工质量。

2.3" 施工装备选择局限大

当前采用架桥机架梁较为普遍，但本工程由于受交通运输道路桥梁荷载、梁体数量、搬运距离、体积、拼装场地和拆装工程量等诸多因素影响，采用架桥机架梁非常困难而且也不经济。通过方案比选，采用了具有拆装便捷、操作灵活的人字扒杆双钓鱼法进行架设。人字扒杆双钓鱼法架梁设备简单、操作可靠，具有安全、轻巧、经济和简捷的优点，事实证明比较适合该类型工程的施工。

3" 钢桁架桥设计参数验算

在本工程实际结构中将桁架自身重量、均布荷载、桥面系重量等效为节点荷载，汽车荷载按杠杆原理法求出横向分布系数后等效为结点荷载作用到桁架结构上。钢桁架计算跨径L=30.8 m，桁高H=3 m，主桁弦杆截面取箱形截面520 mm×360 mm×20 mm，腹杆截面取箱形截面520 mm×280 mm×20 mm。文中对恒载、运营阶段（公路二级）进行计算及施工阶段（汽-220）进行验算。其计算简图如图1所示。

为了验算钢桁架在静荷载、动荷载和汽车荷载条件下设计参数是否满足设计要求，文中采用Midas单向受拉-受压单元进行数值模拟分析，主要分析荷载作用下结构的应力变化情况。Midas中模拟的桁架铰接模型，如图2所示。

对班多钢桁架简支桥结构进行恒载、活载、汽车荷载分析，模拟得到结构应力如图3—图5所示。对比图3—图5中的分析结果可知，弦杆的轴力在恒载和动载条件下相差较小（误差在2%左右），而腹杆的轴力相差更小（误差在1%左右）。通过对比钢结构的应力破坏临界值可知，设计的参数可以满足班多水电站钢桁架的安全运营要求。

4" 钢桁架桥施工方案

本工程共3片梁，分为1根30 m和2根32 m钢桁架梁，桁弦杆截面取箱形截面520 mm×360 mm×20 mm，腹杆截面取箱形截面520 mm×280 mm×20 mm，每片梁安装重量约为80 t。本工程低高度钢桁桥主梁体采用人字扒杆双钓鱼法架设。

4.1" 结构现场组装

当工程制作的钢架运输至现场时，采用吊车将构件运输至焊接平台，并采用定位器对各个构件进行定位，对摆放的构件进行水平及垂直度检查合格后进行焊接，逐步开展吊运、平整度检查及焊接，最终完成整个钢衍架的制作。现场组装如图6所示。

4.2" 扒杆结构及吊装设计

依据现场钢衍架的长度及架设高度，设计的扒杆及架设示意图如图7所示，人字形爬杆高度18 m。

4.3" 钢桁架桥梁吊装施工

大型钢构件均采用机械吊装。主钢架采用人字扒杆双钓鱼法吊装，其余构件采用25 t或16 t吊车吊装。

4.3.1" 钢桁架梁运输

待钢桁架桥梁焊接完成并进行防锈处理后，采用4个50 t液压千斤起梁，采用爬杆、15 t手拉倒链、2台10 t慢速卷扬机及圆木等辅助设备将梁体逐步运输至桥台处，现场吊装运输如图8所示。

4.3.2" 钢桁架梁过墩

当钢桁架梁运输至桥台后，通过人形扒杆吊起梁体，采用钢索牵引梁体进行逐步的纵向移动，现场施工情况如图9所示。

5" 结束语

本文结合黄河班多水电站进场交通钢桁架桥的设计与施工情况，主要对钢桁架桥施工难点和施工工艺进行探讨，采用了适用于低高度多跨钢桁架桥的人字扒杆双钓鱼法施工技术。工程采用该吊装施工方法，实现了整个施工过程的安全、有序、可控，未发生任何质量与安全事故，达到了保证施工安全、改善作业环境、保障施工进度的目的。本施工组织设计和桥梁架设技术可以给类似工程的施工提供参考与借鉴。

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作者简介：田胜利（1973-），男，硕士，高级工程师。研究方向为土木工程、桥梁工程等。