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道路連續(xù)鋼桁梁雙向全懸拼工法

文章導(dǎo)讀：隧道工程局第一工程處承建的南昆鐵路橫口3#大橋、八渡4#大橋主跨均為2×64 m上承式連續(xù)鋼桁梁，借鑒預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂灌筑的方法，采用雙向?qū)ΨQ全懸臂拼裝架設(shè)，獲得成功。該工法機(jī)械設(shè)備投入少，拼裝工作量減少一半，增加一個(gè)工作面，施工周期短，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1　前言鐵道部隧道工程局一處承擔(dān)施工的南昆鐵路橫口3#大橋全長(zhǎng)369.45 m，其中6#跨、7#跨為2×64 m連續(xù)鋼桁梁、5#墩、6#墩、7#墩身高分別為57 m、61 m、38 m;八渡4#大橋全長(zhǎng)355.33 m，其中5#跨、6#跨為2×64 m連續(xù)鋼桁梁，4#墩、5#墩、6#墩身高分別為61 m、74 m、40 m.

兩座大橋由于溝谷深切、橋墩身高，原設(shè)計(jì)采用單向全懸臂拼裝，該方案鐵道部有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，懸拼時(shí)結(jié)構(gòu)安全容易保證，但需拼裝及拆除64 m平衡梁，增加了一倍工作量，工期延長(zhǎng)，且高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過(guò)一次使用后，表面狀況發(fā)生變化，扭短系數(shù)離散值增大，第二次使用施擰質(zhì)量難以控制。

經(jīng)過(guò)反復(fù)研究比選，決定借鑒預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂灌筑的方法采用自中間墩頂向兩側(cè)雙向?qū)ΨQ全懸臂拼裝方案，與原設(shè)計(jì)方案相比，實(shí)際采用方案投入設(shè)備少，施工周期短拼裝工作量減少，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2　工法特點(diǎn)及適用范圍

(1)相鄰墩臺(tái)不受懸拼影響，均可正常施工;

(2)不需架設(shè)32 m軍用梁及滿布膺架;

(3)依靠鋼梁自重平衡，不需加壓重，主桁拼裝工作量減少一半，增加一個(gè)作業(yè)面;

(4)原設(shè)計(jì)20 t高架索道改為3×3.5 t高架索道，減小了索道造價(jià)，并充分利用索道運(yùn)輸能力，取消了軌道運(yùn)梁設(shè)備及拼裝吊機(jī);

(5)本工法適用于高山深谷中連續(xù)鋼桁梁架設(shè)。

3　工藝原理該方案雙向?qū)ΨQ懸拼， 依靠鋼梁自重平衡， 施工過(guò)程中保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵是墩、梁間臨時(shí)固結(jié)措施， 經(jīng)過(guò)比選， 選用焊接工字型鋼板梁作為施工托梁， 與三角形墩旁托架相比， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、拆除方便。 施工托梁在鋼梁拼裝過(guò)程中使中間墩與鋼桁梁形成T型剛構(gòu)， 傳遞鋼桁梁恒載、 施工荷載、 不平衡力矩等， 中間兩個(gè)節(jié)間的拼裝平臺(tái)。

施工托梁的高度根據(jù)受力情況及鋼梁懸臂端撓度、支座高度、千斤頂工作高度等多方面綜合計(jì)算確定。因?qū)嶋H施工過(guò)程中不可能保持絕對(duì)平衡，施工托梁應(yīng)能承受不平衡力矩。

4　施工工藝

4.1　施工托梁

(1)考慮到施工托梁加工、運(yùn)輸方便及高架索道起重能力限制，每片托梁分為三段制造，在中間墩頂現(xiàn)場(chǎng)拼裝。

(2)施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工托梁的觀測(cè)，可用水準(zhǔn)儀觀測(cè)托梁撓度值，推計(jì)托梁內(nèi)力;有條件的話也可用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀觀測(cè)托梁應(yīng)變情況。施工過(guò)程中還有必要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工托梁的焊縫、栓接等部位，確保結(jié)構(gòu)安全。

4.2　施工準(zhǔn)備高架索道是桿件吊裝的關(guān)鍵設(shè)備，人員亦需通過(guò)索道上橋，施工前應(yīng)對(duì)高架索道進(jìn)行加載試驗(yàn)，確保索道安全;

鋼梁桿件進(jìn)行清點(diǎn)，按拼裝順序堆碼整齊;

預(yù)拼場(chǎng)地進(jìn)行清理，砌筑預(yù)拼臺(tái)座;

中間墩頂設(shè)工字型施工托梁，調(diào)整中線標(biāo)高。

4.3　桿件預(yù)拼為加快架設(shè)進(jìn)度，減少高空作業(yè)量，根據(jù)鋼梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方案特點(diǎn)、高架索道起吊能力等因素，對(duì)鋼梁桿件在橋下預(yù)拼，主要方法如下：

(1)下弦桿懸臂前方的節(jié)點(diǎn)板、拼裝板、填板、下平縱聯(lián)節(jié)點(diǎn)板與下弦桿預(yù)拼裝，為方便下個(gè)節(jié)間下弦桿安裝入檔，保留適量沖釘，所有高強(qiáng)度螺栓均未擰緊。

(8)桿件對(duì)孔時(shí)，應(yīng)用數(shù)個(gè)沖釘均勻地插入孔中，再用小錘輪番輕擊沖釘，使桿件孔眼重合，嚴(yán)禁用大錘猛擊沖釘強(qiáng)行過(guò)孔。

(9)懸拼過(guò)程中，對(duì)鋼梁的平面和立面位置應(yīng)隨時(shí)測(cè)量并做好記錄，以便指導(dǎo)施工。

(10)高強(qiáng)度螺栓應(yīng)按規(guī)定、規(guī)格、方向安裝，不得以長(zhǎng)代短或以短代長(zhǎng)，同一節(jié)點(diǎn)同一規(guī)格不宜使用兩種或兩種以上批號(hào)的高強(qiáng)度螺栓，造成多種施擰扭矩上橋，不便管理。

(11)安裝過(guò)程中，制動(dòng)聯(lián)結(jié)器不能成為完整的體系，使其不能受力。

(12)為避免平縱聯(lián)因主桁變形產(chǎn)生拼裝應(yīng)力，在拼裝過(guò)程中，僅對(duì)上下平縱聯(lián)兩端的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行初擰，以保證拼裝過(guò)程中鋼梁的剛度和空間穩(wěn)定性，鋼梁拼裝完畢并調(diào)整位置后，再把上下平縱聯(lián)兩端高強(qiáng)度螺栓放松重新施擰。

(13)懸拼至相鄰墩后，支點(diǎn)附近各大節(jié)點(diǎn)和其相關(guān)的聯(lián)結(jié)系，應(yīng)在起頂前栓合完成。

(14)因懸臂拼裝時(shí)下弦桿將產(chǎn)生下?lián)?，?huì)造成斜桿及上弦桿安裝困難，可在斜桿及上弦桿一端安裝就位后，用一5 t倒鏈牽引其另一端就位。

5　質(zhì)量控制

5.1　桿件存放及預(yù)拼

(1)桿件堆放場(chǎng)地，應(yīng)平整穩(wěn)固，并有良好的排水系統(tǒng)，以防止地基沉降不均引起桿件歪斜傾倒。

(2)桿件支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在自重作用下桿件不致產(chǎn)生永久變形處。同類桿件多層堆放不宜過(guò)高，各層間墊木應(yīng)在同一垂直線上。主桁弦、斜、立桿疊放不得超過(guò)五層。

(3)防止雨水在桿件表面積存。

(4)桿件應(yīng)在存放場(chǎng)或預(yù)拼場(chǎng)預(yù)先涂裝面漆至少一遍，如因條件限制，可在架設(shè)后涂裝第二道面漆，但第三道面漆必須在回梁完成后涂刷。

(5)鋼梁桿件進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)照設(shè)計(jì)文件清查數(shù)量和編號(hào)，并按設(shè)計(jì)文件、《鐵路鋼橋制造規(guī)則》，對(duì)制造廠提供的技術(shù)資料和實(shí)物桿件進(jìn)行檢查或抽查。質(zhì)量檢查主要內(nèi)容如下：

①鋼梁試拼記錄;

②焊縫檢查記錄(包括桿件冷熱矯后，無(wú)裂縫的試驗(yàn)資料);

③主桁弦、斜、立桿及縱、橫梁外形尺寸公差，重點(diǎn)檢查弦桿端頭(節(jié)點(diǎn)板和拼接板的覆蓋范圍)的寬度，以滿足節(jié)點(diǎn)摩擦力;

④桿件邊緣孔邊飛刺是否鏟除干凈;

⑤磨光頂緊部件公差;

⑥節(jié)點(diǎn)連接處板面出廠時(shí)的摩擦系數(shù)試驗(yàn)資料;

⑦由于運(yùn)輸和裝卸不當(dāng)造成的桿件損傷變形;

⑧桿件缺陷在工廠漏檢者;

⑨搬運(yùn)過(guò)程造成的桿件油漆或噴鋁面的缺陷。

(6)在拼裝前，應(yīng)用廠方附送的與鋼梁摩擦面同工藝處理的試驗(yàn)板進(jìn)行摩擦系數(shù)驗(yàn)證。

(7)每根桿件預(yù)拼后，均應(yīng)經(jīng)值班技術(shù)人員檢查簽認(rèn)，并填寫預(yù)拼桿件登記卡片，然后由質(zhì)量檢查人員檢查驗(yàn)收，對(duì)檢查合格的預(yù)拼桿件，值班技術(shù)人員和檢查人員共同簽字，并在桿件上作出“檢查合格”的標(biāo)記。

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