64 m雙線簡支鋼桁梁跨高速公路高位頂推施工技術(shù)

靳銳勇

(京石客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，石家莊 050000)

1 工程概述

京石客運(yùn)專線石太直通線跨青銀高速公路大橋中心里程為 DK21+745.4，全長 239.8 m，孔跨布置為5×32 m簡支箱梁+1×64 m鋼桁梁。設(shè)計以1×64 m鋼桁梁上跨青銀高速公路，相交里程為石太DK21+834.07。64 m雙線簡支鋼桁梁為下承式鋼桁架橋，跨徑為64 m(5#墩～6#臺)，主桁采用無豎桿三角桁架布置，桁高為12.3 m，鋼桁梁總質(zhì)量為1 123 t(其中過渡段、導(dǎo)梁合計167.2 t)。

2 頂推總體方案

2.1 頂推方案

頂推法一般分低位頂推和高位頂推二種。低位頂推需將路基高程降到墊石高程，在頂推結(jié)束后再回填至設(shè)計高程，增加較多的土石方開挖和填筑圬工量，且鋼桁梁前方的首孔梁不能施工。由于本橋鋼桁梁進(jìn)場較晚，在鋼桁梁頂推前已完成臺后路基和大橋其它孔梁的施工，根據(jù)現(xiàn)場實際采用高位頂推技術(shù)，在太原臺(6#臺)后成型的路基上拼裝鋼桁梁，然后通過頂推設(shè)備將其頂推至5#設(shè)計墩位。前導(dǎo)梁高度超出前方已架設(shè)的混凝土梁面，分項工程的前后施工不產(chǎn)生制約，大大加快整體施工進(jìn)度，且節(jié)約較多經(jīng)濟(jì)成本。

由于本橋上跨青銀高速公路，且為橋梁的最后一孔，故鋼桁梁架設(shè)采用長導(dǎo)梁頂推方案，即高速路上不設(shè)臨時支墩，而在5#墩靠路側(cè)設(shè)置排樁臨時支墩以減少導(dǎo)梁懸臂長度，通過長導(dǎo)梁整體頂推完成鋼桁梁架設(shè)。鋼桁梁拼裝在橋后挖方路基上由汽車吊和龍門吊配合進(jìn)行。鋼桁梁整體拼裝完畢后由路基向5#墩方向頂推，到設(shè)計位置后落梁就位。頂推總體布置見圖1。

圖1 頂推總體布置(單位:mm)

2.2 臨時支墩、基礎(chǔ)設(shè)計

臨時支墩單側(cè)采用雙鋼管布置，縱向間距為2.5+4×3.308 m，布置形式為橫向4列，縱向6行。為保證排樁自身的穩(wěn)定采用型鋼焊接件作為水平、橫、縱向聯(lián)結(jié)系，見圖2。在鋼管上、下兩端各1.5 m范圍灌注C30微膨脹混凝土，以加強(qiáng)鋼管受力。支墩基礎(chǔ)為樁徑1.25 m的挖孔樁或支撐于5#墩擴(kuò)大基礎(chǔ)上。基礎(chǔ)頂面均預(yù)埋鋼板，與鋼管支墩焊接一體。

圖2 臨時支墩、基礎(chǔ)布置

2.3 導(dǎo)梁設(shè)計

2.3.1 導(dǎo)梁主體

在鋼桁梁前端設(shè)置的鋼導(dǎo)梁，采用八七式軍用梁桿件拼裝，導(dǎo)梁長度為40 m，采用直線桁架結(jié)構(gòu)，為減小導(dǎo)梁自重，采用變高度形式，見圖3。導(dǎo)梁為米字桁架，主桁中心距11 m。

圖3 導(dǎo)梁設(shè)計

2.3.2 導(dǎo)梁過渡段

由于主梁和導(dǎo)梁桿件截面相差較大，通過過渡段將導(dǎo)梁與主梁進(jìn)行有效連接。同時對主梁下弦端節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行局部加強(qiáng)和鉆孔，主梁過渡段由生產(chǎn)主梁鋼桁梁的廠家一并加工制作。

3 頂推施工

3.1 滑道

滑道設(shè)計見圖4。

圖4 滑道設(shè)計

滑道分上下滑道。上滑道采用間斷滑道，設(shè)置于主桁和導(dǎo)梁下弦桿大節(jié)點(diǎn)下，且使上滑道底面處于同一水平面。采用八三墩3號桿件橫鋪，八三墩下面栓接滑道鋼板，滑道鋼板外包2 mm厚不銹鋼鋼板。上滑道兩側(cè)安設(shè)防偏移角鋼。下滑道連續(xù)布置，在臨時支墩上采用八三墩桿件縱鋪，在路基上采用混凝土下滑道，寬1.2 m，厚度0.8 m。上下滑道之間鋪設(shè)四氟乙烯板，并涂抹黃油。

3.2 拉錨器和牽引索

拉錨器設(shè)置在端橫梁底橫梁與主桁下弦桿拼接板處，拉錨器為組焊件，采用高強(qiáng)度螺栓安裝在橫梁上，中橫梁拉錨器與下弦桿連接錨固。拉錨器采用夾片式錨具，錨具作為鋼絞線的固定裝置，采用OVM15-12型錨具。鋼絞線一端同千斤頂連接，另一端固定在拉錨器上。鋼絞線采用1 860 MPa的14-7φ5鋼絞線。拉錨器在兩端橫梁及中間中橫梁各布置1對，如圖5。

圖5 拉錨器錨點(diǎn)布置圖(單位:mm)

3.3 頂推

設(shè)置兩臺200 t水平連續(xù)頂推千斤頂安裝在橋臺千斤頂托架上。在頂推的過程中通過在鋼桁梁、鋼導(dǎo)梁與滑道梁間不間斷喂四氟滑板來完成鋼桁梁的頂推。先期將拉錨器安裝在后錨點(diǎn)1上，當(dāng)后錨點(diǎn)1接近橋臺千斤頂托架時，將后錨點(diǎn)1移到后錨點(diǎn)2的位置，繼續(xù)頂推，最后移到后錨點(diǎn)3的位置，直至頂推到位。錨點(diǎn)在鋼梁橫梁下左右布置，中線間距7.678 m，牽引拉索采用直徑為 φ15.24鋼絞線(強(qiáng)度為1 860 MPa)，每側(cè)安裝7根。頂推速度3 cm/min。

3.4 導(dǎo)梁上支墩措施

當(dāng)導(dǎo)梁即將到達(dá)前方臨時排樁支墩時，在牛腿上放置50 t液壓千斤頂引導(dǎo)梁上滑道，見圖6。千斤頂?shù)鬃附釉?根八三墩上，在八三墩與下滑道間鋪設(shè)不銹鋼板和聚四氟乙稀板，以保證導(dǎo)梁前移時液壓千斤頂同步前移，將導(dǎo)梁順利引入支墩滑道上。

圖6 導(dǎo)梁上墩示意

3.5 鋼梁糾偏

1)在上滑道兩側(cè)安設(shè)防偏移角鋼，如上圖4，防偏移角鋼距離下滑道邊距離50 mm，即頂推過程中鋼桁梁最大偏移值為50 mm。如鋼桁梁發(fā)生偏移時，在防偏移角鋼與下滑道間隙內(nèi)填塞硬質(zhì)木楔，在鋼桁梁前移過程中進(jìn)行及時糾偏。

2)在5#墩側(cè)的混凝土箱梁上，在導(dǎo)梁兩側(cè)各布置一個導(dǎo)向墩，用于導(dǎo)梁前端的導(dǎo)向、定位、糾偏等。

3)頂推前對牽引鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊，保證二側(cè)千斤頂同時進(jìn)行加載，確保同步，以防二側(cè)走行速度不一致導(dǎo)致偏位。同樣頂推過程中，如發(fā)現(xiàn)偏位，也可利用頂推千斤頂控制單邊速度快慢來調(diào)整，確保了在頂推過程中鋼桁梁的橫向偏移始終控制在允許偏差范圍內(nèi)。

4)為了保證鋼桁梁軸線按設(shè)計軌跡滑動，在頂推過程中用全站儀隨時觀察軸線，如有偏移及時調(diào)整。

3.6 落梁

5#墩和6#臺交替下落，各墩臺左右側(cè)同步下落。每個橋墩每次下落按10.0 cm與15.2 cm進(jìn)行交替控制。直到落到設(shè)計高程，確保支座完全受力。落梁示意見圖7。

圖7 落梁示意(單位:mm)

3.6.1 準(zhǔn)備工作

①鋼桁梁頂推到設(shè)計位置后，拆卸頂推裝置、前導(dǎo)梁。②搭設(shè)落梁(170 cm×80 cm)鋼枕垛。③落梁千斤頂?shù)恼{(diào)試及安裝。④支座周圍搭設(shè)操作平臺。

3.6.2 落梁步驟

1)頂升落梁千斤頂，使鋼桁梁上滑道和下滑道脫空，拆除上滑道桿件及下滑道前端楔形的墊塊，填塞3層50軌與鋼板墊梁。

2)落梁千斤頂回油，鋼桁梁平穩(wěn)下落到支座處鋼軌墊梁上。千斤頂繼續(xù)回油使落梁千斤頂與端橫梁脫空，拆除落梁鋼枕垛上的第一層鋼軌(高度15.2 cm)。

3)調(diào)整落梁千斤頂，緩慢頂升端橫梁，使鋼桁梁在支座中心處與鋼軌墊梁脫空，抽出1層鋼軌墊梁。

4)重復(fù)操作以上步驟，利用落梁千斤頂不斷交替抽拔鋼墊梁，緩緩落梁。

5)落梁到鋼桁梁與支座頂面之間2 cm空隙時，將支座與鋼桁梁栓接成整體。繼續(xù)緩慢下落至支座頂面。

3.7 施工注意事項

1)鋼桁梁頂推前，在拼裝場地模擬鋼桁梁在各種受力工況下的撓度和受力狀況，檢驗高強(qiáng)螺栓連接情況，并與理論值進(jìn)行比較。尤其模擬在鋼桁梁上支墩時的受力工況，實測撓度值，為后續(xù)鋼桁梁上墩做準(zhǔn)備。

2)拉錨器工具錨安裝孔中心與牽引千斤頂中心在同一水平線內(nèi)，嚴(yán)格控制鋼絞線偏移水平線的角度≤3°。

3)鋼梁上支墩前對臨時支墩進(jìn)行預(yù)壓。

4)觀測墩臺和臨時墩承受豎直荷載和水平推力所產(chǎn)生的豎直、水平位移。

4 結(jié)語

［1］馬如嶺.跨鐵路線 78 m鋼桁梁頂推施工［J］.鐵道建筑，2006(2):15-16.

［2］李楊.大跨度雙線鐵路鋼桁梁跨線施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2008(11):15-17.

［3］馮政.鋼桁梁施工技術(shù)方案及工藝［J］.鐵道建筑，2009(6):1-3.

［4］中華人民共和國建設(shè)部.GB50017—2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2003.