淺談包西鐵路黃河特大橋鋼桁梁小支墩反架法施工

王紅軍

摘 要：本文結(jié)合包西鐵路黃河特大橋108米鋼桁梁施工的具體實踐，就鐵路特大橋梁鋼桁梁小支墩反架梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)控制進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路特大橋；鋼桁梁施工；技術(shù)控制

中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司施工的包西鐵路黃河特大橋，是全線最重要、最復(fù)雜的控制性橋梁工程。該橋橋址中心里程DK16+277.95，孔跨形式為3×32m+1×48m+3×32m+29×48m+（8×108）m+20×48m+5×32m+1×48m+3×32m。橋長 3912.89雙延米。

黃河特大橋主橋36#墩～44#墩為8孔108米鋼桁梁，上部結(jié)構(gòu)為8孔108米下承式簡支鋼桁梁，主桁為無豎桿三角形桁架，桁高13.5米，桁寬11.6米。節(jié)間長度為13.3米。弦桿為對稱箱型截面，單重約10噸～29噸。采用全封閉整體節(jié)點和節(jié)點外拼裝技術(shù)。其中，41#墩～42#墩位于南岸灘涂區(qū)采用小支墩法架設(shè)。

1.支墩施工

小支墩采用混凝土基礎(chǔ)與貝雷梁支撐方式，混凝土基礎(chǔ)尺寸為4m×6m×0.8m，混凝土標(biāo)號為C20，混凝土基礎(chǔ)頂面最低標(biāo)高為1006.326m，最高為1003.424m，貝雷梁支撐高度為9m，鋼桁梁架設(shè)預(yù)拱度由混凝土基礎(chǔ)和支撐頂鋼板共同雙控調(diào)整。

小支墩混凝土施工前要求對不良地質(zhì)進(jìn)行挖除（如泥漿池、積水坑），分層對地面進(jìn)行換填與預(yù)壓，預(yù)壓后地基應(yīng)力不小于100KPa。地基處理后必須進(jìn)行預(yù)壓檢測，加壓重量為計算荷載1.2倍，觀測基礎(chǔ)沉降不沉降且保持24小時為止，組裝鋼桁梁前再行復(fù)測，確認(rèn)不再沉降方可進(jìn)行鋼桁梁拼架?；炷粱A(chǔ)頂面標(biāo)高要求嚴(yán)格控制。尤其對支墩墊塊安裝部分大面平整度要求不大于2mm。基礎(chǔ)頂面允許誤差為-10～0mm，并要求測量人員對混凝土基礎(chǔ)及鋼桁梁架設(shè)前的水準(zhǔn)點進(jìn)行平差，設(shè)立穩(wěn)定可靠的水準(zhǔn)點，以利于檢查、校正。貝雷梁支撐安裝必須按設(shè)計圖進(jìn)行，扭緊螺栓，桿件豎向保證在同一垂直面上。中心在一條線上。支墩安裝后對墩頂標(biāo)高再進(jìn)行復(fù)核，并依據(jù)此標(biāo)高用鐵板對鋼桁梁預(yù)拱度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整預(yù)拱度鋼板尺寸不小于320*390mm。組裝支墩墊梁前必須先在基礎(chǔ)面上放樣鋼桁梁中心線和墊板周邊大樣，基礎(chǔ)頂面不平整時應(yīng)加塞薄鋼板墊平。

2. 鋼梁安裝

鋼桁梁的安裝主要分為桿件預(yù)拼、桁梁拼裝、高強(qiáng)螺栓施擰、現(xiàn)場焊接和安裝橋面板五大工序。

2.1桿件預(yù)拼

合理布置預(yù)拼場地，對減少搬運(yùn)加快預(yù)拼速度有直接關(guān)系。預(yù)拼臺設(shè)置、桿件堆放、運(yùn)料軌道等要統(tǒng)籌安排，合理布置。

為簡化橋上拼裝工作，提高拼裝速度和質(zhì)量，將弦桿、斜桿、縱梁等在預(yù)拼臺上預(yù)拼好，按拼梁順序運(yùn)往工點進(jìn)行拼裝。

2.2桁梁拼裝

桁梁拼裝是整個拼架工作的中心環(huán)節(jié)，是保證質(zhì)量和加快拼架速度的關(guān)鍵，必須在預(yù)拼基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照拼裝程序圖施工。

桁梁預(yù)拱度的準(zhǔn)確，是衡量拼裝質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，在拼裝中要重視預(yù)拱度的調(diào)整工作。

在支架上拼裝鋼梁時，為便于調(diào)整拱度、控制主梁位置、保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、迅速閉合成型，便于桿件的運(yùn)送和吊裝，采用節(jié)點支承法進(jìn)行桁梁拼裝。拼裝順序是先下弦和橋面系，后斜桿，最后拼裝上弦，使節(jié)間逐個閉合形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.3高強(qiáng)螺栓施擰

栓焊梁是通過高強(qiáng)螺栓壓緊板束，靠板束間的磨擦力傳遞桿件內(nèi)力，而高強(qiáng)螺栓本身是不承受剪力的。因此，高強(qiáng)螺栓施擰質(zhì)量，對確保栓梁拼裝質(zhì)量、預(yù)拱度的準(zhǔn)確性以及行車安全，關(guān)系極大。

黃河大橋采用“扭矩法”施擰螺栓，控制螺栓預(yù)拉力。在高強(qiáng)螺栓施擰中，均配有手動扳手、可調(diào)力矩扳手、示功扳手、定扭矩扳手，采用電動扳手檢查螺栓的初擰和終擰。

“扭矩法”施擰螺栓，分初擰和終擰。該橋初、終擰都用定扭矩扳手。對定矩扳手必須經(jīng)常檢查校正，以確保其準(zhǔn)確性。初擰和終擰的螺栓，分別用白、紅油漆做出標(biāo)記，防止漏擰。終擰應(yīng)從節(jié)點中心向四周進(jìn)行，終擰后由專人負(fù)責(zé)進(jìn)行檢查。

“扭矩法”施擰螺栓，操作簡便，速度比較快，機(jī)械化程度高，質(zhì)量容易保證，適合業(yè)主對大橋的工期和質(zhì)量要求。

2.4工地焊接

本大橋施工與以往不同的是有一定數(shù)量的工地焊縫，可以說工地焊縫是鋼桁結(jié)合梁施工質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)之一。

鋼梁工地安裝，其分段口處的焊接應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖紙要求進(jìn)行施焊，施焊時，鋼梁應(yīng)臨時支承在支架上，使之接口處不受力，并應(yīng)采取有效的控制焊接變形措施，確保焊接質(zhì)量。

工地焊接時，應(yīng)采取有效措施嚴(yán)格控制焊接溫度。在烈日天氣下，經(jīng)搭設(shè)涼棚等措施，以控制施焊時的環(huán)境溫度：雨天或空氣濕度超過規(guī)定時，應(yīng)暫停施焊。

焊工上崗前，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，考試合格后，方能上崗施焊，要求施焊人員必須熟練焊接工藝的技術(shù)要求。

持水平，斜桿保持400-500的傾斜度；

2.3起吊前應(yīng)嚴(yán)格核實桿件重量是否在相應(yīng)吊距的額定起重量以內(nèi)。經(jīng)試吊無意外再提升；

2.4為減少吊機(jī)轉(zhuǎn)臂、起臂次數(shù)，加快拼裝速度，對于重量很小的聯(lián)接系桿件宜采用長短千斤繩，將多根桿件成串起吊，逐個安裝。

3.拼裝

3.1桿件起吊就位后就位時應(yīng)在釘孔基本重合的瞬間（相錯在10mm以內(nèi)），將小撬棍尖端插入孔內(nèi)將孔撥正，然后微微起落吊鉤使桿件轉(zhuǎn)動對合其他孔眼；

3.2穿釘栓：

對好孔眼后應(yīng)先在釘栓群四周打入四個定位沖釘，隨即安裝4～6個安裝螺栓。確認(rèn)板縫間未留有任何雜物時，即擰緊螺栓同時安裝其余釘孔的沖釘和螺栓。沖釘，螺栓兩者數(shù)量分別占釘孔總數(shù)的1/2，均勻布置；孔眼較少的部位，釘栓總數(shù)不少于釘孔的2/3或全部上足。

4 懸拼鋼桁梁預(yù)拱度控制

4.1懸臂拚架鋼梁，預(yù)拱度必須在拼架過程中進(jìn)行調(diào)整，給以保證。鋼梁設(shè)計預(yù)拱度，是靠上弦大節(jié)點增加釘距的措施來實現(xiàn)的，所以懸臂拼架各節(jié)點調(diào)準(zhǔn)釘距，同時增加使用大直徑?jīng)_釘數(shù)量，減少螺栓錯孔，保證鋼梁預(yù)拱度。因此，鋼梁懸臂架設(shè)中，第一是采用大沖釘對孔，使節(jié)點各釘對準(zhǔn)密合，再上足沖釘、螺栓各50%，以減少錯孔量；

4.2保證鋼梁桿件在自由無約束狀態(tài)下拼裝；

4.3主桁螺栓終擰工作不落后于拼架的一個節(jié)間，懸臂孔主桁螺栓未全部終擰前，支點不得起頂?shù)却胧?，來保證鋼梁預(yù)拱度達(dá)到設(shè)計要求。

5.支座安裝控制

鋼梁和支座與設(shè)計線路中線高程的容許誤差：

①墩臺處鐵路橫梁中線設(shè)計線路中線偏差10mm；

②簡支梁與連續(xù)梁間、兩聯(lián)（孔）間相鄰鐵路橫梁中線相對偏差5mm；

③墩、臺處鐵路橫梁頂與設(shè)計高程偏差±10mm；

④兩聯(lián)（孔）相鄰鐵路橫梁相對高差5mm；

⑤支座十字線扭轉(zhuǎn)偏差：（支座尺寸≥2000，1/1000邊寬 支座尺寸<2000， 1mm）；

⑥固定支座十字線中點與全橋貫通測量后墩臺中心線縱向偏差：（連續(xù)梁或60以上簡支梁， 20mm. 60以下簡支梁， 10mm）；

⑦輥軸位置縱向位移， 按氣溫安裝、灌注定位前±3mm； 支座底板四角相對高差， 2mm。

5.1支座質(zhì)量檢查：支座材質(zhì)和制造精度應(yīng)符合設(shè)計要求。應(yīng)有制造廠的成品合格證，并要求附送鑄件探傷記錄及缺陷補(bǔ)錄，應(yīng)作好外觀尺量檢查和對組裝后的輪廓尺寸進(jìn)行復(fù)查；

5.2墊石表面進(jìn)行鑿毛處理，鑿去2～3厘米；

5.3 支座的各承面在安裝前必須清除干凈，除去油脂，安裝時保持清潔，在安放支座底板之前，應(yīng)先裝入支座錨固螺栓；

5.4支座注漿。待鋼梁調(diào)整完畢各項指標(biāo)達(dá)標(biāo)后，組織人員灌注

灌注料采用TGM 鐵路橋梁注漿料，鑒于該材料早強(qiáng)特性，合理組織保證質(zhì)量。

6.結(jié)語

通過對以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九集團(tuán)第六工程有限公司采用小支墩反架梁施工的包西鐵路黃河特大橋41#墩～42#墩鋼桁梁施工合格率100%，完全滿足設(shè)計要求，并為今后類似施工積累了豐富的施工經(jīng)驗和技術(shù)參數(shù)。