連續(xù)鋼桁梁逐跨架設支座分步安裝施工技術

寧朝新

（中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 210031）

1 工程概況

公安長江公鐵兩用特大橋是運煤通道控制性工程，主橋全長1 459.6 m，主通航孔為（98+182+518+182+98）m 5 跨斜拉橋連續(xù)鋼桁梁［1］，南岸灘地6#—10#墩為4×94.5 m連續(xù)鋼桁梁［2］，橋跨布置見圖1。

圖1 公安長江大橋主橋橋跨布置（單位：m）

4 × 94.5 m 連續(xù)鋼桁梁節(jié)間距為13.5 m，每跨7個節(jié)間，鋼桁梁主桁寬度為14 m，桁高為13 m。連續(xù)鋼桁梁橫截面如圖2所示。

圖2 連續(xù)鋼桁梁橫截面（單位：mm）

主桁采用平弦三角形桁架，全橋共28個節(jié)間，上弦桿、下弦桿及腹桿共236 根桿件；鐵路橋面板28 塊，公路橋面板29塊，最大塊件起吊質量控制在70 t以內［3］。

主桁構件內部采用焊接，上下弦桿在非節(jié)點處采用高強度螺栓拼接，公路、鐵路橋面板均采用鋼正交異性板，鋼桁梁涂裝按照TB/T 1527—2011《鐵路鋼橋保護涂裝》要求的第7體系進行。

主橋線路設計為平坡，鋼桁梁設置了拱度，拱度通過桁梁起拱來實現(xiàn)，即下弦節(jié)間長度不變，加長或縮短上弦節(jié)間制造長度。

2 施工特點及難點

公安長江公鐵兩用特大橋南岸灘地為4×94.5 m連續(xù)鋼桁梁，采用懸臂架設支座同步安裝的施工方法。主要有以下特點和難點：

1）首孔鋼梁在支架上拼裝，首孔安裝完成后立即進行起頂、精調作業(yè)，卸落支架后安裝正式支座。

2）后續(xù)3 孔鋼桁梁懸臂架設，正式支座隨架設進度分步安裝，對鋼梁架設精度要求更高，起頂、落梁操作精細化，施工過程中控制難度更大。

3）與整聯(lián)鋼桁梁架設完成后進行整體起頂?shù)趿?、落梁施工相比，采用支座分步安裝方式，克服了整體起落梁時調整線形、安裝支座起頂難度大，大噸位千斤頂墩頂布置空間受限，同步控制難度大的難題。支座分步安裝單次起頂重量小，千斤頂數(shù)量少，不需要多墩同步起頂，分步安裝好的支座比臨時支座對鋼梁轉角變形、溫度伸縮變形適應性更好［3-8］。

3 總體施工方案

4 × 94.5 m 連續(xù)鋼桁梁的固定支座設于9#墩，其余墩為活動支座。根據(jù)鋼梁運輸線路布置，從岸邊10#墩往水中6#墩方向架設鋼桁梁。鋼桁梁采用布置于公路橋面的WD-70型全回轉架梁吊機散拼法安裝，先在10#墩南側支架上拼裝架梁吊機，然后架梁吊機自10#墩往6#墩方向逐節(jié)間逐孔拼裝鋼桁梁，支架布置如圖3所示。其中，9#—10#墩鋼桁梁在支架上拼裝，8#—9#墩采用半懸臂法安裝，6#—8#墩采用全懸臂法安裝。

圖3 首跨9#—10#墩鋼桁梁拼裝支架布置（單位：m）

4 鋼桁梁架設

鋼梁在架設過程中，因溫度和荷載變化會在各支墩產(chǎn)生水平位移和豎向轉角，利用正式支座水平摩擦阻力約束小、豎向轉角適應性好的特點，在控制好架梁精度和準確計算各階段受力情況下，由布置于墩頂?shù)娜蜃饔们Ы镯斦{整好鋼梁空間位置，正式支座隨架設進度分步安裝。

4.1 支架施工

首跨9#—10#墩拼裝支架采用?1 000 mm 鋼管柱支墩結構，共6排支架，各排支架中心分別對應于鋼桁梁下弦節(jié)點。鋼管柱基礎支墩采用明挖擴大基礎（參見圖3），沿鋼管柱高度上設置2層桁架式橫聯(lián)連成整體。

4.2 臨時支墩

根據(jù)鋼桁梁懸臂拼裝狀態(tài)和抗傾覆設計要求，在第2 跨8#—9#墩設置1 個臨時支墩，支墩距8#墩中心27 m（2個節(jié)間），距9#墩中心67.5 m（5個節(jié)間）。

主桁節(jié)點下方臨時支墩由4 根?1 000 mm 鋼管柱組成，下部采用1.2 m 鉆孔樁基礎。臨時支墩鋼管柱縱橫向間距均為4.5 m，對應連接系位置用?420 mm鋼管連成整體，上、下游支墩通過設置橫聯(lián)將其連成整體。支墩頂布置型鋼分配梁和臨時支墊，臨時支墩布置見圖4。

圖4 第2跨8#—9#墩臨時支墩布置（單位：m）

4.3 首跨鋼桁梁架設

鋼桁梁架設采用全回轉WD-70 型吊機，待10#墩墩頂及首跨鋼桁梁拼裝支架墩頂墊塊布置完成后，架梁吊機在10#墩公安側的支架上拼裝并試吊，待驗收合格后開始架設安裝鋼桁梁。

鋼桁梁架設2個節(jié)間后，架梁吊機由支架前移至鋼桁梁公路橋面，逐節(jié)間架設其余節(jié)間鋼桁梁，如圖5所示。

圖5 9#—10#墩鋼桁梁架設示意

待首跨鋼桁梁架設完成及高強度螺栓終擰施擰、橋面板焊接施工完成后，在9#，10#墩分別安裝起落梁用三向作用千斤頂，起頂頂起鋼桁梁，抽掉鋼墊塊。通過三向作用千斤頂調整鋼桁梁平面位置，安裝正式支座。將梁落至設計高程，并再次檢查鋼桁梁平面位置，精調至滿足安裝驗收精度要求后，對支座錨栓孔和下座板進行灌漿。當灌漿材料達到設計強度時，卸落千斤頂，首跨鋼桁梁轉換為正式支座受力。

4.4 半懸臂架設第2跨鋼桁梁

首跨鋼桁梁調整轉換為正式支座受力后，開始第2 跨鋼桁梁的懸臂架設?？紤]鋼桁梁的撓度和抗傾覆穩(wěn)定，在第2 跨下弦E32 節(jié)點處設置1 個臨時支墩，因此稱為半懸臂架設。

本橋1 跨共7 個節(jié)間鋼桁梁，根據(jù)計算結果和臨時支座受力條件，臨時支墩應布置于懸臂第5 個節(jié)間下弦節(jié)點處，即懸臂架設5個節(jié)間到達臨時支墩。

通過臨時墩架設至8#墩即完成了第2 跨鋼桁梁架設，在8#墩墩頂布置起梁千斤頂，將鋼桁梁在設計標高基礎上頂高100 mm。8#墩墩頂用鋼墊塊抄實，千斤頂回油將鋼桁梁落于鋼墊塊上，臨時支墩脫空。

4.5 全懸臂架設鋼桁梁與支座安裝

按懸臂方法逐節(jié)間架設第3 跨鋼桁梁至7#墩，在7#墩墩頂布置起梁千斤頂，首先千斤頂起頂安裝固定支座，將鋼桁梁在設計標高基礎上頂高100 mm，然后支座頂與鋼桁梁間用鋼墊塊抄實，千斤頂回油將鋼桁梁落于鋼墊塊上。

鋼桁梁架設至7#墩后，在8#墩用千斤頂頂起鋼桁梁，抽掉鋼墊塊，安裝支座，將鋼桁梁落至設計標高，通過墩頂三向作用千斤頂調整鋼桁梁軸向偏位，對支座進行灌漿錨固。按此工藝，架設至6#墩并安裝支座，完成全部鋼桁梁架設。

鋼桁梁起頂及落梁時均通過液壓泵站控制中心保證各千斤頂同步，以及千斤頂和鋼桁梁各支點均勻受力，避免個別千斤頂支承力過大導致設備損壞或鋼桁梁變形。

5 結語

公安長江大橋南岸灘地4×94.5 m連續(xù)鋼桁梁采用逐跨架設支座分步安裝方法，與傳統(tǒng)支座安裝方法相比，不僅能保證鋼桁梁、支座的受力和安全，還能合理利用正式支座解決安裝過程中鋼桁梁因溫度變化導致的脹縮應力和變形難題。

蒙華鐵路公安長江公鐵兩用特大橋南岸灘地連續(xù)鋼桁梁架設結果證明，鋼桁梁平面位置、豎向拱度等均滿足設計和驗收標準要求，豐富了一聯(lián)多跨大噸位鋼桁梁懸臂架設的施工經(jīng)驗，對類似工程具有一定的借鑒和指導意義。