鋼板組合橋梁建造工藝技術與應用研究

陳巍峰，段亞軍，陳濤，徐宏勛

（1.浙江交工集團股份有限公司大橋分公司，杭州 310030 ；2.浙江省交通規(guī)劃設計研究院有限公司，杭州 310030；3.浙江增洲造船有限公司，浙江 舟山 316052）

1 引言

鋼板組合橋梁是指通過連接件將鋼梁與鋼筋混凝土或預應力混凝土橋面板組合而成的梁式橋，簡稱組合梁橋。鋼板組合橋梁構(gòu)造簡單，設計與建造的適用條件廣泛。因為科學技術的發(fā)展，使組合結(jié)構(gòu)橋梁具備優(yōu)良的性能和耐久性，縮短了施工時長，同時它的多樣化結(jié)構(gòu)又能適應各種橋位各種跨度橋梁建設的需求[1]。因此，如何快速科學地制作施工鋼板組合橋梁，顯得尤為重要。

2 鋼板組合梁生產(chǎn)工藝

2.1 制造

采用數(shù)控等離子及火焰進行零件下料。

對上下翼板采用二次下料，板厚1∶8過渡坡口差采用機加工后先拼板后二次下料。所有板材進行切邊處理，消除板材自由邊缺陷。

采用H型鋼自動組立機組裝，組立機主要由門架總成、拉桿系統(tǒng)總成、液壓系統(tǒng)總成、輸入和輸出滾道總成、電控系統(tǒng)等組成。

H型鋼組立機是H型鋼在組立工序中必不可少的設備，它對H型鋼技術參數(shù)的保證起到了決定性的作用[2]。

2.2 焊接

采用自動或半自動焊接，確保焊接質(zhì)量。

主梁、橫梁以及拼板采用自動埋弧焊，加勁肋采用自動焊接小車。

焊接完成后，由于焊縫的收縮作用將引起變形，這種變形是客觀存在的。主要從預留焊接收縮量，調(diào)整焊接順序、焊接方向、剛性約束等方法控制變形。

2.3 栓接

1）高強螺栓安裝

高強度螺栓連接副組裝時，螺母帶圓臺面的一側(cè)應朝向墊圈有倒角的一側(cè)。安裝高強度螺栓時，嚴禁強行穿入螺栓，構(gòu)件的摩擦面應保持干燥，不得在雨中作業(yè)。

2）初擰和終擰

高強度螺栓的擰緊分為初擰和終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%。高強度螺栓在初擰和終擰時，連接處的螺栓應按一定順序施擰，一般應由螺栓群中央順序向外擰緊。

3 鋼板組合梁施工工藝

由于施工設備的不同，鋼梁架設可以分為架橋機架設和汽車吊架設。

3.1 架橋機架設

對于施工規(guī)模較大的鋼板組合橋梁來說，最常見的施工方法就是架橋機架設。架橋機主要由主導梁、引導梁、輔助頂桿、前支腿、中支腿、后支腿、橫導梁、液壓系統(tǒng)、橫移軌道、吊重行車、縱行臺車、電氣控制等系統(tǒng)組成，不同的部位有不同的作用[2]。

在陸地、第一個橋墩和第二個橋墩之間，設定6個支點，將預制好的梁運至陸地和第一個橋墩之間安置，然后移動主梁放在第一個橋墩和第二個橋墩之間，通過已經(jīng)架好的橋面把架橋機移到第一個橋墩和第二個橋墩之間，準備進行下一步的架梁，如此循環(huán)完成鋼梁架設。

3.2 汽車吊架設

1）特點

優(yōu)點：具有汽車的行駛速度，有較好的機動性和靈活性。轉(zhuǎn)場快，提高了吊車的利用率，工作效率高。

缺點：主要適用于流動性較強的施工單位，適用范圍較小。進行吊裝作業(yè)時，必須將支腿放下，限制了吊車在吊裝時的活動范圍[3]。

2）選取

清楚汽車吊進退路線和站位，空中范圍有無障礙，選擇合適的汽車吊，確保能夠在施工現(xiàn)場進出。明確吊裝重物的尺寸和重量，清楚汽車吊的性能，保證汽車吊可以在吊裝時正常運行。

4 工程應用

4.1 架橋機應用

4.1.1 工程背景

某高速公路一座橋的上部結(jié)構(gòu)采用鋼板組合梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺，跨徑組合為3×35m+3×35m+3×35m。該橋所處地段為低丘山嶺區(qū)，地勢起伏較大，運輸條件較差，因此，選用架橋機架設。

4.1.2 板梁安裝

1）鋼主梁安裝

（1）主梁拼裝完成經(jīng)驗收合格后，由2臺龍門吊運至運梁車上。

（2）運梁車將主梁運至架橋機下方，通過前行車起吊主梁前端。

（3）前方行車啟動提升主梁，使主梁與前端運梁車脫離，行車與后端運梁車配合，繼續(xù)移動主梁，直至主梁后端可通過行車起吊。

（4）后方行車起吊，使主梁脫離運梁車，繼續(xù)移動主梁至安裝位置，調(diào)整并將主梁安裝到位。

（5）安裝主梁頂面橡膠條，然后通過架橋機安裝2塊橋面板，并將2塊橋面板縱橫向濕接縫鋼筋焊接定位，將運梁車軌道鋪設至橋面板位置。

（6）繼續(xù)鋪設運梁車軌道至已安裝的橋面板位置。

（7）按照架橋機過孔方法將架橋機移動至下一孔，開始準備橋面板的安裝以及下一節(jié)段主梁的安裝。

2）橋面板安裝

第一跨鋼主梁安裝完成后，安裝尾部的2片橋面板，采用運梁車將橋面板順橋向運輸至架橋機尾部，1#天車移動至架橋機最尾端，2#天車移動至橋面板正上方，天車落鉤，安裝吊具，緩慢提升橋面板，使橋面板提離運梁車，運梁車退回。架橋機過孔完成第2跨鋼主梁安裝。鋪設第一跨剩余橋面板以及第2跨尾部2片橋面板。以此類推。

4.2 汽車吊應用

4.2.1 工程背景

某高速公路2座橋均設計為鋼板組合梁橋，上部結(jié)構(gòu)為鋼板組合梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺，跨徑組合分別為3×35m+3×35m，3×35m+4×35m。2座橋所在地勢相對平緩，方便車輛進出，適合使用汽車吊架設。

4.2.2 鋼板梁安裝

1）鋼主梁安裝

將拼裝好的單根主梁吊裝至墩柱上固定，再吊裝第二根主梁至墩頂，安裝端橫隔梁，兩片梁之間形成整體，吊裝第三片梁，并與第二片梁端橫隔梁連接。通過汽車吊安裝完成小橫梁。以此類推進行下一孔的安裝。

2）橋面板安裝

（1）橋面吊裝通過卸扣連接吊耳，4個吊點4根鋼絲繩，單根鋼絲繩長10m，與吊車主鉤相連。

（2）橋面板安裝比主梁安裝滯后兩孔進行。

（3）汽車吊在同一位置安裝前方2組橋面板后再進行移位。依次完成左右幅橋面板安裝。汽車吊停放至已經(jīng)安裝好的橋面板上，繼續(xù)安裝下一步橋面板。

5 結(jié)論

本文詳細介紹了中小跨徑鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁的工廠化制造，以實際工程應用為例，探討了鋼板組合梁的安裝施工，主要的結(jié)論如下：

1）工廠用專業(yè)設備生產(chǎn)構(gòu)件，確保產(chǎn)品精度，使產(chǎn)品標準化，保證了鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。并且因為工廠的大規(guī)模制造，提高了鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)能，可以充分供應鋼板組合梁橋的建造材料。鋼結(jié)構(gòu)的工廠化制造對于我國中小跨徑鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展有著巨大的推動作用。

2）使用架橋機和汽車吊安裝鋼板梁，一方面節(jié)省了人力成本，使經(jīng)濟更加合理化，另一方面加快了鋼板組合梁橋的施工進度，提高了工作效率。