德大鐵路小清河特大橋鋼桁梁浮運架設施工關鍵技術

摘要：小清河特大橋孔跨布置為：（14*32+1*24+12*32）m后張法預應力混凝土簡支梁+（1*64）m道碴橋面簡支鋼桁梁+(23*32)m后張法預應力混凝土簡支梁。27號-28號主墩之間64m單線鐵路道砟橋面下承式鋼桁梁高11.5米，寬8.4米，重403.2噸。橋位處河道較為順直，位于入海口附近，流速和水位受潮汐影響較大。由于工期緊、水文特殊等情況，主跨64米鋼桁梁采用在上游岸邊浮運船平臺上拼裝、河流漲潮時浮運到位、河流落潮時落梁就位的施工方案。實踐證明，該方案確保了主跨鋼桁梁按期、安全的架設到位，達到了預期效果。

關鍵詞：64米 單線鐵路 鋼桁梁 浮運架設 施工技術

1 工程概況

小清河特大橋是山東省德（德州）龍（龍口）煙（煙臺）鐵路工程德州至大家洼段控制性工程之一，中心里程DK238+267.395，全長1707.75m，孔跨布置為：（14*32+

1*24+12*32）m后張法預應力混凝土簡支梁+（1*64）m道碴橋面簡支鋼桁梁+(23*32)m后張法預應力混凝土簡支梁。27號-28號主墩之間64m單線鐵路道砟橋面下承式鋼桁梁高11.5米，寬8.4米，重403.2噸。橋位處主河槽底寬124米，上口寬153米，該段河道較為順直，位于入海口附近，流速和水位受潮汐影響較大，設計流速V1%=1.08m/s，鋼桁梁拼裝浮運安排在非汛期9～11月進行，水位-0.3m～1.4m，水深0.5m～3.8m。由于工期緊、水文特殊等情況，主跨64米鋼桁梁采用在上游岸邊浮運船平臺上拼裝、河流漲潮時浮運到位、河流落潮時落梁就位的施工方案。

圖1 鋼桁梁結構示意

2 總體施工方案

針對該特大橋主跨結構復雜龐大、施工時間緊迫、水文地形特殊等綜合因數考慮，主跨1-64m鋼桁梁采用浮船平臺岸邊拼裝、漲潮時轉體浮運到位、退潮時落梁架設就位的方案，即：在26號墩上游約100米處修建碼頭和平臺，作為浮運船器材和鋼桁梁桿件堆放及吊車等設備停放拼裝的場地，浮船位置在施工前進行河道整平清理，在低水位時保證1米以上水深，滿足鋼桁梁在浮船上拼裝完畢后浮船所需的吃水深度。利用機動舟、浮吊、履帶吊將浮運船平臺拼組完成后緊靠碼頭錨碇就位，利用履帶吊及浮吊在浮運船平臺上拼組鋼桁梁，漲潮高水位時在卷揚機錨繩和機動舟的配合下，將浮運船轉體約90度，使鋼桁梁和橋位處軸線基本保持平行，然后緩慢平穩地將鋼桁梁浮運至27號-28號兩墩位之間，退潮時輔以浮箱注水配重將鋼桁梁頂落到臨時支墩上，最后利用千斤頂準確落梁就位于支座上。

3 鋼桁梁浮運架設施工關鍵技術

3.1 鋼桁梁浮運架設施工流程

修建拼裝碼頭和作業場地→將浮箱拼組成浮船→ 在浮船上搭設鋼桁梁拼裝平臺→拼組鋼桁梁→浮船轉體約90度→漲潮時浮運至墩位處→調整鋼桁梁平面位置→退潮時落梁至臨時支墩上→利用千斤頂落梁就位到支座上→撤出浮船。

圖2 施工現場布置

3.2 浮船平臺結構形式

鋼桁梁梁底設計標高12.011m，轉體浮運設計水位標高1.4m，浮箱高1.65m，浮運時浮箱吃水深度為0.9m，則浮箱頂面至梁底凈空為：12.011-1.4-（1.65-0.9）=9.861m，臨時支墩高度按1m考慮，則浮箱上拼裝平臺總高度為10.861m。

浮運船由4個大浮體組成，每個浮體分別由9個標準舟節組成（27.0m×8.1m），在浮體兩側各用三組六四梁將四個浮體連成整體。在每個浮體上安裝兩組托架支墩，每組支墩由五層托架構成，在托架支墩上縱向安裝兩組雙拼I40b工字鋼作為支墩分配墊粱，在其上面橫向安裝一組雙拼I55工字鋼做為貝雷梁的墊梁。貝雷鷹架梁長57m，兩排一組，每側各3組共6組，共計用228單片貝雷梁。鋼桁梁拼裝時在下弦桿節點處均支墊40cm高的枕木垛。

圖3 浮船平臺側面

圖4 浮船平臺平面

圖5 浮船平臺立面

3.3 浮船平臺組裝

浮船拼組前，先修建預拼場地及碼頭。將浮船停靠位置及浮船轉體范圍內河道進行清理整平，保證最低水位時水深1.0m以上，即河床標高不高于-0.3m-1m=-1.3m。

先埋設六個浮船和浮吊的錨固地壟，即按有關要求在碼頭側埋設4個、對岸埋設2個。浮體拼組由水上浮吊和岸上履帶吊配合進行，逐舟節、逐舟節組、按有關連接要求拼組成浮體，將四個浮體按設計間距位置排開，用錨繩分別固定好。在浮體的兩側各安裝三組長56m的六四式鐵路軍用梁，將四個浮體連接成一個整體。

浮體連接完成后錨定浮船，在岸上預拼場按設計進行托架拼組，然后直接吊裝到浮體上與標準舟節進行栓接，安裝托架頂分配梁和墊梁。

在岸上預拼場分組拼裝貝雷梁，每側各3組按設計位置吊裝到托架墊梁上并與墊梁橫向限位連接，貝雷梁頂部用I20型鋼將6組貝雷梁橫向連接成整體（I20@1.5m），在I20型鋼上滿鋪6mm厚鋼板作為拼裝工作平臺，并按有關安全要求設置平臺臨邊防護。整個浮體結構按程序鑒定驗收合格后，在貝雷梁頂部鋼桁梁的節點位置處搭設40cm高枕木支墩進行鋼桁梁拼裝。

3.4 鋼桁梁拼裝

為了保證拼裝質量，減少高空水中作業，鋼桁梁桿件在鷹架梁上拼裝前，首先在預拼場進行預試拼，即先在預拼場按吊裝計劃拼裝成一個個吊裝單元，并將相關聯桿件進行試拼，經過全面質量檢查后方可在浮船平臺上進行拼裝，檢查要求：桿件對、配件齊、疑問清、接頭凈、量測準、標志明、繩梯牢、方向對。

桿件捆吊、對孔沖釘、螺栓緊固、預拱調整等鋼桁梁拼裝各環節嚴格按設計要求和鋼梁的施工規范進行拼裝，拼裝過程中使用0.3mm塞尺檢查各拼接板板縫是否密貼，板縫深度小于20mm。

圖6 浮船平臺上拼裝完畢的鋼桁梁實景

3.5 鋼桁梁浮運就位

鋼桁梁拼裝完畢，全部高強螺栓和焊縫檢查驗收合格后，將鋼桁梁下弦桿與浮體鷹架梁用鋼絲繩捆綁，防止浮運時梁體側滑。充分檢查錨碇、牽引設備及機動舟，確保其處于良好狀態。

各項準備工作充分后，首先松開浮運船的錨定繩索，利用牽引設備使浮船平行離開碼頭一定距離，再在機動舟的配合下，將浮船轉體約90度。轉體時要密切觀察各部位的連接情況及浮箱吃水深度和浮體傾斜情況，如發現浮體出現明顯傾斜時，可采用向浮箱內注水的方法進行浮體的調平。浮體轉體時，主要靠纜繩的拉力進行緩慢控制，不可過快收緊纜繩，各方向要密切配合，隨緊隨放，在此過程中，機動舟只是起輔助頂推作用，要與纜繩的收放速度一致。

浮船轉體90度后，在兩艘機動舟的頂推和纜繩牽引下，將浮船緩慢的推拉至橋位處。頂推過程中，必須注意緩慢進行，且要充分確保兩艘機動舟的頂推速度一致。當浮體接近墩位時，由纜繩牽引浮體調整鋼桁梁平面位置使鋼桁梁準確對位。浮體穩定后，利用墩頂4個250噸千斤頂起鋼梁，并搭設臨時安全枕木支墩。待鋼桁梁安全落在臨時支墩后，解除鋼桁梁與浮體的所有約束，隨著潮水逐漸回落，浮體與鋼桁梁分離，在纜繩的牽引下，撤出浮體。如果潮水退卻較慢，需要盡快撤出浮體，也可以采用輔以在浮箱內注水配重加快浮體下沉的方法。

頂落梁采用油壓千斤頂進行，即利用鋼桁梁兩端臨近支座位置的2臺250噸千斤頂將鋼桁梁同步緩慢頂起，搭好保險垛后將支墊鋼桁梁的枕木垛抽掉一層，千斤頂回程后將千斤頂下枕木支墩抽掉一層，然后再將鋼桁梁頂起，再卸落，直至落到支座上。落梁后再進行精確測量水平位置，如有誤差可采用千斤頂、滾杠等進行縱、橫向調整。

4 結束語

小清河特大橋工期緊張，主跨鋼桁梁結構龐大，水文情況特殊，施工組織難度大，技術方案復雜，安全風險高。實踐證明，小清河特大橋主跨鋼桁梁采用浮運架設的技術方案，確保了施工安全、質量、進度均達到了預期效果，對類似條件的橋梁施工具有很好的借鑒意義。

參考文獻：

[1]《鐵路橋涵施工規范》（TB10203-2002）.

[2]《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南》TZ203-2008.

[3]《鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》TB10415-2003.

[4]《鐵路鋼橋制造規范》TB10212-2009.

[5]《鋼結構工程施工及驗收規范》GB50205-2001.

[6]《鋼結構工程質量檢驗評定標準》GB50221-95.

[7]《路橋施工計算手冊》.

[8]《裝配式公路鋼橋多用途施工手冊》.

[9]《建筑結構靜力計算手冊》.