鄭州黃河公鐵兩用橋主橋第二聯鋼梁懸臂拼裝施工技術

摘要：本文主要介紹鄭州黃河公鐵兩用橋主橋第二聯鋼梁懸臂拼裝施工技術，并簡要闡述鋼梁懸臂拼裝過程中的常見問題及處理方法。

關鍵詞：鋼梁 懸臂拼裝

1 工程概況

鄭州黃河公鐵兩用橋主橋鋼梁總長1680m，分兩聯布置。第一聯為120m+5×168m+120m六塔斜拉連續鋼桁結合梁，采用頂推法架設施工；第二聯為5×120m連續鋼桁結合梁，采用懸臂拼裝法架設施工。鋼桁梁采用三主桁空間結構，兩片邊桁向外側傾斜14.036°，主桁采用無斷面連接系（弱橫撐連接）三主桁的空間斷面結構。鐵路橋面為正交異性整體鋼橋面板，公路橋面為薄壁鋼筋混凝土橋面板。第二聯鋼梁橋跨布置和斷面結構見圖1。

2 施工方案

第二聯鋼梁共分為5孔，每孔分為10個節間，單個節間長度為12m，由12號墩向7號墩依次進行懸拼架設。最大懸臂120m，懸臂重量約2800t。首孔鋼梁采用膺架法拼裝，在11號墩和12號墩之間設置5排臨時支墩，臨時支墩布置為D1、D2支墩按間隔一個節間布置，D3、D4、D5支墩按間隔兩個節間布置。第二孔后鋼梁采用全懸臂拼裝，拼裝過程進行壓重，確保整體抗傾覆系數不小于1.3。在每孔鋼梁拼裝完成后，進行體系轉換過程中，將鋼梁支座滑移就位。鋼梁架設至7號墩后，進行鋼梁整體體系轉換，按照設計要求調整各墩鋼梁標高，同時調整鋼梁偏位滿足設計及驗標要求，完成鋼梁架設。

3 施工步驟

3.1 首孔膺架法鋼梁拼裝 ①在12號～11號墩之間安裝臨時支墩，并在臨時支墩上布置抄墊分配梁和千斤頂。②將12號墩鋼梁支座擺放在支撐墊石邊上，支座下座板與支承墊石頂面鋪設一層滑道，方便支座在體系轉換過程中能夠快速滑移就位。③拼裝第一、第二節間鋼梁，鋼梁兩端分別支承在12號墩支承墊石和臨時支墩D2上。在D2上將鋼梁起頂頂至拼裝設計標高并抄墊，拆除D1墩頂抄墊，使鋼梁中間處于無內應力自由懸空狀態。④用公路橋面板對12號墩墩頂鋼梁進行壓重，壓重重量不少于180t，公路橋面板與鋼梁臨時固定，防止滑落。⑤懸臂拼裝后續節間鋼梁，鋼梁拼裝至達臨時支墩處，在臨時支墩起頂，將鋼梁起頂頂至拼裝設計標高并抄墊，拆除前一臨時支墩抄墊，使鋼梁中間懸空。⑥鋼梁拼裝至11號墩前，將11號墩鋼梁支座擺放在支承墊石邊上并鋪設滑道，鋼梁拼裝至11號墩后，在墊石兩側布置千斤頂起頂鋼梁至拼裝設計標高，將支座滑移就位并抄墊墊塊。將11號墩鋼梁與支座臨時固結，并將12號墩鋼梁與墊塊之間鋪設一層由四氟板和不銹鋼板組成的摩擦副減少鋼梁與墊塊之間的摩擦力。⑦拆除D1～D5臨時支墩，完成首孔鋼梁拼裝。

3.2 鋼梁懸臂拼裝 ①第二孔鋼梁拼裝前，根據計算對首孔鋼梁前端42m范圍內鋼梁使用公路橋面板進行壓重。②懸臂拼裝鋼梁至10號墩，拼裝過程中密切監控鋼梁三桁標高偏差，如偏差超過規范要求，及時進行整改。③鋼梁拼裝至10號墩前，將10號墩鋼梁支座擺放墊石邊上并鋪設滑道。鋼梁拼裝至10號墩后，在墊石兩側布置千斤頂起頂鋼梁至拼裝設計標高，將支座滑移就位并抄墊墊塊。④將10號墩鋼梁與支座臨時固結，同時拆除11號墩臨時固結。⑤按照上敘步驟繼續拼裝鋼梁至9號墩和8號墩。⑥鋼梁拼裝至8號墩后，等待第一聯鋼梁頂推施工完畢，拆除7號～8號墩之間的拼裝支架，繼續懸臂拼裝鋼梁至7號墩。⑦鋼梁拼裝至7號墩前，將7號墩鋼梁支座擺放墊石邊上并鋪設滑道，鋼梁拼裝至7號墩后，在墊石兩側布置千斤頂起頂鋼梁至拼裝設計標高，抄墊墊塊支承起鋼梁，在鋼梁和墊塊之間鋪設一層摩擦副減少摩擦力。

3.3 拼裝過程中各墩的拼裝設計標高 拼裝設計標高是通過設定各墩鋼梁的懸臂高度來使鋼梁能夠以自由懸空的狀態到達下墩墩頂，每孔鋼梁拼裝時懸臂高差均大于70cm。各墩的拼裝標高見表1：

4 常見問題及處理方法

4.1 鋼梁拼裝過程中三桁標高不一致 鋼梁在拼裝過程中，由于鋼梁中桁桿件均重于邊桁桿件，懸臂端會出現三桁標高不一致，中桁標高低于兩邊桁，偏差值隨著懸臂跨度的增加而增大。在每孔鋼梁拼裝的前六個節間，由于鋼梁自重相對較小，偏差值也較小，調整三桁標高可以利用拼裝吊機將中桁桿件提起，標高一致后，利用沖釘固定鋼梁，然后施擰高強度螺栓。在每孔鋼梁拼裝的后三個節間，由于鋼梁自重較大，偏差值也較大，拼裝吊機起吊重量有限，調整標高可利用架設管樁，在管樁底部布置墊梁和千斤頂將中桁桿件頂起，以滿足標高要求。鋼管樁結構可如圖2所示，架設管樁起頂時要嚴格控制起頂力不超過桿件自身重量和已打入的沖釘摩阻力，避免施加額外的應力，影響鋼梁的整體拼裝質量。

4.2 鋼梁軸線線形調整 鋼梁在拼裝過程中，由于受桿件拼裝順序以及陽光照射溫差影響，懸拼過程中經常會出現鋼梁軸線線形偏差。調整軸線線形偏差可采用在墩頂設置一套簡單鋼梁橫移裝置，橫移裝置由2臺20t導鏈及三套摩擦副組成。在鋼梁懸拼拼裝到墩頂后，在鋼梁和抄墊墊塊上鋪設一層摩擦副降低兩者之間的摩擦力。鋼梁下落至抄墊墊塊上后，將鋼梁和偏差反方向的支承墊石用20t導鏈連接，然后利用支承墊石作為反力點，使用導鏈對拉進行鋼梁橫移，直至軸線線形偏差符合設計要求。完成鋼梁橫移后要保持導鏈處于受力狀態，防止鋼梁軸線回彈，直至鋼梁懸臂拼裝2個節間后才能松開，并拆除摩擦副，將鋼梁與支座臨時固結。

4.3 鋼梁溫度應力的釋放 鋼梁在拼裝過程受環境溫度變化而熱脹冷縮，產生溫度應力。如不及時釋放溫度應力，會對鋼梁拼裝質量造成影響。鋼梁溫度應力釋放可通過設置一個臨時固定墩，其他各墩為活動墩來釋放。鋼梁拼裝至各墩墩頂后，進行體系轉換時及時拆除前墩的臨時固結。用支座支承鋼梁的，拆除支座的上下座板連接器；用墊塊支承鋼梁的，在墊塊和鋼梁之間鋪設一層摩擦副，摩擦副鋪設為縱橋向，使鋼梁能夠縱橋向活動。

4.4 鋼梁同步起落頂 鋼梁每懸拼至一個墩墩頂都要進行體系轉換，將鋼梁頂至拼裝設計標高，拆除臨時固結和滑移支座就位，其中都要進行鋼梁起落頂作業。保障鋼梁三桁受力均勻不產生扭曲變形就需要確保起落頂作業時所有千斤頂為同步作業。

進行起落頂作業時首先要求對千斤頂和壓力表進行配套編號并校核，根據校核報告計算各段起頂力對應的壓力值。千斤頂和油泵布置是要求每一桁使用一臺油泵，油管長度力求一致，定期對油管和接頭進行檢查，如發現有漏油問題及時更換。

起落頂過程要采取起頂力和起頂高度雙向控制，按照起頂力分級加壓，每級加壓前要測量頂起高度，如三桁頂起高度相差5mm以內，則繼續加壓起頂；如偏差值超過5mm則需立即停止加壓并查找原因。起落頂過程應由專人指揮并做好記錄。

起落頂過程中，如果鋼梁需要用千斤頂支撐時間較長，應在鋼梁和千斤頂之間布置一層摩擦副來釋放溫度應力。

5 結束語

懸拼拼裝是鋼橋架設的主要方法之一，采用懸臂拼裝可以不受水文、通航和季節的限制，并可以減少輔助設備和輔助結構，在鐵路發展的今天有越來越多的應用，本文對鄭州黃河公鐵兩用橋主橋第二聯鋼梁懸拼拼裝施工技術進行介紹，將拼裝過程容易常見問題進行總結，并分析問題產生的原因和處理方法，給今后同類型橋梁施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]TZ213-2005.客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南規范.

[2]鐵建設[2005]160號.客運專線鐵路橋涵施工質量驗收暫行標準.

[3]李勇軍.淺析懸臂灌澆筑法在混凝土連續梁橋施工中的應用[J].價值工程，2010（12）.