鐵路鋼桁梁頂推架設方案及工程造價分析

溫中偉

（中鐵大橋局集團有限公司第一工程有限公司，河南鄭州450053）

鋼桁梁作為大跨度鐵路橋梁主要梁部結構形式，在我國得到廣泛應用。 從20 世紀50 年代武漢長江大橋、南京長江大橋到20 世紀90 年代蕪湖長江大橋、 再到近年設計時速250-350km/h的高速鐵路南京大勝關長江大橋、武漢天興洲長江大橋、鄭州黃河公鐵兩用橋，主橋均采用鋼桁梁橋式結構。 傳統鋼桁梁架設采用架橋機懸臂架設，但對于多孔連續及多孔連接鋼桁梁，架橋機架設則存在施工速度滿、工期長、高空作業施工不便，危險性大、造價高等不利因素。 為了使鋼梁拼裝達到工廠化施工條件，降低工程造價，降低鋼梁架設風險， 滿足鋼桁梁快速施工的要求，鄭州黃河公鐵兩用橋建設者們經過努力，首次實現了大跨度多孔鋼桁梁岸邊平臺標準化拼裝，頂推前進，最終達到設計位置，然后落梁就位。 既降低了工程造價，又實現安全標準快速施工。 現將鋼梁頂推架設方案及相關工程造價進行詳細介紹。

1 工程簡介

鄭州黃河公鐵兩用橋為石武鐵路客運專線及河南省規劃的中原黃河公路大橋跨越黃河的共用橋梁，橋位距下游京珠高速公路黃河大橋約6km。公路橋南北均與107 國道相連接。橋梁總長9176.548m， 包括120+5×168+120 的六塔連續鋼桁梁單索面斜拉橋和120+3×20+120m 連續鋼桁梁橋及灘地184 孔40.7m 預應力鋼筋混凝土箱梁引橋。 公路、鐵路為上下層排列，上部為公路橋，下部為鐵路橋。

2 頂推施工方案簡介

表1 臨時設施及機具設備工程量

表2 頂推方案與懸拼方案造價對比表

圖1

本文所介紹的鋼梁第一聯采用120+5×168+120m 的六塔連續鋼桁結合梁斜拉橋。主橋采用無豎桿的三角形桁式，桁高14m，節間間距12m。橫向布置為三片桁，中桁垂直，邊桁傾斜，傾角為14.036°。下弦桁間距8.5m，桁寬17m，上弦桁間距12m，桁寬24m。 上層公路橋面寬32.5m。下層鐵路橋面為雙線客運專線，線間距7m。主桁桿件采用M30螺栓連接。 第一聯鋼桁梁重25625.8t。

主橋第一聯鋼桁梁頂推架設是整個工程的難點。主橋第一聯采用多點同步頂推方案，因其無鐵路縱梁，頂推跨度、頂推總噸位和頂推長度大，施工過程中多點頂推同步性、三桁受力均勻性、墩頂滑道的精確定位及墩旁托架頂推過程的安全性，是頂推方案成功實施的難點。

2.1 施工場地布置及臨時設施

1）場地布置

鋼桁梁拼裝設常規存梁場、拼裝場，拼裝場至拼裝平臺設臨時便道以便運梁臺車通行。

2）鋼導梁

為了減輕頂推時懸空部分撓度及配重，鋼桁梁頂推前須設置于鋼梁連接的導梁。 為了減輕鋼導梁重量，鋼導梁材質選用Q345B 鋼材。導梁設計如圖1 所示。

3）拼裝平臺

第一聯鋼梁拼裝平臺位于主橋7#～8# 墩之間，下部采用鋼管樁基礎， 樁間設置聯結系。 基礎設置8 個支撐墩， 各支撐墩間間距均為12m，鋼管樁頂設置柱頭，擺放分配梁，在分配梁上安裝滑道梁，頂面設置4mm 厚的不銹鋼板滑動面。 用橫跨拼裝支架的65t 龍門吊機進行鋼桁梁桿件的散拼工作。

3.8.3 腹痛頻率評價方法 7項研究將腹痛頻率作為有效性指標。其中，5項直接評價每周發作次數；1項采用等級評價方法，分為治愈、顯效、好轉、無效、變差、非常差6個等級；1項則以無痛天數評價腹痛頻率的改善情況。

4）墩旁支架

1～7# 墩墩身兩側布置頂推托架。 托架分兩部分組成：立柱，滑道梁。 托架立柱采用φ1.5m 的鋼管混凝土，直接支撐于承臺上，一個墩旁托架共計6 根立柱。 一個墩旁頂推托架上設3 片滑道梁，與鋼桁梁下弦桿中心對應。邊滑道梁上設頂推反力座，并形成操作平臺，放置連續千斤頂。 滑道梁橫向通過連接系連接成整體。 每個邊桁各布置4 臺YSD500A 型豎向起頂千斤頂，中桁布置4 臺600t 豎向起頂千斤頂，1#墩每桁布置4 臺800t 豎向起頂千斤頂。 鋼桁梁與滑道梁之間設滑塊。

每個墩頂邊桁滑道梁側面均設頂推千斤頂，在兩側邊桁各布置1臺350t 水平連續千斤頂頂推， 頂推鋼絞線固定在鋼桁梁外側的臨時外掛結構上。

2.2 總體施工方案

施工步驟：

1）在7～8# 墩間設置施工平臺支架，拼裝65t 跨線龍門吊機；

2）在支架上逐節間從前到后連續安裝108m 長的前導梁；

4）在導梁后面接拼鋼桁梁36m，繼續向前頂推；

5）重復上述步驟直至鋼梁全部頂推到位；

6）依次拆除墩頂滑道梁，進行鋼桁梁體系轉換并且安裝正式支座。

施工方案的特點和優點：

第一聯鋼桁梁頂推架設的規模及施工難度大，科技含量高；在拼裝平臺上拼裝鋼桁梁，能實現工廠化作業；減少高空作業和水上作業，有利保障施工人員生命安全； 頂推架設一方面節省了大量的人力、物力和財力，同時同步頂推施工可以實現一次拼裝多個節間，滿足橋梁現代化施工步伐加快的需要，另一方面施工空間要求低，自動化程度高，工期短，安全可靠性好。

3 頂推方案施工工程造價分析及與懸臂拼裝方案造價對比

根據上述造價對比，頂推架設較懸拼架設每噸節約112 元。 頂推架設25625.8t 鋼桁梁用時19 個月（包含準備時間），而懸拼架設從兩端向中間同時架設，則需要21.5 個月。較頂推架設工期延長2.5 個月，還存在洪水期間臨時支墩被河務部門要求拆除的風險（見表1 和表2）。

4 結語

本文僅對跨度120+5×168+120m 鋼桁梁頂推架設進行了介紹、分析，對其他跨度鋼桁梁架設可根據具體施工組織設計進行計算。 鋼梁頂推架設施工方法可以節約投資、減少對河道占用，同時可以規避不可預見的河道清障費用，有效降低安全風險，可以縮短工程施工周期，應用前景廣闊。目前鄭焦城際鐵路黃河橋鋼梁架設方法也將采用本方法進行架設。

［1］鐵路橋涵工程預算定額，鐵建設【2005】15 號[J].

［2］高速鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213-2005）[J].

［3］涂滿明，姚發海.超大跨連續鋼桁梁多點頂推架設施工技術[J].交通科技，2009（1）.

［4］董政，張鵬.鄭州黃河公鐵兩用橋主橋鋼桁梁支架拼裝及頂推技術[J].鐵道標準設計，2010（9）.