轉(zhuǎn)體橋鋼殼合龍技術(shù)在跨越高速公路施工中的應(yīng)用

武靖松

摘要：跨越高速連續(xù)梁是朝凌客專聯(lián)絡(luò)線工程工期緊張的項(xiàng)目，與傳統(tǒng)合龍方式相比，采用鋼殼合龍施工方法能夠減小對(duì)既有線通行的干擾，成功解決了國(guó)慶期間車輛通行的問題，保證既有公路運(yùn)營(yíng)及施工安全，縮短工期，且能最大限度的節(jié)約投資及施工成本。以朝凌客專跨錦阜高速特大橋?yàn)槔治鲣摎ず淆埣夹g(shù)運(yùn)用中的設(shè)計(jì)方案，介紹鋼殼加工及涂裝。鋼殼預(yù)埋安裝、連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工、鋼殼合龍段安裝和合龍段混凝土澆筑等施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)，總結(jié)應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：鋼殼合龍;高速公路;連續(xù)梁

1工程概況

朝凌鐵路客運(yùn)專線是國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中的重要項(xiàng)目，是我國(guó)東北地區(qū)高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，線路全長(zhǎng)105公里。跨錦阜高速特大橋跨越既有線共7處，采用鋼殼合龍技術(shù)跨越錦阜高速1處，錦阜高速是國(guó)家高速公路規(guī)劃重要干線“長(zhǎng)深高速（G25）”的聯(lián)絡(luò)線，車流較多。朝凌客專跨錦阜高速特大橋在里程DK97+136.94，采用（72+128+72）m連續(xù)梁采用支架法旁位現(xiàn)澆，然后轉(zhuǎn)體就位進(jìn)行合龍的施工方法跨越錦阜高速。主跨與錦阜高速39°夾角，轉(zhuǎn)體施工時(shí)采用逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，中跨合龍段利用鋼殼進(jìn)行合龍。最大轉(zhuǎn)體質(zhì)量12000噸，轉(zhuǎn)體后梁底到路面距離為9.075m～10.785m。

2中跨合龍鋼殼設(shè)計(jì)

2.1鋼殼設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單位在施工圖中設(shè)計(jì)時(shí)采用的是懸吊支架+防護(hù)棚架方案，中跨合龍段位于高速公路上方，與高速公路存在空間交叉。一般做法為吊架施工中跨合龍段，吊架施工時(shí)吊架在前移就位及后撤拆除時(shí)存在較大安全隱患，需在高速公路上設(shè)置門洞式防護(hù)棚。防護(hù)棚施工時(shí)需臨時(shí)改道，進(jìn)行交通疏導(dǎo)。轉(zhuǎn)體節(jié)點(diǎn)正值國(guó)慶期間，車流量增多，協(xié)調(diào)難度大，然后變更鋼殼法合龍。

采用鋼殼施工技術(shù)比吊架法施工有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：⑴施工所需的機(jī)具設(shè)備較少，且操作簡(jiǎn)單;⑵施工方便、而且施工干擾較小;⑶成功克服上跨構(gòu)造物或交通密集公路、鐵路的困難;⑷取消跨路防護(hù)棚施工，減少交通疏導(dǎo)作業(yè)，減少對(duì)高速公路上行車的影響;

2.2預(yù)埋段鋼殼、合龍段鋼殼

預(yù)埋段鋼殼、合龍段鋼殼采用12mm厚鋼板組焊而成，鋼殼的外形尺寸同梁體外輪廓尺寸一致，緊貼梁體設(shè)置于梁體外輪廓之外。根據(jù)錨固受力、合龍段長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)體角度需要，確定嵌入梁體段鋼殼長(zhǎng)度97cm，外露段長(zhǎng)度30cm～110cm。梁部轉(zhuǎn)體就位后，兩側(cè)懸臂段鋼殼之間間隙為60cm。合龍段鋼殼長(zhǎng)度120cm，分別與兩側(cè)懸臂段鋼殼搭接30cm。

2.3懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)由精軋螺紋鋼吊帶、連接螺母、錨固扁擔(dān)梁組成，在勁性骨架上方橫擔(dān)雙拼工字鋼梁，在橫梁上懸吊精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部，并通過鋼殼上的套筒鎖定。

3施工方案

總體施工流程為：加工鋼殼→防腐處理→現(xiàn)場(chǎng)組焊成型→安裝懸臂段鋼殼→轉(zhuǎn)體就位→邊跨合龍→安裝中跨合龍段勁性骨架→安裝中跨合龍段合龍塊鋼殼→施工中跨合龍段。

3.1鋼殼加工

⑴原材料要求

鋼殼及加勁板采用Q355NH耐候鋼，厚度12mm。鋼殼內(nèi)部支撐架及吊裝桿采用Q235材質(zhì)。

⑵鋼殼加工

鋼殼共分為3大塊，2塊為梁部懸臂段預(yù)埋塊，1塊為合龍塊。廠內(nèi)加工時(shí)分別加工預(yù)成型，并焊接加勁板。懸臂段鋼殼橫斷面的外輪廓線與梁體外輪廓線相同，合龍塊鋼殼的外輪廓線與懸臂段鋼殼的內(nèi)輪廓線相同。鋼殼加工分為廠內(nèi)焊接和預(yù)成型。

3.2鋼殼防腐處理

鋼殼分塊加工好后，運(yùn)輸至指定的廠家，按照《鐵路混凝土梁配件多元合金共滲防腐技術(shù)條件》（TB/T3274-2011）中預(yù)埋件的要求進(jìn)行防腐處理。

3.3現(xiàn)場(chǎng)焊接及要求

鋼殼防腐處理完成后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組焊。各小塊在地面組焊成整體后吊至懸臂梁端，焊縫等級(jí)為Ⅰ級(jí)熔透焊，坡口焊接，焊縫高度為12mm。合龍段鋼殼加勁板為角焊縫，焊縫等級(jí)為Ⅱ級(jí)，焊縫高度為10mm，連續(xù)圍焊。

3.4預(yù)埋段鋼殼安裝

鋼殼在地面組焊成型后，首先在支架模板上放樣鋼殼安裝位置，清理模板內(nèi)雜物，適當(dāng)調(diào)整模板尺寸。然后使用大型吊車將預(yù)埋段鋼殼整體吊裝入模，使其與鋼殼外輪廓面密貼。鋼殼就位后，在鋼殼前端釘方木條作為鋼殼的臨時(shí)限位，防止鋼殼移動(dòng)。

3.5中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接

⑴焊接時(shí)機(jī)應(yīng)在中跨合龍段勁性骨架焊接完成，并臨時(shí)張拉合龍頂板束和中跨合龍底板束（臨時(shí)束的張拉力為0.4fpk），解除縱向活動(dòng)支座的鎖定后，再進(jìn)行焊接合龍段鋼殼的作業(yè)。

⑵中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接要求

邊跨合龍段施工完成，中跨合龍段勁性骨架焊接完成且臨時(shí)束張拉完成后。將合龍段鋼殼分塊吊裝至合龍口處，分塊進(jìn)行焊接，將鋼殼焊接成為整體。先間斷焊形成整體，再焊接完整，需對(duì)稱焊接，避免偏一側(cè)長(zhǎng)時(shí)間施焊，造成焊接應(yīng)力的集中。焊接底部接縫處，對(duì)稱焊接，將底部封閉形成密閉結(jié)構(gòu)。

3.6鋼殼現(xiàn)場(chǎng)焊接注意事項(xiàng)

焊接封閉須盡快完成，并將鋼殼空間內(nèi)的其他加勁板、鋼筋焊接完成，盡快形成剛性框架;須盡快完成鋼殼內(nèi)灌注混凝土的吊點(diǎn)預(yù)設(shè)焊接，并與邊跨合龍的臨時(shí)固結(jié)結(jié)合;

3.7鋼殼加固措施

合龍段鋼殼焊接完成后，為確保鋼殼強(qiáng)度，減小中跨合龍段鋼筋及混凝土施工時(shí)鋼殼的變形量，對(duì)鋼殼采取加固措施。在勁性骨架上方橫擔(dān)雙拼40b工字鋼梁，在橫梁上懸吊PSB830φ25精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部，并通過鋼殼上的套筒鎖定。套筒由鋼殼廠家加工并與鋼殼焊接固定。共設(shè)置5根精軋鋼，底板3根，兩側(cè)翼緣板各1根。

3.8鋼殼合龍段混凝土的澆筑

合龍段混凝土澆注過程中，按新澆注混凝土的重量分級(jí)卸去平衡重，保證平衡施工。

4結(jié)語(yǔ)

2019年9月28日，朝陽(yáng)至凌海鐵路客運(yùn)專線跨錦阜高速公路128m主跨轉(zhuǎn)體連續(xù)梁成功合龍，合龍誤差控制在5毫米以內(nèi)。實(shí)踐證明，該橋合龍段采用鋼殼法施工工藝是成功的。鋼殼合龍成功解決了工期緊張，國(guó)慶期間既有線交通干擾等難題。安全、高效的完成了施工任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬曉云.橋梁轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化及安裝精度控制[B].建筑施工，2013（02）：34-35.

[2]呂國(guó)良.掛籃懸澆箱梁橋合龍段施工技術(shù)探討[J].交通建設(shè)與管理，2014（22）：100-101.

（作者單位：中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司）