重載鐵路128m下承式簡支鋼桁梁橋施工技術研究

楚躍彬

摘要：以我國蒙華重載鐵路128m下承式簡支鋼桁梁為工程背景，介紹了拼裝架設方法在大跨度跨線簡支鋼桁梁橋中的應用。鋼桁梁拼裝架設法主要包含廠區預拼裝、支架設置、桿件的現場吊裝及拼裝等關鍵工序。施工過程中既要保證拼裝質量，還要不妨礙橋下交通，該橋通過預拼裝消除初始缺陷、調整桿件拼接順序、優化高強螺栓安裝工藝，保障了架設過程中鋼桁梁及橋下既有線路安全性。對同類型重載鐵路簡支鋼桁梁橋的施工具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：重載鐵路，鋼桁梁橋，施工技術，拼裝架設法

中圖分類號：U446

0 引言

近年來，隨著鋼鐵去產能進程的不斷推進和深化，鋼橋得到了迅猛發展。另外，裝配式結構及快速化施工在橋梁工程中的應用也逐漸廣泛。鋼桁梁橋正是具備了易于裝配施工的優點，因此被廣泛應用于我國的鐵路橋梁[1]，尤其是重載鐵路[2， 3]和公鐵兩用橋梁[4]。在我國早期橋梁建設中，鋼桁梁橋的應用以中、小跨徑為主。隨著我國橋梁建設技術的不斷進步，鋼桁梁橋也逐步由中小跨徑向大跨徑的方向發展。大跨度鋼桁梁橋施工方法的選擇的原則是既要保證施工安全，也要有效率和經濟保障[5]。

本文以我國蒙華重載鐵路跨京廣鐵路特大橋主橋128m下承式簡支鋼桁梁為工程背景，考慮施工安全和經濟性，選用了預先廠區預拼、再進行原位拼裝的架設方法，工程實踐表明該方法適用于跨既有線鐵路鋼桁梁的施工。

1 工程概況

該下承式簡支鋼桁梁跨徑128m，橋梁全長129.5m，主桁采用無豎桿整體節點平行弦三角桁架，桁高16m，節間長16m，主桁中心距12.4m，寬跨比大約為1/10。由于是重載鐵路，橋面鋪設有砟軌道。主桁采用Q345qE鋼材，M30高強螺栓為10.9S級35VB，總體布置如圖1所示。

（1）主桁桿件

主桁上、下弦桿為箱形截面，尺寸為1000mm×1600mm（內寬×內高）。采用整體式主桁節點，預先在工廠將桿件和節點板焊接，在節點外拼接。無豎桿，斜腹桿采用箱形和H形兩種截面形式。端腹桿內寬902mm，四面與節點板及節點內側加勁板對接，其余腹桿外寬900mm，插入節點板之間進行栓接。主桁縱向立面布置及主要尺寸如圖2所示。

（2）聯結系

上平縱聯由交叉式腹桿和橫撐組成。端橫撐采用箱形截面，尺寸為450mm×500mm（高×寬），較大的扭轉剛度有利于承受橋門架偏心荷載。其余橫撐采用尺寸為450mm×420mm（高×寬）的H形截面，交叉腹桿采用的H形截面尺寸為450mm×400mm（高×寬）。上平縱聯布置及主要尺寸如圖3所示。

為增強鋼桁梁的橫向剛度，在腹桿平面內設置橫向連接系，其中包括橫聯和橋門架。橫向連接系采用H形截面，尺寸為450mm×400mm（高×寬），桿件組成雙交叉體系，如圖4所示。

2 施工技術

要根據現場施工條件，因地制宜選擇經濟合理施工方法。已建成橋梁中，簡支鋼桁梁常用的施工方法包含拖拉法[6]、頂推法[7]、懸臂架設法[8]、平轉架設法[9]和橫移架設法[10]等。本文中鋼桁梁橋為跨線鐵路橋梁，采用拼裝架設的施工方法，施工過程既要考慮鋼桁梁的施工安全性、效率和經濟性，也要保證橋下交通的運行安全。

（1）支架設置

本文選取的簡支鋼桁梁要跨越公路，施工過程中須確保公路的安全通行，因此不能采用滿堂支架形式。該橋采用了先設置鋼管立柱，在其上設置貝雷梁支架，由此可以預留出雙向各2×4m的行車道。該橋采用龍門吊進行吊裝，因此需要在貝雷梁上安裝龍門走行軌道及吊鉤。貝雷梁對應鋼桁梁的節點處安裝支承，鋼管柱頂處的貝雷梁增加臨時豎桿。

（2）鋼桁梁拼裝

桿件拼裝過程中，用沖釘與高強螺栓配合使用。為保障施工安全，主桁有50%沖釘和35%高強度螺栓安裝完成，其他桿件有30%沖釘和高強度螺栓完成后才可放松吊鉤。尺寸方面，板束厚度需小于沖釘圓柱部分長度，為保證沖釘良好的受力性能，需要及時檢查以便更換不符合要求的沖釘。高強螺栓采用扭矩法兩次擰緊過程，分別是初擰和終擰。高強螺栓擰緊后，再將沖釘分批換成高強度螺栓兩次擰緊。高強螺栓替換沖釘時，單次拆除的沖釘要小于總數的20%。為降低相互間的影響，螺栓從中心向四周擰緊并做標記。

（3）吊裝作業

該鋼桁梁中最重的單根桿件為49t的上弦桿，選用額定起重量為60t龍門吊，使用安全系數1.2。該項目中設計了專用吊耳進行桿件轉場及場內起吊。專用吊耳設有栓孔，通過4個高強工具螺栓與吊裝桿件進行連接，再通過卸扣與鋼絲繩連接，專用吊耳如圖5所示。

吊裝過程中，所有弦桿采用4點水平起吊，以下弦桿為例，吊裝示意如圖6所示，其它桿件均采用2點起吊，以豎桿為例，吊裝示意如圖7所示。

腹桿采用鋼絲繩2點起吊，為防止滑落，在吊點位置增加卡箍裝置。為了易于安裝對位以及進行微調，腹桿的吊裝角度略大于成橋后的設計角度，腹桿吊裝如圖8所示。

（4）拼裝順序及預拱度設置

鋼桁梁吊裝拼接分節間進行，每個節間的拼裝順序依次為：下弦桿→橋面板→腹桿→上弦桿→橫聯→上平縱聯。

鋼桁梁在拼裝施工過程中需要進行線形和應力的控制，以保證拼接的精度及線形準確性。此外，要設置通過合理的方式設置預拱度。該橋采用了通過對上、下弦桿拼接縫差值的控制設置預拱度。為保證拼裝精度及線形，該橋中還采用了鋼墊板進行標高的微調。處理墊板時，要保證其與鋼梁接觸位置無空隙，防止后續拼裝對已完成拼裝件的標高影響。拼裝過程中，要對已拼裝完成的鋼桁梁標高和偏位進行實時測量，根據測量結果實時微調，從而達到線形控制的目標。利用墩身千斤頂頂起鋼梁，調整墊鋼板厚度，達到調整標高的目的。各節點預拱度見表1，施工完成的成橋如圖9所示。

3結論

以蒙華重載鐵路128m下承式簡支鋼桁梁橋為工程背景，介紹了拼裝架設方法在大跨度跨線簡支鋼桁梁橋中的應用。針對施工過程中的支架架設、鋼桁梁拼裝、吊裝作業、預拱度設置等關鍵技術細節進行了詳細總結。考慮到跨越公路，采用了鋼管立柱和貝雷架的組合支架方式。吊裝過程中針對弦桿、豎桿、斜腹桿的受力特點及空間位置，采用了不同的吊裝方式。采用了上下弦桿拼接接縫差值的方式進行預拱度設置，并采用墊板厚度進行微調，保證了線形精度。鋼桁梁拼裝完成后，其預拱度、標高和平面位置均控制在規范范圍內。表明該方法既能提高施工效率，又可以保證施工安全。

參考文獻

[1]?? 任萬敏， 朱敏， 袁明. 128m雙線鐵路簡支鋼桁梁橋設計 [J]. 橋梁建設， 2012， 42（1）： 79-83.

[2]?? 李運生， 安立朋， 魏樹林， et al. 重載列車作用下鐵路鋼桁梁橋的動力響應分析及疲勞壽命評估 [J]. 石家莊鐵道大學學報（自然科學版）， 2012， 25（4）： 17-22.

[3]?? 郭子煜. 重載鐵路大跨度鋼桁梁橋面系選擇及分析 [J]. 鐵道標準設計， 2014， 3）： 98-101.

[4]?? 王維剛， 朱廷志， 袁杰升， et al. 基于多點同步頂推安裝大跨度公鐵兩用鋼桁梁橋梁的關鍵技術研究 [J]. 預應力技術， 2017， 5）： 5-8.

[5]?? 李聞. 復雜條件下大跨度鋼桁梁橋施工技術研究 [J]. 高速鐵路技術， 2014， 02）： 36-40.

[6]?? 馮光明. 56m簡支鋼桁梁拖拉架梁全過程模擬計算 [J]. 鐵道標準設計， 2005， 11）： 90-2.

[7]?? 梁輝， 朱東明， 曾憲攀， et al. 頂推法架設128m雙線簡支鋼桁梁施工技術 [J]. 鐵道標準設計， 2012， 6）： 54-8.

[8]?? 李有為， 唐啟， 項梁. 滬通長江大橋跨橫港沙112m簡支鋼桁梁全懸臂架設安裝技術 [J]. 世界橋梁， 2017， 45（3）： 6-10.

[9]?? 湯恕. 大跨度簡支鋼桁梁平轉架設施工關鍵技術 [J]. 湖南城市學院學報（自然科學版）， 2013， 1）：

[10] 李文杰， 牙馬忠， 李兆峰， et al. 96m簡支鋼桁梁轉體橫移施工過程分析及監控 [J]. 鋼結構， 2018， 33（4）： 110-4.