跨高速公路低高度敞開式鋼桁架梁大節(jié)段安裝施工技術(shù)

宋 斌 （中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

在道路交叉的地形條件下，為縮短上方橋梁長度并保證下方道路的通行凈高，造成上方梁部結(jié)構(gòu)的建筑高度也相應(yīng)受限[1-3]。在這種特殊環(huán)境下，低高度梁因其建筑高度低具有明顯的優(yōu)勢。為進(jìn)一步凸顯技術(shù)優(yōu)勢，減少施工對道路交通的干擾，低高度敞開式鋼桁架橋采用全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造，該橋鋼桁架梁在場外制造成型，現(xiàn)場搭設(shè)支架組拼裝成橋，較傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁大大縮短了施工工期。因此，低高度敞開式鋼桁架橋在道路交叉及平原地區(qū)越來越受到青睞。

2 工程概況

合肥市繞城高速公路互通立交工程G匝道第三聯(lián)采用1～57m低高度敞開式鋼桁架梁跨越已經(jīng)通車的繞城高速公路。鋼桁架橋長57m，寬16.4m，橋梁平面位于半徑130m的曲線上，采用彎橋直做，防撞護(hù)欄按平曲線布置，與兩側(cè)現(xiàn)澆梁防撞護(hù)欄順接。

鋼桁架橋采用不帶豎桿的華倫式三角腹桿體系，節(jié)間長6.8m，主桁高8.1m，左右兩片主桁間距16.4m，整橋采用Q345qD鋼材制作而成。橋梁上弦桿采用φ800×18mm鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，端腹桿采用φ600×20mm鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，中間腹桿根據(jù)受力分別采用φ600×14mm 及 φ600×12mm 焊接鋼管。下弦桿采用矩形鋼箱結(jié)構(gòu)，寬1.2m，標(biāo)準(zhǔn)斷面高2m，端部漸變?yōu)?.5m，下弦桿頂、底板及腹板厚度均為18mm。橋面系采用縱橫梁正交異性鋼橋面板，頂板厚12m，其底部順橋向按間距0.3m布置U型加勁肋；橫梁高1.3m，鋼板厚20mm，順橋向間距分3.4m、3.6m及3.75m三種；縱梁與橫梁同高度布置，鋼板厚20mm，共設(shè)置5道，間距分別為2.01m和2.3m。

圖2 橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

3 總體施工方案

為最大限度減少施工對交通的影響，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該鋼桁架橋采用半幅放行，半幅封閉施工交替進(jìn)行的總體施工思路。橋梁鋼結(jié)構(gòu)在制造廠家整體制造，分節(jié)段運(yùn)輸至橋位后，搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)拼裝支架，然后采用起重設(shè)備按照下弦桿→端橫梁→中橫梁→橋面板→上弦桿（含腹桿）的順序依次吊裝直至成橋[4-6]。

3.1 加工節(jié)段劃分

受汽車運(yùn)輸及起重設(shè)備起吊能力的限制，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)分項(xiàng)劃分的有關(guān)原則，鋼桁架橋節(jié)段具體劃分如下。

①下弦桿：單側(cè)劃分為5個(gè)加工節(jié)段，全橋共計(jì)10個(gè)加工節(jié)段；

②端（中）橫梁：不分段，整體制作，全橋共計(jì)2個(gè)端橫梁，15個(gè)中橫梁；

③橋面板（含U肋）：順橋向分4個(gè)節(jié)段，橫橋向分5個(gè)節(jié)段，全橋共計(jì)20個(gè)加工節(jié)段；

④上弦桿：單側(cè)劃分為4個(gè)加工節(jié)段，全橋共計(jì)8個(gè)加工節(jié)段；

⑤腹桿：不分段，整體制作，單側(cè)劃分為16個(gè)加工節(jié)段，全橋共計(jì)32個(gè)加工節(jié)段。

3.2 吊裝節(jié)段組拼

為了減少吊裝次數(shù)，加快施工進(jìn)度，部分加工節(jié)段需在現(xiàn)場組拼成整體后再吊裝，具體如下。

①下弦桿：單側(cè)5個(gè)加工節(jié)段組拼成3個(gè)吊裝節(jié)段，全橋共計(jì)6個(gè)吊裝節(jié)段；

②上弦桿及腹桿：單側(cè)4個(gè)上弦桿加工節(jié)段與16個(gè)腹桿加工節(jié)段組拼成4個(gè)吊裝節(jié)段，全橋共計(jì)8個(gè)吊裝節(jié)段；

③橋面板及端（中）橫梁：加工節(jié)段即為吊裝節(jié)段。

鋼桁架橋加工及吊裝節(jié)段劃分示意見圖3。

圖3 鋼桁架橋加工及吊裝節(jié)段劃分示意

3.3 鋼桁架梁吊裝

3.3.1 下弦桿吊裝節(jié)段A1及A3吊裝（以B-B側(cè)為例，A-A側(cè)與之反向?qū)ΨQ布置）

①封閉左半幅高速公路，對右半幅高速公路實(shí)行交通管制，過往車輛限速通行。

起吊設(shè)備荷載率明細(xì)表

②將運(yùn)至橋位的加工節(jié)段A1-1及A1-2在地面組拼成整體，組拼后的長度為25.6m，重量為39t，吊裝節(jié)段A3長度為10.1m，重量為15t。

③采用1臺100t汽車吊及1臺80t汽車吊抬吊的方式，將吊裝節(jié)段A1起吊至既定位置并采用臨時(shí)固定措施。

④采用1臺100t汽車吊起吊至既定位置并采用臨時(shí)固定措施。

圖4 下弦桿A1及A3吊裝節(jié)段吊裝工況

3.3.2 下弦桿吊裝節(jié)段A2吊裝（以B-B側(cè)為例，A-A側(cè)與之反向?qū)ΨQ布置）

①封閉右半幅高速公路，對左半幅高速公路實(shí)行交通管制，過往車輛限速通行。

②將運(yùn)至橋位的加工節(jié)段A2-1及A2-2在地面組拼成整體，組拼后的長度為21.2m，重量為33.6t。

③采用1臺100t汽車吊及1臺80t汽車吊抬吊的方式，將吊裝節(jié)段A2起吊至既定位置并采用臨時(shí)固定加固措施。圖5下弦桿A2吊裝節(jié)段吊裝工況

3.3.3 端（中）橫梁及橋面板吊裝

①封閉半幅高速公路，對另一半幅高速公路實(shí)行交通管制，過往車輛限速通行。

②端（中）橫梁采用整體吊裝施工方法，加工節(jié)段即為吊裝節(jié)段，端橫梁長14m，重量為22.1t，中橫梁長14m，重量為5t，橋面板最大尺寸為13.7m×3m，重量為6.8t。

圖6 端橫梁吊裝節(jié)段吊裝工況

圖7 中橫梁及橋面板吊裝節(jié)段吊裝工況

圖8 上弦桿與腹桿組合吊裝節(jié)段吊裝工況

③端橫梁采用1臺100t汽車吊起吊，中橫梁及橋面板采用1臺50t汽車吊起吊，從順橋向一側(cè)向另一側(cè)依次吊裝至既定位置并采用臨時(shí)固定措施。

3.3.4 上弦桿與腹桿組合節(jié)段吊裝

①封閉半幅高速公路，對另半幅高速公路實(shí)行交通管制，過往車輛限速通行。

②將一側(cè)4個(gè)上弦桿加工節(jié)段與16個(gè)腹桿加工節(jié)段組拼成4個(gè)吊裝節(jié)段，最重單個(gè)吊裝節(jié)段長14.6m，重量為10.8t。

③采用1臺50t汽車吊起吊，從順橋向一側(cè)向另一側(cè)依次吊裝至既定位置并采用臨時(shí)固定措施。

3.3.5 汽車吊荷載率分析

鋼桁架梁各部位吊裝時(shí)起吊設(shè)備荷載率[7]見上表。

4 結(jié)語

通過對合肥市繞城高速公路互通立交工程G匝道第三聯(lián)1-57m低高度敞開式鋼桁架橋施工實(shí)踐，不斷優(yōu)化施工方案，最終采用大節(jié)段安裝的施工技術(shù)僅用6d就順利完成了施工任務(wù)，該方案操作簡單，安全性高，體現(xiàn)了該施工方案在涉路交叉施工中的技術(shù)優(yōu)勢及工期優(yōu)勢。施工過程中，總結(jié)了鋼桁架橋在節(jié)段劃分及吊裝、起吊設(shè)備選型等一系列的關(guān)鍵技術(shù)，為類似橋梁施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

圖9 鋼桁架橋施工現(xiàn)場