鋼桁架施工技術研究與分析

杜海云 朱蕊 莊云 黃佳鈺

作者簡介：杜海云（1974—），男，本科，高級工程師，研究方向為工程施工。

摘要：隨著國民經濟的快速發展，各種大跨度鋼桁架結構的安裝已經成為建筑領域重要的組成部分。鋼桁架吊裝安裝構件數量比較多，施工技術要求高、高處作業量較多，這就要求對鋼桁架吊裝和安裝在施工技術和工藝上要嚴格控制。該文主要結合G344朱瀝溝大橋的施工，對跨越河流鋼桁架施工技術展開研究，闡述了G344朱瀝溝大橋鋼桁架的施工工藝和拼裝過程。G344朱瀝溝大橋鋼桁架的施工技術和工藝，為今后其他橋梁鋼桁架施工提供了科學指導。

關鍵詞：鋼桁架安裝 ?拼裝 ?施工工藝 ?分析

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A ??文章編號：1672-3791（2021）12（b）-0000-00

Abstract： With the rapid development of national economy， the installation of various long-span steel truss structures has become an important part in the construction field. The number of steel truss hoisting and installation components is relatively large， the construction technology requirements are high， and there are many high-altitude operations， which requires strict control on the construction technology and process of steel truss hoisting and installation. Combined with the construction of g344 zhuligou bridge， this paper studies the construction technology of river crossing steel truss， and expounds the construction technology and assembly process of g344 zhuligou bridge steel truss. The construction technology and process of steel truss of g344 zhuligou bridge provide scientific guidance for the construction of steel truss of other bridges in the future.

Key Words： Steel truss installation; Assembly; Construction technology; Analysis

1工程概況

G344朱瀝溝大橋跨越朱瀝溝，老橋為1×60 m 上承式鋼筋混凝土剛架拱結構，舊橋拆除重建，橋梁中心樁號為 K117+680.0，交角 94.7°，朱瀝溝為規劃Ⅲ級航道，通航凈空 70×7 m，最高通航水位 2.70 m，最低通航水位 0.66 m。

全橋橋跨布置為：1×20 m（預應力混凝土空心板）+85 m（鋼桁架橋）+1×20 m（預應力混凝土空心板），橋梁全長125.9 m 。橋梁總寬12 m，凈寬11 m，橋面橫坡2.0%，主橋采用85 m（計算跨徑84 m）單跨簡支鋼桁梁，下承式鋼桁梁具有結構自重輕、跨越能力強、建筑高度小和快速施工的特點，兩側引橋采用先張法預應力混凝土空心板，與原有路基相銜接。

鋼桁梁組裝采用50 t履帶吊在引橋橋面上進行，前面節段在履帶吊吊裝能力允許下用履帶吊起吊拼裝，其余節段采用100 t浮吊拼裝，由于航道通行船只較為繁忙，水上浮吊起重吊裝需要臨時封航才能保證安全。

2 鋼桁架施工工藝

該工程為單幅下承式鋼桁架橋，工廠化集中加工制作鋼結構桁架橋梁各桿件塊體，陸路運輸至橋位，利用50 t履帶吊在引橋橋面上組裝，在履帶吊起重能力范圍內在支架上安裝前幾個節段鋼桁梁桿件，其他節段桿件利用100 t浮吊直接吊裝桿件在水中支架上拼裝，形成整跨桁架橋后在墩帽上安裝千斤頂，將鋼桁梁頂起5 cm左右，拆除墊梁，然后回落千斤頂，使鋼桁梁重新落至支座上，安裝鋼桁梁與支座的連接螺栓，最后固定支座。工藝流程如圖1所示。

2.1 支架拼裝

拼裝支架主要作用是支撐桁架橋梁拼裝時的各分段重量和穩定桁架橋梁。該橋梁支架為螺栓聯接，拼裝支架為下部支撐組合鋼管樁和工字鋼橫梁形成支承墩，支承墩的位置和數量結合水上通行安全要求和支承桁梁荷載等因素設置[1]。

河中設置4個墩，每排2個墩，排距同鋼便橋，凈29 m，每墩設置Φ400*8 mm螺旋鋼管12根，縱、橫向間距均為150 cm，用浮吊船吊振動錘施打，鋼管樁之間用16#槽鋼設置兩道剪刀撐，每道剪刀撐檔距250 cm，出水面100 cm開始布設，樁頂布設雙拼I36 b工字鋼橫梁，并與下面鋼管樁焊接緊密，橫梁上設置6排貝雷片，3排為一組90支架連接，兩組間用18#槽鋼連接，組間間距90 cm，形成寬度為270 cm貝雷縱梁，長度為81 m，兩側貝雷總數為27×6×2=324（片），33 m跨中貝雷采取上下加強型貝雷梁，兩邊跨不加強，貝雷縱梁與橫梁用Φ24的U形卡子固定，貝雷梁外側用短槽鋼焊接于橫梁工作貝雷梁的限位，防止貝雷梁橫向移動。

拼裝鋼桁梁節段中心線兩側外80 cm處設置擱置支點，貝雷縱梁上擱置支點處采用長度3 mI28三拼工字鋼，上面安置Φ400短鋼管立柱，上鋪1 cm鋼板，用于支撐鋼桁梁及調整鋼桁梁豎曲線高程。

2.2 鋼桁架拼裝

現場采用全站儀在鋼管基樁貝雷支架上根據桁梁節段具體位置進行坐標放樣，用水準儀在每個支點測出高程，記錄數據。然后，根據方案中確定的預拱度和成橋線形，測放出各桁架節點支撐墊梁的細部高程，墊梁采用三拼工字鋼+短鋼管+鋼板組合，以此控制桁架橋梁的線型和高程[2]。

在鋼桁梁拼裝過程中，需要隨時檢測鋼縱桁主桁架上下弦中線、水平、拱度等數據的偏離值，并選擇好相應的質量控制措施，使其保證在檢驗規定的范圍之內。施工過程中的測量控制：

2.2.1鋼桁架中線及弦桿中線測量

拼裝前，在拼裝支撐架上側設鋼桁梁中心線和桁梁下弦的外側邊線，安裝下弦時只需要在下弦外側掛線對位。按照此法設置拼裝基線，當布置基線有困難時，可用全站儀利用鋼梁中線觀測橫梁中心點進行修正。測量弦桿中線偏離值時，利用平臥塔尺讀取弦桿中線和找準該線之間的距離，據此算出各測點的偏離值。

2.2.2鋼桁架梁橫斷面測量

斜桿的傾斜度利用全站儀找準鋼梁中線和弦桿外側平行的觀測線，主柱的傾斜度可利用在上下弦桿外側的塔尺數來計算。測量兩主桁左邊和右邊節點的相對高度時，可在每一個橫梁的左右兩端平面立放塔尺。若發現主桁相對節點高度或主柱偏斜不一致時，可調節支架上的墊塊進行糾正。

2.2.3鋼桁架平面方正程度

安裝主桁架前，先根據圖紙用全站儀放出左右桁架首節點的控制外圍基線，然后再進行桁架桿件的拼裝施工。在拼裝下平聯時，發現有偏差或者不方正，利用全站儀復核橫梁中線和鋼梁中線，發現偏差及時做出調整。

2.2.4鋼桁架梁拱度測量

在支架上拼裝時，利用所允許的誤差調整設計拱度。拼裝開始后須隨時觀察鋼縱桁梁水平、立面情況，并適時調節水平立面位置和拱度。主桁節點螺栓在終擰緊之前，將栓釘全部更換為螺釘并達到最初擰緊程度。在桁架拼裝過程中，應當隨時測定鋼桁架梁結構中線、水平、拱度等的誤差值，并采取適當措施使其維持在規定范圍內。

2.3 摩擦面處理及螺栓安裝

2.3.1摩擦面處理

（1）摩擦面鋼板板邊和孔邊周圍應沒有毛刺，以保證摩擦面的緊貼;當發現接頭位置有翹曲變形時，應該進行校正，并且摩擦面不能損傷。

（2）裝配前用細鋼絲把摩擦面上的浮銹、油污刷除。

（3）處理后的摩擦面須保持干燥狀態，避免雨淋或受潮。

2.3.2螺栓安裝

（1）安裝臨時螺栓。

利用臨時螺栓安裝時，用栓釘校正孔位，利用安裝時可能承受的荷載計算確定每個節點上需穿入的臨時螺栓及栓釘數，并應符合以下規定：①不得少于節點螺栓總數的20%;②臨時螺栓在每個節點上不得低于2個;③如果采用栓釘，栓釘穿入數量不得大于臨時螺栓的20%;④高強螺栓不能做臨時螺栓，以免螺紋損傷，每個安裝節點段檢查確認合格后，方可進行高強螺栓的安裝。

（2）安裝高強螺栓。

①高強螺栓安裝。高強螺栓在調整鋼桁梁節段構件中心的位置后進行安裝。安裝時須在同一包裝箱中配套取用高強螺栓連接副，不得互換。當高強螺栓無法自由投入孔內時，嚴禁強行打入，可以使用鉸刀進行修孔或者擴孔，但修孔后，孔徑不得比原孔徑大2 mm。安裝時，先用高強螺栓裝滿安裝臨時螺栓剩下的螺孔，使用板手緊固后，用高強螺栓逐一替換臨時普通螺栓，使用扳手擰緊。

②高強螺栓的緊固。第一，高強螺栓的緊固分為初擰和終擰，初擰緊固到螺栓標準預拉力的50%;終擰緊固到標準拉力，偏差不大于±10%。高強度螺栓的緊固采用扭矩法。標定后的電動扳手才能投入操作，并將其輸出扭矩M值調整至所需的扭矩值。第二，高強度螺栓的施擰。全部采用扭矩法施工高強度螺栓，螺栓的施擰順序，以輻射形式由中心向周圍邊緣參差地進行，最后緊固四周螺栓。初擰后將螺母、螺桿、墊圈和板面用油漆劃一直線，作為標記，方便檢查螺桿有無轉動、螺栓漏擰等質量問題。宜用電動扳手進行高強螺栓的緊固，無法使用電動板手的位置，需用手動定力扭矩扳手進行緊固。用扭矩扳手控制大六角頭高強螺栓的扭矩值。終擰后的外露絲扣不得少于2扣。應在當天終擰完畢當日安裝的高強螺栓，以防沾污構件摩擦面、螺紋或螺栓漏擰。

高栓施擰的終擰扭矩按下式計算：

M=K×（N+△N）×d

M：終擰扭矩（N·m）;

K：扭矩系數平均值;

N：高強螺栓施工預拉力（kN）;

△N：預拉力損失（通過試驗定），一般是設計值的5%～10%;

d ：高強螺栓公稱直徑（mm）。

2.4 鋼桁梁頂升與落梁

鋼桁梁總重7382kN，均布于四個角上，每個角需要1 600 kN的頂升力，現利用4臺4000 kN千斤頂頂升。在右幅支座墊石外側墩帽上（80cm處）安裝千斤頂，利用油泵供油頂升鋼梁，待鋼梁頂起后，移除墊梁支點鋼管筒，千斤頂回油，將梁落在支座上[3-6]。

3 結語

大跨度鋼桁架結構的安裝已經成為建筑領域重要的組成部分，具有構件和節點數量多，構造相對復雜等特點。跨河橋鋼桁架施工工藝與其他橋相比較復雜，必須嚴格按照科學的施工方案施工，否則將嚴重影響橋梁的施工進度和施工質量。鋼桁架的拼裝是整個橋梁施工關鍵的一步，該文以G344朱瀝溝大橋為工程實例，詳細介紹了鋼桁架的施工工藝和拼裝過程，為以后的鋼桁架的施工提供了科學的指導，具有重要的工程意義。

參考文獻

[1] 李凡，王連彬，劉旭.非對稱鋼桁梁節段荷載可分配式吊具研究[J].公路，2021，66（6）：151-156.

[2] 彭強，王奇銳.大跨徑鋼桁梁懸索橋加勁梁吊裝過程的關鍵技術研究[J].公路，2020，65（12）：1-5.

[3] 虢曙安.特大跨徑鋼桁梁懸索橋靜載試驗[J].長安大學學報：自然科學版，2020，40（6）：67-76.

[4] 李聰.大氣腐蝕對大跨鋼桁梁懸索橋結構行為影響研究[D].武漢：武漢理工大學，2020.

[5] 陳亮.大跨度公鐵兩用板桁結合懸索橋受力特性研究[D].長沙：長沙理工大學，2019.

[6] 翟曉亮，朱青，錢程，等.山區峽谷大跨度鋼桁梁懸索橋抗風性能研究[J].公路交通科技，2020，37（11）：56-62.

3027500338249