公軌雙層高架橋大跨徑變高度連續(xù)鋼箱梁施工技術(shù)研究

陽海燕，顏學(xué)文

（浙江交工集團(tuán)股份有限公司大橋分公司，浙江 杭州 310052）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁建設(shè)也得到了飛躍的發(fā)展。其中，城市高架橋，特別是公軌（鐵）兩用的雙層橋梁，作為解決城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來城市交通擁堵的有效途徑，得到了較快發(fā)展。雙層橋梁不是單層橋梁的簡(jiǎn)單疊加，對(duì)結(jié)構(gòu)的施工措施、施工方法等，提出了新的要求和挑戰(zhàn)[1-3]。但是，目前我國在雙層橋梁的施工技術(shù)創(chuàng)新的研發(fā)方面有所不足，尤其是在公軌雙層高架橋鋼箱梁焊接控制、吊裝變形控制及安裝對(duì)位精度控制、橋梁線型的控制等方面還有很大的上升空間[4-5]。

1 工程概況及工藝原理

1.1 工程概況

滬杭甬高速公路機(jī)場(chǎng)軌道快線合建段TJ01 標(biāo)段，其中本工程第16 聯(lián)為雙層公軌兩用3 跨變高度連續(xù)鋼箱梁，跨徑組合為51m+82m+51m。上層為公路橋，橋面寬34.3m，中跨墩頂梁高4.3m，跨中和邊跨墩頂梁高為2.0m，懸臂采用托架的形式。下層為軌道橋，（51+82+51）m 跨軌道鋼箱梁采用變高度連續(xù)鋼箱梁，鋼箱梁全長(zhǎng)184m。線路中心間距4.2m；鋼箱梁中間支點(diǎn)處梁高4.3m；跨中梁高1.9m；軌道鋼箱梁寬10.8m，采用雙箱雙室截面，底板水平設(shè)置，頂板設(shè)2%的雙向橫坡，腹板采用直腹板，橋面為復(fù)合鋼板。

1.2 工藝原理

基于工程施工本技術(shù)通過變形控制及安裝對(duì)位精度控制進(jìn)行雙重控制，鋼箱梁縱向和橫向節(jié)段分段焊接、下層軌道橋頂面采用不銹鋼復(fù)合鋼板分三層進(jìn)行焊接、吊裝過程中每個(gè)節(jié)段的計(jì)算重心位置設(shè)置單獨(dú)的吊耳位置，控制安裝角度、對(duì)易變形構(gòu)件進(jìn)行加固。公軌雙層高架橋變高度連續(xù)鋼箱梁線型控制技術(shù)，通過反復(fù)測(cè)量校正橋墩支座標(biāo)高、橋面安裝過程中采用專業(yè)測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量校正，合理設(shè)置合攏段的位置，優(yōu)化鋼箱梁安裝順序，并在每個(gè)合攏段上預(yù)留安裝余量。公軌雙層高架橋變高度連續(xù)鋼箱梁支架快速安裝技術(shù)，下層軌道橋支架和上層公路橋支架通過標(biāo)準(zhǔn)胎架快速組裝，并利用下層軌道橋支設(shè)上層公路橋支架，鋼箱梁支架頂部設(shè)置可調(diào)節(jié)的胎架立柱、下部基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展擴(kuò)展設(shè)置，如圖1、圖2 所示。

圖1 下層軌道梁結(jié)構(gòu)形式斷面

圖2 公軌雙層高架橋支架系統(tǒng)布置斷面

2 工藝流程及主要操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

公軌雙層高架橋大跨徑變高度連續(xù)鋼箱梁施工工藝流程，如圖3 所示。

圖3 施工工藝流程

2.2 主要操作要點(diǎn)

2.2.1 施工準(zhǔn)備

主橋下部結(jié)構(gòu)全部施工完畢，以及混凝土上的球鋼支座安裝完成。并復(fù)測(cè)完支座高程及坐標(biāo)。地面道路的混凝土路面施工完成，瀝青層未施工，路面上綠化及附屬設(shè)施應(yīng)未進(jìn)行施工。

2.2.2 鋼箱梁構(gòu)件運(yùn)輸和成品保護(hù)

對(duì)陸運(yùn)線路進(jìn)行實(shí)地路線考察，選擇最優(yōu)運(yùn)輸方案。鋼梁下胎前，需對(duì)塊體進(jìn)行支撐加設(shè)，減少吊運(yùn)過程變形。

2.2.3 履帶吊和臨時(shí)支架基礎(chǔ)施工

（1）履帶吊與支承地基接地之間滿鋪吊機(jī)專用路基箱，共使用10 塊路基箱，履帶吊帶載行走方向應(yīng)鋪設(shè)路基箱，履帶吊作業(yè)場(chǎng)地地基和行走道路進(jìn)行換填地基處理。

（2）臨時(shí)支架基礎(chǔ)采用C35 混凝土，上下雙層鋼筋，縱橫向按構(gòu)造布置E16@160，并設(shè)置預(yù)埋錨板。

2.2.4 鋼箱梁安裝測(cè)量

鋼箱梁安裝前進(jìn)行橋段安裝軸線測(cè)量、橋段安裝標(biāo)高測(cè)量等須滿足安裝要求。

2.2.5 臨時(shí)支架安裝

（1）現(xiàn)場(chǎng)胎架分為下層軌道橋現(xiàn)場(chǎng)胎架和上層公路橋現(xiàn)場(chǎng)胎架；主要采用6m 及4m 標(biāo)準(zhǔn)胎架搭配使用，胎架立桿采用圓鋼管，胎架采用兩個(gè)單片+系桿組成，單片由2 根主鋼管用系桿焊接而成，兩個(gè)單片間用高強(qiáng)螺栓和系桿連接。支架標(biāo)高通過橫梁上的胎架立柱進(jìn)行調(diào)節(jié)。臨時(shí)支架底部與基礎(chǔ)預(yù)埋錨板固定連接。

（2）公路橋下臨時(shí)支架安裝：進(jìn)場(chǎng)25t 汽車吊→安裝軌道梁上臨時(shí)支架→根據(jù)標(biāo)高上部安裝立柱節(jié)段→軌道梁兩側(cè)臨時(shí)支架安裝。在安裝軌道梁的時(shí)候同步進(jìn)行上層鋼箱梁臨時(shí)支架安裝。

（3）胎架的測(cè)控。測(cè)放出每榀橋梁的胎架控制軸線，并根據(jù)預(yù)拱值來確定胎架的標(biāo)高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，如圖4 所示。

圖4 公軌雙層高架橋軌道梁和公路梁支架現(xiàn)場(chǎng)安裝

2.2.6 鋼箱梁吊點(diǎn)設(shè)置

（1）一般吊點(diǎn)設(shè)置。所有構(gòu)件設(shè)置4 個(gè)吊耳，采用兩根鋼絲繩，上層鋼箱梁吊耳橫向布置，部分開口需進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。

（2）下層軌道梁卸車吊耳設(shè)置。下層軌道梁主梁，因運(yùn)輸時(shí)超高采用平躺運(yùn)輸，卸車時(shí)用卸車吊耳進(jìn)行卸車，卸車點(diǎn)下墊枕木。然后進(jìn)行翻身，下部吊耳用鋼絲繩綁扎，上部吊耳用30t 倒鏈。

2.2.7 公軌雙層高架橋鋼箱梁安裝

（1）下層軌道梁安裝。

下層軌道梁橫向安裝順序：先吊裝主梁→橫梁→挑梁；下層軌道梁縱向安裝順序：先依次安裝中間跨橋墩上鋼箱梁→履帶吊移位→安裝跨中合攏段鋼箱梁→履帶吊移位→安裝邊跨橋墩上鋼箱梁→履帶吊移位→安裝邊跨合攏段鋼箱梁，如圖5 所示。

圖5 下層軌道梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝

（2）上層公路橋安裝順序。

上層公路橋鋼箱梁節(jié)段由中間向兩側(cè)對(duì)稱吊裝，其中上層公路橋橫向吊裝順序（上下分層時(shí)），先吊裝下層結(jié)構(gòu)，再吊裝上層結(jié)構(gòu)，交叉進(jìn)行。

縱向安裝順序：先依次安裝中間跨鋼箱梁→履帶吊移位→安裝跨中合攏段鋼箱梁→履帶吊移位→安裝邊跨鋼箱梁→履帶吊移位→安裝邊跨合攏段鋼箱梁，如圖6 所示。

圖6 上層公路橋現(xiàn)場(chǎng)吊裝

（3）鋼箱梁粗定位。

按傳統(tǒng)方法進(jìn)行通過履帶吊吊裝，首先進(jìn)行粗定位、在接近安裝位置時(shí)輔以人工手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整。然后進(jìn)行鋼箱梁精確定位，在設(shè)計(jì)位置設(shè)定碼板，安裝千斤頂和手拉葫蘆進(jìn)行平面位置和縱橫向的調(diào)整。豎向調(diào)整。采用豎向千斤頂進(jìn)行調(diào)整。

（4）鋼箱梁臨時(shí)連接。

相鄰節(jié)段環(huán)口處、縱縫處臨時(shí)固定措施包括碼板焊接固定，挑梁縱縫處臨時(shí)固定措施包括碼板固定和螺栓固定。

（5）鋼箱梁安裝安全防護(hù)。

鋼箱梁出廠之前在箱梁底部焊接好懸掛鋼筋吊環(huán)，在鋼箱梁吊裝前，將鋼筋吊桿掛在鋼筋吊環(huán)上，待鋼箱梁吊裝就位后，設(shè)置專用腳手架。

（6）下掛操作平臺(tái)。

下掛操作平臺(tái)上鋪設(shè)花紋鋼板，型鋼之間全部采用雙面焊角焊縫，設(shè)置上下爬梯，并設(shè)置配重塊進(jìn)行固定。

（7）一種新型臨邊快速安裝防護(hù)結(jié)構(gòu)。

鋼梁塊體吊裝時(shí)可采用臨時(shí)軟防護(hù)，吊裝完成后應(yīng)及時(shí)采用硬質(zhì)封閉防護(hù)。在連續(xù)吊裝的情況，中間塊體吊裝后應(yīng)及時(shí)拆除軟防護(hù)。立桿由鋼管、圓鋼拉結(jié)件及底座等組成。立桿底座夾具采用M12 螺栓與鋼箱頂板相連接。夾具高度應(yīng)根據(jù)板厚進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)板厚小于10mm，或超過40mm 時(shí)夾具應(yīng)與橋面板進(jìn)行焊接固定。

（8）鋼箱梁變形控制。

對(duì)鋼箱梁吊裝進(jìn)行變形控制及安裝對(duì)位精度控制；橋梁線型的控制，橋面安裝過程中采用GPS 測(cè)量?jī)x、全站儀、水準(zhǔn)儀等專業(yè)測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量校正，確保橋面成型。

2.2.8 鋼箱梁連接接及檢測(cè)

鋼箱梁連接采用高強(qiáng)螺栓連接和焊接連接兩種方式。其中下層軌道橋頂面采用不銹鋼復(fù)合鋼板，且需分三層進(jìn)行焊接；不銹鋼復(fù)合鋼板上除軌道部分要覆蓋混凝土外其余均不做防腐處理。采用超聲波、射線等方法進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)。

2.2.9 鋼箱梁卸載

鋼箱梁卸載時(shí)先卸載上層，再卸載下層。

2.2.10 鋼箱梁臨時(shí)支架拆除

臨時(shí)支架的拆卸，由上而下進(jìn)行。先拆除上層鋼箱梁支架。上層鋼箱梁臨時(shí)支架拆除，臨時(shí)支撐采用25t和50t 汽車吊站在地面上進(jìn)行拆除。下層鋼箱梁臨時(shí)支架拆除，下層軌道梁拆除時(shí)，拆除順序同上層鋼箱梁。

2.2.11 鋼箱梁油漆涂裝

上層公路橋鋼箱梁外側(cè)涂裝選擇30m 臂長(zhǎng)的直臂車，下層軌道梁鋼箱梁外側(cè)涂裝選擇14m 臂長(zhǎng)的曲臂車。

防腐涂裝施工：工地涂層損壞處修補(bǔ)涂裝、工地焊縫涂裝、工地面漆的涂裝。

3 結(jié)語

（1）本技術(shù)提出了公軌雙層高架橋變高度連續(xù)鋼箱梁吊裝技術(shù)，通過變形控制及安裝對(duì)位精度控制進(jìn)行雙重控制等，提高了鋼箱梁的安裝精度和吊裝速度。

（2）本技術(shù)提出了公軌雙層高架橋變高度連續(xù)鋼箱梁線型控制技術(shù)，合理設(shè)置合攏段的位置，優(yōu)化鋼箱梁安裝順序，提高了鋼箱梁的施工質(zhì)量。

（3）本技術(shù)公軌雙層高架橋變高度連續(xù)鋼箱梁支架快速安裝技術(shù)，支架通過標(biāo)準(zhǔn)胎架快速組裝，并利用下層軌道橋支設(shè)上層公路橋支架，加快了施工速度。