境外某雙軌鐵路鋼梁架設(shè)施工技術(shù)

馬忠才

（中國土木工程集團有限公司，北京 100038）

1 工程概況

孟加拉國某工程新雙軌鐵路橋工程自吉大港南部的杜哈扎里起，到孟緬邊界附近的考克斯巴扎止（CH50+400 km～CH101+477 km）。本項目鋼梁設(shè)計重約3 865 t，包含20 座橋。

2 鋼梁安裝方案

2.1 總體施工方案

綜合考慮現(xiàn)場施工條件、工程要求，桿件提前在工廠制造完成，出廠后運送至現(xiàn)場，以便投入使用[1]。現(xiàn)場組拼成整節(jié)段主梁，然后采用2 臺50 t 履帶吊進行架設(shè)。通過埋涵管斷流之后平整地，以提供鋼梁組拼以及履帶吊吊裝的場地。

施工步驟：鋼梁工廠節(jié)段制造→船運至港口→汽車運輸至橋址→主梁組拼成整節(jié)段→整節(jié)段主梁吊裝→安裝橫梁、小縱梁等桿件→調(diào)整線型、落梁→體系轉(zhuǎn)換→附屬結(jié)構(gòu)施工。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)分段

該新雙軌鐵路橋鋼梁跨度有15 m、20 m、25 m、30 m、40 m 5 種長度，且全部采用栓接。

2.3 鋼梁安裝流程

鋼梁安裝流程分兩種情況：

1）15 m 跨鋼梁整節(jié)段主梁重約100 k N（10 t）；20 m 跨鋼梁整節(jié)段主梁重約15 t；25 m 跨鋼梁整節(jié)段主梁重約22.1 t。參照50 t 履帶吊參數(shù)表，在作業(yè)半徑為6 m，臂長為25 m 時，履帶吊的起重能力為24.37 t，可以滿足吊裝要求。由于這3種跨度鋼梁架設(shè)流程基本相同，現(xiàn)以4×25 m 橋鋼梁施工流程為例進行說明。

具體步驟如下：（1）平整地面，橋墩上游及下游側(cè)需平整出至少12 m 寬的地面；（2）在橋墩兩側(cè)地面上安裝鋼梁拼裝胎架；（3）鋼梁桿件由汽車運輸至橋位；（4）主梁在拼裝胎架上拼裝成整節(jié)段；（5）用2 臺50 t 履帶吊分別在兩側(cè)吊裝整節(jié)段主梁，通過變幅及起升將梁段落到支架設(shè)計位置；（6）用50 t履帶吊吊裝裝橫梁及小縱梁，吊裝到位以后用螺栓固定；（7）鋼梁線型調(diào)整，將各橋墩的永久支座穩(wěn)定安裝到位，確認無誤后有序落梁，通過此項操作達到將鋼梁荷載轉(zhuǎn)換至支座處的效果；（8）重復(fù)以上步驟，直到鋼梁全部安裝完成。

2）30 m 跨鋼梁整節(jié)段主梁重約311 k N（31.1 t）；40 m 跨鋼梁整節(jié)段主梁重約500 k N（50 t）；參照50 t 履帶吊參數(shù)表，在作業(yè)半徑為5.5 m，臂長為22 m 時，履帶吊的起重能力為279.4 k N（27.94 t)，采用兩臺50 t 履帶吊同時吊裝可以滿足吊裝要求。由于這兩種跨度鋼梁架設(shè)流程基本相同，現(xiàn)以4×40 m 橋鋼梁施工流程為例進行說明。

具體步驟如下：（1）平整地面，橋墩上游及下游側(cè)需平整出至少12 m 寬的地面；（2）在橋墩兩側(cè)地面上安裝鋼梁拼裝胎架；（3）鋼梁桿件由汽車運輸至橋位；（4）主梁在拼裝胎架上拼裝成整節(jié)段；（5）用2 臺50 t 履帶吊在同一側(cè)共同吊裝整節(jié)段主梁，通過變幅及起升將梁段落到支架設(shè)計位置；（6）架完一側(cè)主梁之后，吊機移動到另一側(cè)，安裝另一側(cè)主梁；（7）用50 t 履帶吊吊裝橫梁及小縱梁，吊裝到位以后用螺栓固定；（8）鋼梁線型調(diào)整，將各橋墩的永久支座穩(wěn)定安裝到位，確認無誤后有序落梁，通過此項操作達到將鋼梁荷載轉(zhuǎn)換至支座處的效果；（9）重復(fù)以上步驟，直到鋼梁全部安裝完成。

2.4 支座的安裝

1）將下支座密封圍板拆下，固定在梁底，檢測位置偏差并予以合理的調(diào)整。

2）于支承墊石頂面設(shè)鋪C40 干硬性砂漿，厚度控制在10 mm，頂面標高與支座底面的設(shè)計標高保持一致。鋪設(shè)施工后，要求頂面平整，高差不大于2 mm。從現(xiàn)場氣候環(huán)境來看，鋼梁架設(shè)時氣溫在0 ℃以上，因此，無須考慮材料的防凍、抗凍要求，但仍加強吊裝前的溫度測量工作，一旦實測數(shù)據(jù)顯示現(xiàn)場溫度在0 ℃以內(nèi)，則向施工所用的砂漿中按比例摻入適量抗凍劑或其他材料，以免由于溫度偏低影響砂漿的性能。

3）架梁施工環(huán)節(jié)，向支座底板地腳螺栓孔內(nèi)穿入合適規(guī)格的地腳螺栓，到位后配套墊圈和螺母，予以緊固處理。

4）梁吊裝至指定位置后，做精細化調(diào)整，目的在于使地腳螺栓對準設(shè)置在支承墊石處的螺栓孔，在此前提下以緩慢、勻速的狀態(tài)下落，這期間加強觀察，待其即將接近支承墊石頂面時，進一步調(diào)整梁的位置，在保證誤差控制在合理范圍內(nèi)的前提下，將梁和支座落在支承墊石上。

2.5 鋼梁受力體系轉(zhuǎn)變

灌漿后，檢測該部分的強度，若實測結(jié)果達到要求，可安排落梁裝置的拆除作業(yè)，此時臨時支座支撐轉(zhuǎn)換為永久支座支撐，即經(jīng)過該流程后實現(xiàn)鋼梁受力體系的有效轉(zhuǎn)換。

2.6 現(xiàn)場涂裝施工

經(jīng)過前期的努力，現(xiàn)場涂裝施工中，僅完成的是最后一道面漆的涂裝，當然若此過程中發(fā)現(xiàn)局部有受損的情況，需安排補漆。部分區(qū)域的涂層受損時，先將該處清理干凈，而后根據(jù)原設(shè)計要求補漆，為了保證修補效果，先對待修復(fù)的部位做打磨處理（按照St3 級的標準操作），此后手工滾涂補漆，再噴涂最后一道面漆。噴漆過程中，操作人員嚴格控制噴槍嘴的位置，與鋼板表面相距300～500 mm 較為合適，該值不宜過大或過小，否則均會影響噴漆效果。例如，距離過大時，漆霧尚未達到鋼板表面便出現(xiàn)固化現(xiàn)象，此時噴涂到位的油漆缺乏足夠的附著力；距離過小時，將導致濕膜厚度過大，有不同程度的流掛現(xiàn)象，影響平整性。環(huán)境參數(shù)方面，噴涂時空氣相對濕度需在80%以內(nèi)，溫度不低于5 ℃，以保證漆膜的有效固化。

為了保證最后一道面漆的噴涂效果，提前組織工藝試驗，確定合適的噴涂作業(yè)方法，作為正式施工的指導。噴涂前先清理表面，避免該處附著灰塵、油污以及其他影響噴漆效果的雜物。經(jīng)過噴涂后，表面應(yīng)平整、均勻，不可出現(xiàn)漏涂、裂紋等缺陷，實測厚度、平整度均要滿足要求，面漆的色澤需一致。

3 鋼梁架設(shè)質(zhì)量控制

3.1 鋼梁架設(shè)前的工作

1）嚴格依據(jù)規(guī)范審批施工方案，判斷鋼梁架設(shè)輔助結(jié)構(gòu)、施工工藝等的可行性，評價安全防護等相關(guān)措施的有效性，針對其中的不足之處做合理的調(diào)整，直至通過審批為止。

2）全面檢查橋梁墩臺的高程、支承墊石的標高、螺栓孔的位置等，保證各項指標均無誤。

3）全面檢查配套設(shè)備的運行狀況，完整記錄信息，若拼裝或架設(shè)等相關(guān)設(shè)備存在異常狀況，及時安排維修。根據(jù)鋼梁的尺寸、起吊高度等參數(shù)合理選擇設(shè)備，要求其性能能夠與實際施工環(huán)境相適應(yīng)。此外，復(fù)核鋼梁架設(shè)臨時結(jié)構(gòu)的檢驗結(jié)果，應(yīng)當保證在剛度、強度等基礎(chǔ)方面滿足要求，也需檢查加載預(yù)壓情況，對此類結(jié)構(gòu)的特性形成準確的認識。

4）全面檢查鋼梁及構(gòu)件的規(guī)格、形態(tài)，判斷各自是否有變形、受損等問題，若有則安排修復(fù)，不具備修復(fù)價值的，不投入使用，并安排換新。詳細檢查產(chǎn)品合格證、施工圖等資料，以此強化對鋼梁和構(gòu)（桿）件質(zhì)量特性的認識。

5）全面檢查材料存放場地及規(guī)劃好的預(yù)拼場地，著重從平整性、穩(wěn)定性、排水性幾個方面加以判斷，給正式施工創(chuàng)設(shè)良好的場地條件。

3.2 鋼桁梁架設(shè)的質(zhì)量控制要點

1）桿件加工時存在焊接作業(yè)，因此，要加強焊縫質(zhì)量檢查。

2）配套經(jīng)過標定后的扳手，用于高強螺栓連接副的施擰作業(yè)。

3）栓接板面抗滑移系數(shù)是質(zhì)量控制中不可或缺的部分，要求該值合理。此外，針對鋼椼梁試件進行試驗，檢驗其質(zhì)量，為保證結(jié)果的可靠性，監(jiān)理工程師見證檢驗。

4）配套的高強度螺栓連接副的質(zhì)量檢驗不容忽視，要求監(jiān)理工程師見證檢驗，規(guī)格、扭矩系數(shù)均要滿足要求。

5）注重對鋼桁梁桿件預(yù)拼圖的檢查，具體需考慮到鋼桁梁設(shè)計圖和拼裝順序，繪制科學可行的桿件預(yù)拼圖，并準確注明桿件的位置編號、重量等基礎(chǔ)信息。

6）配套的吊機應(yīng)有足夠的起重能力，不可低于吊裝單元質(zhì)量，否則無法順利完成吊裝作業(yè)。

3.3 鋼桁梁現(xiàn)場預(yù)拼作業(yè)

1）以0.3 kg 小錘敲擊的方法檢查高強度螺栓連接副的施擰情況，判斷是否有漏擰問題；除此之外，還需注重扭矩的檢查，此方面可采用扭矩扳手完成。

2）用0.3 mm 塞尺檢查板層縫隙，判斷其是否達到密貼的狀態(tài)，并用該工具檢查磨光頂緊節(jié)點的縫隙部位。

3）除前述外，兩片縱梁的間距、平面對角線長度也均是工地預(yù)拼環(huán)節(jié)的重點檢查內(nèi)容。

3.4 鋼桁梁現(xiàn)場拼裝架設(shè)作業(yè)

1）無論作業(yè)流程還是施工質(zhì)量等方面均要滿足設(shè)計要求。針對無明確設(shè)計要求的情況，也不可盲目作業(yè)，即必須按照鋼桁梁節(jié)間依次施工。每完成一個節(jié)點的拼裝作業(yè)后，隨即檢查，判斷其位置、預(yù)拱度是否滿足要求，若超出許可范圍則予以調(diào)整，此后方可施工下一節(jié)間，如此類推[2，3]。

2）于支架上組織鋼桁梁的拼裝作業(yè)時，需要加強對鋼桁梁總數(shù)量的控制，要求其不少于孔眼總量的1/3，并且需要保證沖釘占孔眼總量的2/3。鋼桁梁的拼裝采用懸臂法或半懸臂法時，均要通過荷載計算的方法確定聯(lián)結(jié)部位的沖釘數(shù)量，保證其合理性，且無論何種條件，聯(lián)結(jié)部的沖釘數(shù)量均不可少于孔眼總量的1/2。除此之外，其他孔眼均配套高強度螺栓。

3）桿件拼裝環(huán)節(jié)，有必要詳細檢查栓接板面及栓孔兩類部位，要求其有干燥、潔凈的狀態(tài)，若存在摩擦面間隙，則依據(jù)規(guī)范妥善處理板面。

4）為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須安排螺栓連接終擰，同時進行檢驗。

3.5 鋼桁梁架設(shè)完成后

鋼桁梁架設(shè)后的質(zhì)量檢驗項目，包含墩臺處橫梁中線的偏移情況、墩臺處橫梁頂高程的偏差、鋼梁平面的偏移量、鋼梁立面拱度的偏差、固定支座處鋼桁梁節(jié)點中心線的縱向偏差等。在鋼梁支座安裝環(huán)節(jié)，要著重檢查作業(yè)順序、頂落幅度以及頂梁的具體位置，確保各方面均滿足要求。支座安裝質(zhì)量的控制以高程為主，在此基礎(chǔ)上用支點反力校核，確保無誤。

3.6 涂裝質(zhì)量控制

3.6.1 涂裝前

圍繞鋼梁涂裝體系、涂裝工藝做全方位的審查，判斷其是否滿足要求，同時明確其是否達到Q/CR 730—2019《鐵路鋼橋保護涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定。檢查涂裝施工中使用的各類涂料，從規(guī)格、質(zhì)量、出廠合格證等方面做系統(tǒng)性的分析和判斷。在涂裝前檢查桿件，要求其清潔干凈，否則需將附著的雜物清理干凈。

3.6.2 在涂裝施工過程中

巡視檢查涂裝工藝，發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，及時指出并予以改正。檢查桿件及板件的結(jié)合部位，判斷該處的縫隙是否得到有效的填充處理。其中，縫寬在0.3 mm 以內(nèi)用底層涂料封填，達到0.3 mm 及以上時用膩子封填。

3.6.3 涂裝質(zhì)量的檢查

1）附著力。依據(jù)Q/CR 730—2019《鐵路鋼橋保護涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定開展檢測工作，覆蓋各桿件，保證各部分附著力的合理性。

2）涂裝干膜厚度。各層的平均厚度以及最小厚度均不可小于設(shè)計值，與此同時，還需要保證各層最小厚度不小于設(shè)計厚度的90%，否則不達標。

4 結(jié)語

大橋鋼梁施工過程中，根據(jù)鋼梁結(jié)構(gòu)特點，采用了50 t履帶吊拼裝鋼梁的施工方案，較好地保證了鋼梁拼裝質(zhì)量和線形精度，工程質(zhì)量可靠，并有突出的社會效益和經(jīng)濟效益，所采取的方案富有參考價值。