上跨既有高速鋼混組合梁施工技術(shù)

趙子瑜 ZHAO Zi-yu

（中鐵二十五局集團(tuán)有限公司西北分公司，西安 710021）

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本工程為重載鐵路無(wú)聲屏障區(qū)段單線橋梁，結(jié)構(gòu)類型為有砟軌道下承式鋼混組合梁。該橋?yàn)榛炷琳w橋面系的組合鋼桁梁結(jié)構(gòu)。鋼桁梁采用無(wú)豎桿平行弦三角桁架下承式有砟軌道簡(jiǎn)支鋼桁梁，橋梁全長(zhǎng)82m，計(jì)算跨徑80m（包含兩端支座中心線到兩端距離1m），共8 個(gè)節(jié)間，節(jié)間距10m，桁高9m，兩片主桁中心距6.7m，其立面布置圖如圖1 所示。

圖1 80m 鋼混組合梁立面布置圖（單位：mm）

鋼桁梁主要由上弦桿、下弦節(jié)點(diǎn)板、腹桿、橋門架、平橫聯(lián)、橋面系等構(gòu)成，全橋鋼結(jié)構(gòu)共重約288.83 噸。該橋鋼桁梁采用工廠匹配制造桿件單元，在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)梁柱式臨時(shí)支架，先對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，消除非彈性變形，在支架上運(yùn)用100 噸汽車吊原位拼裝鋼梁，鋼梁拼裝完成后進(jìn)行下弦鋼筋綁扎，安裝預(yù)應(yīng)力管道，進(jìn)行C55 整體橋面混凝土的施工，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉下弦通長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束，孔道壓漿封錨。綁扎上弦普通鋼筋，澆筑上弦混凝土。張拉下弦剩余鋼束，孔道壓漿封錨。拆除臨時(shí)支架。

1.2 主橋結(jié)構(gòu)形式

1.2.1 整體構(gòu)造

該梁采用1 孔80m 鋼-混凝土組合梁，梁長(zhǎng)82m，計(jì)算跨徑80m，桁高9m，節(jié)間距10m，桁中心距6.7m，桁式采用無(wú)豎桿三角桁結(jié)構(gòu)。上弦桿為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下弦為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋梁平面線形為曲線，采用曲梁直做，梁中心線采用弦線布置。

1.2.2 弦桿

上弦桿采用1.1m 寬、1.2m 高的鋼筋混凝土矩形截面，下弦采用槽形截面，一般梁高為1.5m，梁端梁高2.0m，道床板厚度采用40～45cm 的鋼筋混疑土板，梁端板厚90~95cm，梁底寬為7.8m，頂寬9.4m，端橫撐為寬0.8m、高1.0m 的混疑土截面，中橫撐采用工字鋼，寬0.35m、高0.6m。

1.2.3 腹桿

腹桿采用650×550mm 的矩形鋼箱。采用壁厚16mm、24mm、32mm 和40mm 四種規(guī)格。

1.2.4 橋面系

橋面排水及鋪裝：橋面人行道橫坡為2%，主梁中心橋面橫坡為2%，道碴槽兩側(cè)設(shè)泄水管，便于道碴槽內(nèi)雨水的排出。橋梁底部沿梁底縱向設(shè)置兩排連通的排水管，便于橋面積水接至橋墩排至地面。

欄桿：橋面外側(cè)設(shè)置高1.1m 的鍍鋅鋼管欄桿扶手，欄桿緣石寬25cm，高15cm。

電纜槽：欄桿外側(cè)設(shè)置電纜槽。

2 施工總體方案

本橋鋼桁架主要采用工廠制造，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，采用支架法原位拼裝，在模板上布置定位點(diǎn)，按照從下到上，依次拼裝鋼桁梁。待整個(gè)鋼桁梁安裝完成后，調(diào)整鋼桁梁的位置，綁扎橋面系鋼筋及安裝預(yù)應(yīng)力管道，澆筑橋面系混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后張拉預(yù)應(yīng)力，搭設(shè)盤扣腳手架，澆筑上弦桿件混凝土，養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后張拉最終預(yù)應(yīng)力鋼束，然后拆除支架，最后進(jìn)行橋面附屬結(jié)構(gòu)的施工。其施工流程如下：

步驟一：

①對(duì)支架位置以及汽車吊站位位置地基進(jìn)行填土平整壓實(shí)，同時(shí)完成支架基礎(chǔ)的施工；

②搭設(shè)梁柱式支架，支架安裝時(shí)頂面標(biāo)高誤差要控制在5mm 之內(nèi)。（圖2）

圖2 步驟一示意圖

步驟二：

①對(duì)臨時(shí)支架進(jìn)行預(yù)壓，記錄觀測(cè)支架沉降差；

②根據(jù)支架沉降和施工預(yù)拱，調(diào)整支架標(biāo)高；

③在支架模板上測(cè)量放線，確定鋼桁梁安裝系統(tǒng)線型，利用平板車將鋼梁運(yùn)輸至橋位起吊處準(zhǔn)備鋼桁梁的安裝。（圖3）

圖3 步驟二示意圖

步驟三：

①用100t 汽車吊沿58#墩向59#墩依次安裝鋼桁梁（鋼桁梁節(jié)點(diǎn)處采用永久支墩與鋼模板固定）。

②鋼梁主桁桿件安裝順序：先下平面再上平面，即先安裝下弦節(jié)點(diǎn)及縱向勁性骨架，完成下平面的穩(wěn)定，再安裝斜腹桿，上弦，完成豎向平面的穩(wěn)定，最后安裝橫聯(lián)，完成上平面的穩(wěn)定。

③按照上述的安裝順序依次完成整個(gè)鋼桁梁的安裝施工。（圖4）

圖4 步驟三示意圖

步驟四：

①測(cè)量、調(diào)整鋼桁梁線型，滿足設(shè)計(jì)要求后，對(duì)鋼梁螺栓進(jìn)行終擰；

②安裝橋面系鋼筋，預(yù)應(yīng)力管道，側(cè)模板，并檢查合格后澆筑橋面系混凝土；

③待混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到規(guī)范設(shè)計(jì)值后，且混凝土齡期不小于7 天后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉錨固和孔道壓漿；

④搭設(shè)滿堂盤扣腳手架，安裝上弦混凝土桿件模板，澆筑混凝土，養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行最終預(yù)應(yīng)力筋的張拉錨固和孔道壓漿。（圖5）

圖5 步驟四示意圖

步驟五：

①拆除拼裝支架，支架卸落順序：由跨中向兩側(cè)拆除；

②完成施工其余附屬工程，組織業(yè)主、監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收。（圖6）

圖6 步驟五示意圖

3 鋼梁架設(shè)施工工藝

3.1 鋼梁架設(shè)工藝流程

鋼桁梁工廠制造，通過(guò)陸運(yùn)的方式運(yùn)輸至架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，采用如圖7 工藝流程進(jìn)行架設(shè)。

圖7 鋼桁梁架設(shè)施工流程圖

3.2 鋼梁桿件及單元安裝工藝

鋼梁安裝順序由58#墩向59#墩順序架設(shè)，鋼梁安裝順序遵循從下到上，先主后次的原則。按照下弦節(jié)點(diǎn)及勁性骨架→腹桿→上弦桿→橋門架→上平聯(lián)的順序依次架設(shè)安裝到位。吊裝前在桿件上系設(shè)好2 根纜風(fēng)繩（牽引繩），以控制桿件在空中時(shí)的狀態(tài)。吊裝達(dá)到預(yù)定高度后，按照放線位置落鉤至安裝位置。若與設(shè)計(jì)位置有誤差，需對(duì)鋼梁位置進(jìn)行精確調(diào)整，按照先平面后高程的原則。調(diào)整方法采用倒鏈葫蘆和墩頂調(diào)梁裝置調(diào)節(jié)梁段間縱向間距和橫向間距。下弦節(jié)點(diǎn)定位圖如圖8 所示。

圖8 下弦節(jié)點(diǎn)定位圖（單位：mm）

3.3 鋼梁架設(shè)施工測(cè)量

鋼梁吊裝前，測(cè)量人員應(yīng)在頂模放出鋼梁中心線；同時(shí)復(fù)核臨時(shí)支架頂部高程，如誤差超過(guò)規(guī)范要求，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

每拼裝完成一節(jié)鋼梁，應(yīng)對(duì)安裝好的鋼梁頂板進(jìn)行防線，復(fù)測(cè)高程，確定鋼梁垂直和水平方向的安裝正確，如誤差超過(guò)規(guī)范要求，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。為保證鋼梁軸線順直，符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行鋼梁安裝作業(yè)過(guò)程中的測(cè)量工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)矯正。

4 總體交通組織方案

4.1 交通組織原則

石黃高速交通繁忙，車流量大，施工環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，因此交通保暢是橋梁如期完工的重要條件，結(jié)合“石黃高速交通暢通”的基本要求，施工前5 日，在相關(guān)媒體多方位、全媒體發(fā)布施工路段信息，以達(dá)到事先告知的目的進(jìn)而緩解交通擁堵壓力。施工期間，與交警路政等部門進(jìn)行聯(lián)動(dòng)配合，采取各種措施，減小施工期間的高速擁堵，嚴(yán)防交通事故，做好交通保障。

4.2 總體交通組織方案

根據(jù)石黃高速立交特大橋1-80m 鋼混組合桁梁的施工工藝要求及總體安排，鋼桁梁施工擬采用四階段施工，施工安排如下：第一階段：下部結(jié)構(gòu)施工，此階段對(duì)高速行車沒有影響。第二階段：臨時(shí)支墩基礎(chǔ)混凝土、防護(hù)棚架等臨時(shí)結(jié)構(gòu)搭設(shè)；其中二號(hào)臨時(shí)支墩條形基礎(chǔ)位于中央分隔帶內(nèi)側(cè)，基礎(chǔ)混凝土澆筑及立柱安裝施工時(shí)需要占用最內(nèi)側(cè)車道，一、三號(hào)臨時(shí)支墩條基施工需占用部分應(yīng)急車道。在此時(shí)段采取交通管制進(jìn)行路上部分結(jié)構(gòu)施工，采取強(qiáng)有力的交通導(dǎo)改及安全防護(hù)措施，確保行車安全。第三階段：主體鋼桁梁拼裝施工及梁體混凝土施工，此作業(yè)過(guò)程均在防護(hù)棚上作業(yè)。第四階段：防護(hù)棚的拆除階段，為保證行車安全，先采用吊車拆除防護(hù)棚縱橫梁，再封閉應(yīng)急車道，拆除一、三號(hào)臨時(shí)支墩基礎(chǔ)，最后封閉內(nèi)測(cè)超車道拆除二號(hào)臨時(shí)支墩基礎(chǔ)。

封閉部分車道后對(duì)車道進(jìn)行導(dǎo)改，現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)加強(qiáng)交通疏導(dǎo)，若發(fā)生長(zhǎng)距離交通堵塞，應(yīng)暫停施工，先保證高速舒暢通車。其余施工過(guò)程均能保證雙車道雙向通行的基本要求。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)本工程上跨既有高速鋼混組合梁的特點(diǎn)，采用整體安裝與同步施工工藝，節(jié)約工期，對(duì)既有高速干擾較小，安全可靠，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，為類似鋼混結(jié)合工程的施工提供了技術(shù)支持。