大橋主梁大節段整體吊架施工控制技術運用

劉 磊

（中電建路橋集團有限公司,北京 100160）

0 引言

在橋梁主梁大節段施工中，整體吊架施工技術的運用不僅可以保證橋梁整體性，而且施工方法簡單易操作，大幅度提升了施工質量，平面以及豎面線型均可以實現有效控制，同時對機具、起重設備要求相對較低[1]。隨著吊架的積極使用以及各個構件逐漸向著裝配式、標準化發展，整體吊架施工越來越規范，不僅可以應用到橋墩較低中、小跨徑連續梁施工各個階段，還在大節段主梁施工中得到了廣泛的應用。該文重點針對大橋主梁大節段整體吊架施工控制技術進行了詳細分析，以具體施工案例為切入點，進一步明確大橋主梁大節段整體吊架施工時的技術要點，旨在為此類型的橋梁施工提供有價值的建議。

1 案例工程概況

該次選取的案例是中山至開平高速公路岐江河大橋主橋，主橋為跨度150 m 的雙層橋面簡支鋼桁鋼拱橋，全長153 m。主梁采用全焊接雙層桁架，主桁變高，桁高均為10.394～11.079 2 m，主桁間距37.3 m。拱肋采用二次拋物線設置，矢高為37.5 m（距離下層跨中系統中心線）。上下層橋面均設雙向2%橫坡。主桁使用的是三角表桁架，標準節間長10.6 m，主桁變高，高度為10.394～11.079 2 m。主桁中心距為37.3 m，上層橋面行車道寬35 m，下層橋面行車道寬度為33 m。橋面系采用大橫梁+小橫肋+縱梁的正交異性橋面板，并且在節點位置設置了大橫梁，標準橫梁間距為10.6 m，兩橫梁之間設小橫肋，橫肋間距為2.65 m，標準節段兩橫梁之間設3道小橫肋。具體架梁立面圖如圖1 所示。

圖1 鋼桁架梁立面圖

2 主梁總體施工方案及整體吊架體系布置

2.1 主梁總體施工方案

一是50 t 履帶吊釣魚法施工棧橋，樁基施工、河道支架安裝；二是拼裝支架在主桁下方沿橋長方向通長設置，中間預留通航孔；三是龍門吊支架沿橋兩側通長布置，在通航孔位置采用特制軌道梁，龍門吊軌道布置超出橋頭各25 m，保證構件能順利卸車；四是為了保證通航要求，跨中20 m 范圍內無拼裝支架，且龍門吊軌道與底板齊平，陸地上軌道相應抬高；五是河道與橋斜交，要保證通航孔寬度，支架錯位布置；六是為了滿足工期要求，設置兩臺60 t 龍門吊，兩岸同時向跨中安裝；七是跨中通航孔主桁下弦桿三拼后抬吊合龍；八是橋面板安裝與主桁同步進行；九是兩臺100 t 履帶吊上橋面吊裝拱肋及風撐。

2.2 整體吊架體系布置

主桁拼裝支架2×2 m 截面，立柱采用Φ800×9，連接系使用的是I14 工字鋼，柱頂位置安裝雙拼HN900×300型鋼。龍門吊支架橫向間距4 m，縱向間距9 m，梁端和中間位置設置制動墩，間距3 m。立柱Φ630×9，連接系采用I14 工字鋼，柱頂布置雙拼HM440×300 型鋼，型鋼上部通長布置3+4+3 組合型貝雷架，中間4 個貝雷架用于龍門吊軌道，貝雷架上部節點位置布置雙拼I25b 工字鋼墊梁，用于龍門吊軌道及履帶吊行走，布置間距均為750 mm，通航孔軌道梁采用三拼HN1000×300 型鋼，頂端通長布置43 kg 軌道。下層采用4 根Φ630×9 mm 鋼管樁一通到頂，上層布置在橋面，采用Φ377×7 mm 鋼管立柱，4 管立體支架，柱頂設置HM440×300 型鋼分配梁。拱肋支架布置在拱肋環口分段處，采用Φ377×7 mm 鋼管立柱，I14 連接系，2×2.65 m 截面，4 管立體支架，柱底布置與上弦桿隔內側隔板對應，柱頂設置HM440×300 型鋼分配梁。

3 主梁大節段施工難點及重點

整垮鋼梁結構跨河，安裝條件受限，現場施工難度大。鋼桁架梁主要為栓焊結合連接形式，板厚較厚，焊接量大，容易導致焊接變形，因此，如何控制其焊接變形和焊接殘余應力，保證鋼桁架梁幾何尺寸及現場栓接精度是鋼桁架梁制造的難點。城區施工，交通、噪音、場地等影響因素是現場鋼桁架梁安裝需要考慮的重點。龍門吊吊裝及拱肋吊裝，預防臺風對高空結構及設備的影響是需要考慮的重點。

4 主梁大節段線形控制技術

4.1 主梁預拱度設置

（1）鋼梁拼裝支架的預壓監測[2]。對荷載作用下的支架彈性、非彈性變形情況進行準確的測量，結合橋梁線形以及預拱度完成參數的設計，確定每一階段主梁的拼裝標高，從而確保在鋼梁拼裝完成后達到預定線形。

（2）鋼梁節段制作尺寸調整。根據施工監控計算結果，主梁在溫度效應下會發生變化以及考慮主梁預拱度，結合設計圖紙，給出實際鋼梁制作尺寸以及線形調整數據。

4.2 主梁基礎施工

4.2.1 棧橋龍門吊基礎

龍門吊棧橋基礎分為以下兩種情況：

（1）陸地上擴大基礎處理方式：在陸地上龍門吊棧橋支架立柱下設置擴大基礎，基礎面積為1.2 m×5.5 m，厚度不小于60 cm，采用C30 混凝土，內設Φ14 mm 間距10 cm×10 cm 鋼筋網片，基礎頂面設置預埋件。地基基礎處理示意圖如圖2 所示。

圖2 地基基礎處理示意圖

（2）河道內采用鋼管樁基礎，采用Φ630×9 mm 鋼管樁，通過計算入土深度不小于16 m，鋼管樁一通到頂，與水面上支架形成整體[3]。

4.2.2 主桁拼裝支架基礎

主桁拼裝支架基礎分為以下兩種情況：

（1）主桁拼裝全部在岐江河內，均需要采用鋼管樁基礎，鋼管樁每處6 根，采用Φ800×9 mm 鋼管樁，通過計算入土深度不小于19.6 m，考慮當前平均水深3 m，設置鋼管出水面2 m。鋼管樁頂部設置墊梁。墊梁上布置支架立柱，每處4 根。

（2）利用主墩承臺，全橋共4 根，采用化學錨栓將底座鋼板與承臺頂面固定，鋼管立柱與底座板焊接固定。

4.2.3 下層橫梁支架基礎

下層箱型橫梁分三段安裝，需要設置臨時支架，支架布置均在河道內，采用鋼管樁基礎，Φ630×9 mm鋼管樁，通過計算入土深度不小于12 m，樁基一通到頂。

4.3 吊裝施工

4.3.1 鋼棧橋施工流程

棧橋按所處位置分為灘地區施工和跨水面段施工兩部分。灘地施工直接利用50 t 履帶吊配合DZ-90 振動錘在臨時便道上施打。鋼管樁插打到設計位置后，焊接樁間連接系，履帶吊安裝樁頂分配梁、貝雷梁、橫向分配梁及橋面板[4]。為加快施工進度，貝雷梁在后場拼裝場拼裝成型，現場成組吊裝。

4.3.2 主桁拼裝支架樁基施工流程

主桁拼裝支架樁基施工需要依托棧橋平臺進行施工，利用50 t 履帶吊配合DZ-90 振動錘在棧橋上施打。鋼管樁插打到設計位置后，焊接樁頂墊梁，然后安裝立體拼裝支架。

4.3.3 鋼管樁施工方案及步驟

（1）測量定位灘地樁：清理場地后直接測放鋼管樁中心點并插入木樁，木樁上用小釘子準確定位樁中心，鋼管樁沉樁前將樁位點引至四周。

（2）進場的鋼管樁加強方法：樁尖焊接加強鋼板，鋼板厚8 mm，高30 cm。

（3）樁位導向：灘地樁放出樁中心點后，由樁中心引出并插打護樁，以便在開挖后確定樁位。引出護樁后，以樁中心點為圓心挖直徑630 mm 的圓形基坑，坑深部小于1 m。挖完基坑后檢查孔底及孔口中心位置，確保獲取更加準確的插樁部位。將導向架安裝于水中墩上，明確樁位。結合具體的設計標準將兩組貝雷梁拼出來，同時導向架安裝于懸拼出的貝雷梁上。導向架上下層固定時采用U 形螺栓。安裝完導向架以后，測量人員精準的測量樁位，并且安放好縱橫向軸線，插樁以后結合此放樣位置對鋼管樁進行微調，保證鋼管始終處于規定的位置。需要注意的是上下導向架必須對齊，縱橫錯位在10 mm之內。同時還要將導向架安裝于主桁支架樁基棧橋的側面，保證樁基定位的準確性。

（4）鋼管安裝結束以后，管樁起吊與運輸之前應該檢查樁身，符合要求以后，用平板車將鋼管樁運輸至施工地點。鋼管樁起吊采用履帶吊大小鉤分別吊住鋼管樁上部、下部吊點，將鋼管樁水平起吊一定高度（0.5 L+0.3～0.5 m），然后大鉤向上移動，降低樁尖，將樁身進行旋轉，和地面保持垂直。在此基礎之上鋼管樁要吊放到樁孔中，在自重作用下，鋼管會逐漸沉至土中，振動錘和液壓夾鉗吊裝時使用履帶，將其放于鋼管樁頂部，保證鋼管樁頂口夾緊，如果經過檢查確定樁垂直度與要求相符以后，開始沉樁。對樁位是否出現偏差、是否出現嚴重的傾斜進行檢查，保證樁位偏差在20 mm 之內，同時傾斜度應該在1%以內，有偏位或者傾斜及時糾正，必要時可拔出重插。

（5）沉樁時，插樁剛剛埋入土中時要輕輕地振動，慢慢地敲打，對垂直度進行及時的檢查，如果樁剛打入至2～3 m 的時候出現了較大幅度的傾斜，此時可取下樁帽進行糾正，或將其拔出來重新打樁。如果樁位檢查以后符合要求便可以進行沉樁操作。沉樁的時候使用的是50 t 履帶吊機，并且搭配振動錘插打。沉樁操作時如果出現較大的偏位或者傾斜，需要第一時間糾正[5]。沉樁時，吊機需要與沉樁速度配合完成，同時及時松鉤，嚴禁吊機出現較大的受力，避免導致吊機傾覆。振動錘敲打時每一次振動頻率保持在10～15 min 之內，如果時間太長極易造成振動錘受損，如果時間太短則很難達到下沉的效果。根據現場實際土層，進行棧橋底標高控制，原則上入土深度不低于16 m；若樁基施打（采用90 錘）難以達到，以最后10 擊每擊的貫入深度控制在5 mm 之內。當貫入度最后10 下每擊貫入度深度在5 mm 時，而樁底標高未達到設計值要求時，應及時上報、研究處理。

（6）鋼管樁接長：棧橋鋼管樁較長，要結合具體需求完成接長操作。如果底節鋼管樁沉到導向架施工平臺0.5～1.0 m 高度的時候，將振動錘移去，緊接著便是完成接樁施工。對接鋼管樁之前，應對鋼管樁端部平整度進行檢查，平整度不滿足要求或端部鋼板發生卷邊，要割除樁端變形部分，保證底節樁頂平整度與要求相符。對接好鋼管樁以后首先需要采用點焊的方法固定四周，焊接結束以后，按圖紙要求在對接處焊接8 塊補強板，補強板處對接焊縫要打磨光滑。

5 結束語

橋梁施工涉及的環節較多，加之受到地理環境、自然條件的影響，施工難度較大，特別是針對主橋梁大節段吊架施工過程中，每一個細節都要把握好，才能保證施工進度以及施工質量。該文通過對中山至開平高速公路岐江河大橋主橋橋梁大節段整體吊架施工詳細情況進行分析，進一步明確了各個施工環節的要點，一方面促進橋梁施工進度的加快，縮短工期；另一方面減少施工過程體系的轉換，提高整體性能。