■ 陳一釗

京滬高速鐵路濟南黃河特大橋是京滬高速鐵路工程北京—徐州段濟南樞紐的主要環(huán)節(jié)和國家重點工程。主橋為（112+3×168+112）m下承式、等高度、連續(xù)、剛性梁柔性拱橋，為四線鐵路，ZK活載，下弦鐵路橋面采用參與主桁共同受力的正交異形板整體橋面，剛性主梁采用帶豎桿的等高度三角形桁架，桁高16.0 m、寬30.0 m，節(jié)間14.0 m，柔性拱肋按圓曲線布置，矢高30.0 m，矢跨140.0 m，矢跨比1/4.67，鋼桁梁結構主要由主桁、鐵路橋面系、平縱聯、橫聯及橋門架、支座等組成。

1 鋼梁架設準備

1.1 預拼場設計

鋼梁預拼場必須平整，道路暢通，具有良好的排水系統。存放場和預拼場需設置臨時存放臺座，且要求牢固可靠，避免因不均勻下沉導致桿件扭曲和倒塌，場內應硬化；還應按規(guī)定設置高強度螺栓臨時庫房、油漆及工具庫、實驗室等。

預拼場桿件存放臺座斷面尺寸為400 mm×400 mm，預拼場內需要進行橫聯預拼。橫聯預拼臺座高度根據上平聯節(jié)點板N7（a～m）的寬度確定，約為70 cm，為了保證預拼時橫聯各桿件軸線在同一平面位置，橫聯桿件HL40支撐臺座平面標高比上平聯支撐臺座高7 cm，臺座位置要不影響各節(jié)點處高強度螺栓施工。

1.2 龍門跨度、高度確定

龍門的設計荷載根據最大桿件質量確定為80 t。根據方案評審確定運梁走道布置在鋼梁上弦主桁桿件上。因此，4#、5#墩跨線龍門高度的確定要考慮主桁上弦標高、運梁車頂面至上弦頂的高度、桿件高度及桿件提升所需的最低高度，確定跨線龍門高度為50 m。

1.3 4#、5#墩臨時支墩設計施工

4#、5#墩采用φ1 500 mm單樁單柱臨時支墩，根據墩柱受力進行樁長及配筋計算。施工時，墩頂標高比鋼梁底設計標高低20 mm，然后用鋼板進行抄墊，比設計標高高3 mm，用于抵消其發(fā)生的沉降。E1—E7設計梁底標高根據預拱度計算：E1=+50.233 m、E2=+50.270 m、E3=+50.287 m、E4=+50.305 m、E5=+50.282 m、E6=+50.259 m、E7=+50.228 m。根據地質勘察資料及通過對鋼梁支架架設時4#、5#墩臨時墩的最大荷載情況，進行樁基及墩柱設計。設計樁長為36 m，為方便施工，采用與正式樁基相同的反循環(huán)鉆孔灌注樁施工。樁基和墩柱采用相同配筋率。

1.4 跨中臨時墩設計

跨中臨時墩設計除要考慮受力外，還要考慮起頂設備的擺放布置。計算可知：跨中臨時墩設計為空心墩，基礎采用4根φ2.5 m鉆孔灌注樁基礎，承臺尺寸為10 m×10 m×3 m，平面尺寸8 m×3 m。

2 預拼場預拼

為了不影響高強度螺栓的扭矩系數，保證施工質量，桿件預拼時不允許使用高強度螺栓作為預拼螺栓，均采用普通螺栓進行預拼。所有桿件預拼前栓接面及拼接板必須潔凈、干燥、無油污。

2.1 上、下弦桿件預拼

上、下弦桿件預拼時只栓帶與其連接的拼接板和填板。拼接板栓帶在后安裝的桿件上，腹板、底板內外側均按設計位置栓帶，桿件頂板內拼接板栓帶在設計位置，外拼接板退后栓帶。栓帶均采用1～2個普通螺栓將其帶上。上弦桿件起吊前需將施工腳手架預先安裝。

2.2 斜桿預拼

工形斜桿無拼接板。箱形斜桿預拼時，將所有拼接板及填板按設計位置栓帶，栓帶均采用1～2個普通螺栓。X1桿件箱內拼接板小而多，不能提前預拼，只將其放在斜桿上口箱內，安裝時直接安裝。

2.3 橫梁預拼

橫梁預拼時，將與橋面板、橫聯連接的拼接板全部栓帶；與橋面板連接的腹板、底板上拼接板退后栓帶，底板下拼接板按設計位置栓帶；與橫聯連接的拼接板按設計位置栓帶。

2.4 橫向聯結系及斜橋門架預拼

橫向聯結系及斜橋門架采用現場預拼整體吊裝法安裝。橫向聯結系及斜橋門架預拼桿件分別包括整體6.5 m和6.4 m高桁架所有桿件，除與豎桿分別連接桿件HL41和HL23預拼時只將其栓帶上外，其余桿件預拼后進行線性測量符合要求，高強度螺栓全部終擰完畢后整體吊裝上橋。

豎桿與上、下弦連接無拼接板，運輸至工地時已將其與橫聯拼接板栓合，現場不需預拼。

3 鋼梁桿件安裝工藝

3.1 上、下弦桿安裝

（1）上、下弦桿采用4根千斤繩4個頭用吊耳起吊，吊耳安裝在弦桿頂面接頭拼接板螺栓孔上；栓捆時注意桿件上標識的質量和重心位置；栓捆后試起吊，調整桿件前后左右水平度；經檢查確認無問題后正式起吊。

（2）拼裝腳手架起吊前應掛在弦桿上，拼裝接頭前后各一片并應安放腳手板，接頭對準后移向接頭位置用于拼裝；腳手架在拱桁桿陡坡上安裝時要在弦桿頂面固定，阻擋腳手架下滑。

（3）上、下弦桿一般采用水平插入法安裝，當吊裝后端接頭拼接板接近先裝弦桿端頭時，用小撬棍撥正對接端頭，使其插入拼接板，然后將導鏈滑車前端插入上拼接板預留螺栓孔，導鏈滑車施力對拉，吊機隨之起落，弦桿插入安裝快到位時，先打入對位尖沖釘，然后在栓孔群四周打入4個定位沖釘，隨即安裝4～6個高強度螺栓，確認板縫間無任何雜物時擰緊螺栓，同時安裝其余栓孔的各25%沖釘和螺栓吊機松鉤。拼裝螺栓和沖釘數量根據拼裝圖配備，裝入螺栓桶包隨桿件一起發(fā)送起吊。

（4）上弦桿的A9、A19、A21、A21＇、A19＇、A9＇等節(jié)點弦桿安裝時，因該節(jié)點斜桿為“口”形，四向內外都有拼接板，弦桿正常情況無法水平插入，如果按正常先架設豎桿，上弦斜桿箱形對接口會被提前安裝的豎桿擋住。因此該類上弦大節(jié)點安裝時，待上弦安裝完成后再安裝豎桿。

3.2 斜腹桿安裝

（1）斜腹桿使用單點捆綁起吊。

（2）斜腹桿捆綁處用卡環(huán)卡雙股φ22 mm千斤繩作為防溜繩，下端用環(huán)鉤鉤住斜桿腹板，防止起吊千斤繩向上滑移。斜腹桿起吊前應在上端掛鋼筋梯，方便施工人員拆卸卡環(huán)。

（3）斜腹桿起吊保持40°～50°傾角。桿件起吊就位后，對孔時在栓孔基本重合瞬間（相錯在10 mm以內）將小撬棍插入孔內撥正，然后微微起落吊鉤，使桿件轉動對合其他孔眼，首先打入對點沖釘，接著打入定位沖釘和一般沖釘。按工藝安裝施擰高強度螺栓。

3.3 豎桿安裝

（1）豎桿在上端安裝吊耳，使用φ32.5 mm千斤繩雙頭起吊安裝。

（2）豎桿起吊前應在上端掛鋼筋梯，以便施工人員拆卸千斤繩和吊耳。

3.4 橫梁安裝

（1）下弦橫梁每個節(jié)點1根，在頂面安裝吊耳，采用2點4根千斤繩平吊安裝就位。

（2）桿件起吊安裝對位必須四角調平，安裝對點后迅速打入對點沖釘，補充剩余沖釘完全定位后，松鉤前將高強度螺栓初擰。如果兩主桁間距稍小橫梁無法放入，可用32 t螺旋千斤頂借助橫梁將其頂開，使橫梁順利放入。

3.5 橋面板安裝

（1）橋面板使用φ38.5 mm千斤繩掛在橋面板安裝吊耳上起吊。

（2）橋面板采用分塊吊裝，每節(jié)間3塊，采用由上向下放落的方法進行安裝。

（3）放落至位置后先對點縱梁，打入對位沖釘和一般沖釘，再把栓帶的拼接板對位，安裝螺栓。橋面板安裝先縱梁后縱肋。

（4）橋面板安裝時，邊跨每處高強度螺栓施擰位置均有通道兼做施工平臺，懸臂拼裝時采用永久下弦檢查車及增加一吊機下掛平臺作施工平臺。

3.6 吊桿K撐安裝

吊桿K撐各桿件采用小鉤散拼安裝就位。

3.7 橫聯安裝

（1）橫聯采用整體垂直吊裝，首先將上平聯橫撐對位上弦桿節(jié)點連接板，用橇棍撥正打上尖沖釘，左右同時進行。

（2）橫聯兩端與豎桿安裝松鉤后，用70 t架梁吊機提吊橫梁中心點，將吊桿上端對位施打沖釘，安裝完成。

3.8 橋門架安裝

斜橋門架采用預拼整體安裝，安裝時使斜橋門架約成40°角，先使其與上平聯橫撐桿件螺栓孔對正后，用小撬棍撥正，穿入普通螺栓慢慢松鉤，使斜橋門架角度與斜桿齊平，然后穿入M24高強度螺栓，用電動扳手施擰將斜橋門架拉至設計位置。

4 鋼梁安裝

4.1 支架上鋼梁安裝

（1）5#墩支座安裝。提前對5#墩支座墊石的平整度、標高、錨栓孔預埋位置進行復核，保證支座錨栓順利放入錨栓孔。安裝支座時，先將支座底座橫、縱中線用紅油漆進行標記，將支座墊石的十字中心線用墨線彈出。使支座底座橫、縱向中線與支座墊石十字中線重合。支座擺放好后需臨時固定支座上擺和滑動面，使其不能轉動和滑動。

（2）首節(jié)鋼梁安裝。由于鋼梁首節(jié)下弦桿件E0節(jié)點中心長度只有2.78 m，需與E1在預拼場預拼后方能進行安裝。E0—E1連接節(jié)點需要高強度螺栓進行終擰。E0—E1在預拼場的連接線性對后續(xù)桿件安裝影響很大，必須確保拼裝線性準確。為了方便快速安全拼裝E0—E1，在預拼場提前設置4個支撐臺座，使得E0—E1對接后線性符合要求。E0—E1拼接好后即可上橋架設。架設前，提前將支座橫向中心點及E1下墊塊、主桁中心點用紅線標出。起吊安裝時，使得桿件中點與墊塊及支座上的標識線完全重合后松鉤。 E0—E1桿件安放完畢后，即進行安裝E0處橫梁，按順序安裝余下桿件。

E0—E1節(jié)間桿件安裝順序：E0E1組合下弦桿→E0端橫梁→E1橫梁→E0E1橋面板→E0A1端斜桿→E1A1豎桿S1→A1上弦桿→A1橫聯吊桿K撐→A1橫聯→E0A1橋門架。

支墩上E2（A2）—E8（A8）節(jié)間安裝順序：下弦桿→橫梁→橋面板→斜桿→豎桿→上弦桿→吊桿K撐→橫聯→上平聯。

桿件按照鋼梁桿件安裝工藝進行安裝。單個節(jié)間桿件安裝完畢即可按高強度螺栓施擰工藝進行高強度螺栓施擰。

4.2 懸臂鋼梁架設

4#至5#鋼梁桿件安裝完畢，在第7節(jié)間拼裝架梁吊機。架梁吊機通過驗收合格可使用后，即可進行鋼梁懸臂拼裝。懸臂鋼梁桿件安裝順序：下弦桿→斜桿→豎桿→上弦桿→橫梁→橋面板→吊桿K撐→橫聯→橋門架（僅墩頂斜桿處）→上平聯。

保證主桁桿件順利閉合是懸臂拼裝的難點。懸臂拼裝過程分上弦大節(jié)點和上弦小節(jié)點節(jié)間2種不同拼裝方法。拼裝上弦大節(jié)點節(jié)間時，將下弦、豎桿、斜桿安裝完后即安裝上弦進行主桁框架閉合。閉合時先閉合斜桿與上弦的三角穩(wěn)定結構。由于斜桿會產生一定撓度，尤其是箱形桿件重，撓度更大，單靠架梁吊機斜桿無法提起，增加主桁閉合難度。而且架梁吊機松鉤后上弦又會產生撓度，需在上弦大節(jié)點處設置牛腿，采用32 t螺旋千斤頂配合架梁吊機上提斜桿和上弦使其閉合。支座處最大斜桿X1由于桿件上下口四周均有高強度螺栓預留孔，此時可通過螺栓孔施擰高強度螺栓，通過螺栓拉力將斜桿拉正，使主桁閉合。斜桿與上弦主桁閉合后，用架梁吊機提升下弦可閉合豎桿。

拼裝上弦小節(jié)點時，安裝完下弦后，即安裝斜桿進行三角閉合。安裝斜桿時先安裝好上口，松鉤用吊機提升下弦，斜桿與下弦眼孔基本對正后施打沖釘將其完全對正。其余安裝桿件均按照鋼梁桿件安裝工藝進行安裝。主桁框架閉合橫梁、橋面板安裝完畢后進行高強度螺栓施擰。

5 鋼梁調整

鋼梁懸臂拼裝至臨時墩及正式墩時，對鋼梁最前端進行平面位置測量，根據縱向及橫向偏位情況進行調整。調整結構從下往上布置為臨時墊石、滑道梁、不銹鋼板、MGE板、上墊梁、油頂、鋼梁起頂支撐處，滑動面為不銹鋼板與MGE板接觸面。不銹鋼板與MGE板間抹高壓硅脂降低摩擦系數，其余結構接觸面墊石棉布增加摩擦系數。溫度變化及懸臂拼裝時，鋼梁縱向偏移很大。3#墩為固定支座，鋼梁架設至3#墩支座縱向調整到位后，將3#墩支座上擺與鋼梁螺栓孔穿上螺栓固定，然后將3#墩固定支座臨時固定；借助反力墩澆筑混凝土，臨時固定3#墩支座，以后可不進行縱向調整，減少后續(xù)施工難度；全橋主梁架設完畢調整橫向到位，拱圈架設完成后只要進行豎向標高調整進行拱合龍；最后支座灌漿完成全橋鋼梁架設工作。

黃河特大橋主橋剛性主梁在2009年10月底提前2個月完成架設任務，其鋼梁架設施工方法是相當成功的，也為后續(xù)拱的架設爭取了時間。