溫中偉
(中鐵大橋局集團有限公司第一工程有限公司,河南鄭州450053)
鋼桁梁作為大跨度鐵路橋梁主要梁部結(jié)構(gòu)形式,在我國得到廣泛應用。 從20 世紀50 年代武漢長江大橋、南京長江大橋到20 世紀90 年代蕪湖長江大橋、 再到近年設(shè)計時速250-350km/h的高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋、武漢天興洲長江大橋、鄭州黃河公鐵兩用橋,主橋均采用鋼桁梁橋式結(jié)構(gòu)。 傳統(tǒng)鋼桁梁架設(shè)采用架橋機懸臂架設(shè),但對于多孔連續(xù)及多孔連接鋼桁梁,架橋機架設(shè)則存在施工速度滿、工期長、高空作業(yè)施工不便,危險性大、造價高等不利因素。 為了使鋼梁拼裝達到工廠化施工條件,降低工程造價,降低鋼梁架設(shè)風險, 滿足鋼桁梁快速施工的要求,鄭州黃河公鐵兩用橋建設(shè)者們經(jīng)過努力,首次實現(xiàn)了大跨度多孔鋼桁梁岸邊平臺標準化拼裝,頂推前進,最終達到設(shè)計位置,然后落梁就位。 既降低了工程造價,又實現(xiàn)安全標準快速施工。 現(xiàn)將鋼梁頂推架設(shè)方案及相關(guān)工程造價進行詳細介紹。
鄭州黃河公鐵兩用橋為石武鐵路客運專線及河南省規(guī)劃的中原黃河公路大橋跨越黃河的共用橋梁,橋位距下游京珠高速公路黃河大橋約6km。公路橋南北均與107 國道相連接。橋梁總長9176.548m, 包括120+5×168+120 的六塔連續(xù)鋼桁梁單索面斜拉橋和120+3×20+120m 連續(xù)鋼桁梁橋及灘地184 孔40.7m 預應力鋼筋混凝土箱梁引橋。 公路、鐵路為上下層排列,上部為公路橋,下部為鐵路橋。
表1 臨時設(shè)施及機具設(shè)備工程量
表2 頂推方案與懸拼方案造價對比表
圖1
本文所介紹的鋼梁第一聯(lián)采用120+5×168+120m 的六塔連續(xù)鋼桁結(jié)合梁斜拉橋。主橋采用無豎桿的三角形桁式,桁高14m,節(jié)間間距12m。橫向布置為三片桁,中桁垂直,邊桁傾斜,傾角為14.036°。下弦桁間距8.5m,桁寬17m,上弦桁間距12m,桁寬24m。 上層公路橋面寬32.5m。下層鐵路橋面為雙線客運專線,線間距7m。主桁桿件采用M30螺栓連接。 第一聯(lián)鋼桁梁重25625.8t。
主橋第一聯(lián)鋼桁梁頂推架設(shè)是整個工程的難點。主橋第一聯(lián)采用多點同步頂推方案,因其無鐵路縱梁,頂推跨度、頂推總噸位和頂推長度大,施工過程中多點頂推同步性、三桁受力均勻性、墩頂滑道的精確定位及墩旁托架頂推過程的安全性,是頂推方案成功實施的難點。
1)場地布置
鋼桁梁拼裝設(shè)常規(guī)存梁場、拼裝場,拼裝場至拼裝平臺設(shè)臨時便道以便運梁臺車通行。
2)鋼導梁
為了減輕頂推時懸空部分撓度及配重,鋼桁梁頂推前須設(shè)置于鋼梁連接的導梁。 為了減輕鋼導梁重量,鋼導梁材質(zhì)選用Q345B 鋼材。導梁設(shè)計如圖1 所示。
3)拼裝平臺
第一聯(lián)鋼梁拼裝平臺位于主橋7#~8# 墩之間,下部采用鋼管樁基礎(chǔ), 樁間設(shè)置聯(lián)結(jié)系。 基礎(chǔ)設(shè)置8 個支撐墩, 各支撐墩間間距均為12m,鋼管樁頂設(shè)置柱頭,擺放分配梁,在分配梁上安裝滑道梁,頂面設(shè)置4mm 厚的不銹鋼板滑動面。 用橫跨拼裝支架的65t 龍門吊機進行鋼桁梁桿件的散拼工作。
3.8.3 腹痛頻率評價方法 7項研究將腹痛頻率作為有效性指標。其中,5項直接評價每周發(fā)作次數(shù);1項采用等級評價方法,分為治愈、顯效、好轉(zhuǎn)、無效、變差、非常差6個等級;1項則以無痛天數(shù)評價腹痛頻率的改善情況。
4)墩旁支架
1~7# 墩墩身兩側(cè)布置頂推托架。 托架分兩部分組成:立柱,滑道梁。 托架立柱采用φ1.5m 的鋼管混凝土,直接支撐于承臺上,一個墩旁托架共計6 根立柱。 一個墩旁頂推托架上設(shè)3 片滑道梁,與鋼桁梁下弦桿中心對應。邊滑道梁上設(shè)頂推反力座,并形成操作平臺,放置連續(xù)千斤頂。 滑道梁橫向通過連接系連接成整體。 每個邊桁各布置4 臺YSD500A 型豎向起頂千斤頂,中桁布置4 臺600t 豎向起頂千斤頂,1#墩每桁布置4 臺800t 豎向起頂千斤頂。 鋼桁梁與滑道梁之間設(shè)滑塊。
每個墩頂邊桁滑道梁側(cè)面均設(shè)頂推千斤頂,在兩側(cè)邊桁各布置1臺350t 水平連續(xù)千斤頂頂推, 頂推鋼絞線固定在鋼桁梁外側(cè)的臨時外掛結(jié)構(gòu)上。
施工步驟:
1)在7~8# 墩間設(shè)置施工平臺支架,拼裝65t 跨線龍門吊機;
2)在支架上逐節(jié)間從前到后連續(xù)安裝108m 長的前導梁;
4)在導梁后面接拼鋼桁梁36m,繼續(xù)向前頂推;
5)重復上述步驟直至鋼梁全部頂推到位;
6)依次拆除墩頂滑道梁,進行鋼桁梁體系轉(zhuǎn)換并且安裝正式支座。
施工方案的特點和優(yōu)點:
第一聯(lián)鋼桁梁頂推架設(shè)的規(guī)模及施工難度大,科技含量高;在拼裝平臺上拼裝鋼桁梁,能實現(xiàn)工廠化作業(yè);減少高空作業(yè)和水上作業(yè),有利保障施工人員生命安全; 頂推架設(shè)一方面節(jié)省了大量的人力、物力和財力,同時同步頂推施工可以實現(xiàn)一次拼裝多個節(jié)間,滿足橋梁現(xiàn)代化施工步伐加快的需要,另一方面施工空間要求低,自動化程度高,工期短,安全可靠性好。
根據(jù)上述造價對比,頂推架設(shè)較懸拼架設(shè)每噸節(jié)約112 元。 頂推架設(shè)25625.8t 鋼桁梁用時19 個月(包含準備時間),而懸拼架設(shè)從兩端向中間同時架設(shè),則需要21.5 個月。較頂推架設(shè)工期延長2.5 個月,還存在洪水期間臨時支墩被河務部門要求拆除的風險(見表1 和表2)。
本文僅對跨度120+5×168+120m 鋼桁梁頂推架設(shè)進行了介紹、分析,對其他跨度鋼桁梁架設(shè)可根據(jù)具體施工組織設(shè)計進行計算。 鋼梁頂推架設(shè)施工方法可以節(jié)約投資、減少對河道占用,同時可以規(guī)避不可預見的河道清障費用,有效降低安全風險,可以縮短工程施工周期,應用前景廣闊。目前鄭焦城際鐵路黃河橋鋼梁架設(shè)方法也將采用本方法進行架設(shè)。
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