劉愛(ài)林， 鐘亮， 趙澤華

（1. 中鐵大橋局商合杭鐵路蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋項(xiàng)目經(jīng)理部，安徽蕪湖 241001；2. 中鐵山橋集團(tuán)有限公司，河北秦皇島 066205）

1 工程概況

商合杭高鐵蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋是集客運(yùn)專(zhuān)線、城市軌道交通與市政道路于一體的重大基礎(chǔ)設(shè)施，大橋主要包括無(wú)為側(cè)引橋、跨江主橋、蕪湖岸引橋?？缃鳂?yàn)殡p塔雙索面高低塔鋼箱鋼桁組合梁斜拉橋，全長(zhǎng)1 234.6 m，橋面采用雙層設(shè)計(jì)，上層為8 車(chē)道公路，下層為 4 線鐵路［1］。主 要 采 用 Q500qE、Q420qE、Q370qE三種材質(zhì)鋼材，制造工程鋼梁質(zhì)量約105 000 t。主橋跨度布置為：（99.3+238+588+224+85.3）m，上層2 個(gè)主桁之間距離為33.8 m，下層2 個(gè)主桁片之間距離為38.0 m，主桁片高度為15.0 m，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段為14.0 m。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋主橋簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1［2］。

橋梁橫斷面采用2片主桁的型式，主桁片的上下弦桿都是箱形截面［3］。主桁片的腹桿結(jié)構(gòu)為H 形截面以及箱形截面。主桁為焊接整體節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)外采用拼接形式。

圖1 蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋主橋簡(jiǎn)圖

上弦桿和上層橋面系作為1個(gè)單元，下桿弦下層橋面系及腹桿作為1個(gè)單元，下層橋面單元橫向長(zhǎng)41.6 m（不含風(fēng)嘴），縱向長(zhǎng)14 m；上層橋門(mén)單元橫向長(zhǎng)35.2 m，縱向長(zhǎng)14 m。上弦桿高2.16 m，內(nèi)寬1.2 m，節(jié)段間頂板采用焊接，腹板與底板均采用栓接。下弦桿高3.6 m，外寬為3 m，斜桿采用箱形、工字形截面；支點(diǎn)處設(shè)豎桿，豎桿采用工字形截面；節(jié)段間頂、底板及內(nèi)側(cè)腹板采用焊接，外側(cè)腹板采用栓接。

根據(jù)蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋的架設(shè)方案及制作結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇8個(gè)有代表的節(jié)段進(jìn)行立體試拼裝，以驗(yàn)證制作工藝和施工圖的正確性。介紹蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁試拼裝工藝流程，而分析試拼裝的數(shù)據(jù)結(jié)果，為橋址現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

2 試拼裝方案

2.1 方案對(duì)比

《鐵路鋼橋制造規(guī)范》［4］明確要求對(duì)首批制造出來(lái)的鋼橋應(yīng)進(jìn)行局部試拼裝，以驗(yàn)證施工圖紙以及制作工藝的正確性。以滿(mǎn)足工期要求、保證施工成本、符合結(jié)構(gòu)特征為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋的特點(diǎn)，擬定2 種方案［5-6］：平面試拼裝和立體試拼裝（見(jiàn)表1）。

由表1可知，針對(duì)一般的鋼橋試拼裝規(guī)則，平面試拼裝可以滿(mǎn)足，但是對(duì)蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋來(lái)說(shuō)，平面試拼裝達(dá)不到試拼裝目的要求，原因如下：

表1 平面試拼裝與立體試拼裝對(duì)比

（1）難以達(dá)到工地架設(shè)條件及架設(shè)工期要求。一方面，蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋南北兩岸場(chǎng)地十分有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)存梁和現(xiàn)場(chǎng)試拼；另一方面，立體試拼裝對(duì)節(jié)段拼裝方案的制定、優(yōu)化和完善的指導(dǎo)作用是平面試拼裝難以比擬的?；谝陨? 點(diǎn)，又要滿(mǎn)足每8 d 對(duì)4 個(gè)節(jié)段進(jìn)行拼裝的架設(shè)工期，對(duì)節(jié)段總拼方案要求更高。

（2）難以達(dá)到在高空將節(jié)段進(jìn)行高精度匹配要求。要滿(mǎn)足各個(gè)節(jié)段在高空的高精度匹配，必須消除節(jié)段拼裝之間的誤差累積，以此來(lái)保證節(jié)段的拼裝精度。采用立體試拼裝可以對(duì)全部的質(zhì)量項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，以指導(dǎo)制定控制方法，而平面試拼裝則難以實(shí)現(xiàn)這一目的。

（3）難以對(duì)施工成本及總體工期進(jìn)行控制。雖然立體試拼裝初期相對(duì)平面試拼裝需要投入多一些的時(shí)間和成本，但從宏觀上分析可以看出，立體試拼裝對(duì)未來(lái)的節(jié)段拼裝存在重要的指導(dǎo)意義，更能夠?qū)傮w工期進(jìn)行控制，減少某些無(wú)法預(yù)估的成本。

2.2 立體試拼裝方案特點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁大節(jié)段立體試拼裝與以往結(jié)構(gòu)形式不同，無(wú)中桁，兩側(cè)邊桁無(wú)豎桿結(jié)構(gòu)，受力支撐比較困難，且鐵路梁鋼板厚度大、剛性大，試拼裝精度調(diào)整難度極高。

（2）蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋試拼裝過(guò)程有公路、鐵路橋面系、橋門(mén)架、主桁片、豎桿、腹桿等大型單元件25 個(gè)，并且不包括沖釘、拼板等小型零部件，試拼裝的質(zhì)量合計(jì)約為3 011 t，節(jié)段試拼裝長(zhǎng)度38 m，寬度45.2 m，高度約20 m。如此規(guī)模并模擬現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)工況的立體試拼裝，國(guó)內(nèi)參考的實(shí)例很少。

（3）蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋試拼裝過(guò)程中最重的單元件達(dá)到572 t，要想對(duì)節(jié)段進(jìn)行高精度匹配，同時(shí)要保證栓孔精度、線形拱度以及幾何尺寸精度等情況，對(duì)于吊裝安全、試拼場(chǎng)地、工藝要點(diǎn)提出了很高的標(biāo)準(zhǔn)及要求。

（4）空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要栓接的工作面較多，導(dǎo)致栓孔數(shù)量巨大，并且要對(duì)立體試拼裝過(guò)程中的質(zhì)量項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行控制，包括主桁片中心距離、上水平面標(biāo)高、桁高、旁彎、節(jié)間長(zhǎng)度、對(duì)角線差、橋面板塊平面度等，需對(duì)每項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，過(guò)程極其繁雜［7-9］。

3 箱桁組合梁立體試拼裝工藝

3.1 節(jié)段選擇

根據(jù)施工特點(diǎn)和架設(shè)方案，選取有代表性的8個(gè)節(jié)間桿件進(jìn)行立體試拼裝（見(jiàn)圖2）［10］。選取3#墩鋼梁鐵路節(jié)段梁3 段、公路節(jié)段梁5 段、對(duì)應(yīng)腹桿及配套拼板等。鐵路節(jié)段梁：TL-E65、TL-E66、TL-E67；公路節(jié)段 梁 ： GL-A65、 GL-A66、 GL-A66a、 GL-A67、GL-A68；腹桿：F5B2=2、F2C=2、F3C=4、F8C1=2、F7A=2、F6B=2、FS1=3（圖2從左至右）。

圖2 立體試拼裝節(jié)段示意圖

3.2 場(chǎng)地安排及工裝準(zhǔn)備

立體試拼裝場(chǎng)地設(shè)在中鐵山橋如皋總拼場(chǎng)重件平臺(tái)，試拼場(chǎng)地為混凝土硬化地面。立體試拼裝場(chǎng)地布置：長(zhǎng)90 m×寬79 m，配置2臺(tái)300 t龍門(mén)吊，最大聯(lián)合抬吊質(zhì)量600 t，起吊高度達(dá)35 m 以上。根據(jù)節(jié)段重量及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要布置能夠滿(mǎn)足承重要求的鋼支墩。并且要把跳板，試拼工具，腳手架以及測(cè)量設(shè)備等工具準(zhǔn)備好，為高空作業(yè)人員配備安全帶、安全纜繩等安全保護(hù)設(shè)施［11-13］。

3.3 技術(shù)要求及工藝順序

按設(shè)計(jì)參數(shù)擺放拼裝支墩，鐵路節(jié)段梁用運(yùn)梁平板車(chē)就位，腹桿及公路節(jié)段梁用龍門(mén)吊吊裝就位，弦桿箱口對(duì)接處采用拼板縮進(jìn)法拼裝，預(yù)拼于有填板側(cè)，兩側(cè)臨時(shí)支撐保證GL-A65 和GL-A68 安全。每個(gè)節(jié)段在試拼完成后，都要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，包括主桁片中心距離、桁高、旁彎、節(jié)間長(zhǎng)度、對(duì)角線差等。值得注意的是：此處的對(duì)角線差不僅為試拼整體對(duì)角線差，還包括上下平面每個(gè)節(jié)段之間以及兩端的橫斷面之間的對(duì)角線差。以上質(zhì)量點(diǎn)要全部合格才可以繼續(xù)下一節(jié)段拼裝。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁立體試拼裝步驟順序（見(jiàn)圖3）：

（1）先用運(yùn)梁平板車(chē)將TL-E67運(yùn)由一側(cè)就位；

（2）將TL-E66、TL-E65連續(xù)拼裝就位；

（3）用龍門(mén)吊預(yù)裝所有腹桿；

（4）吊裝GL-A66，與腹桿拼裝；

（5）吊裝GL-A66a，與腹桿和GL-A66 段拼裝，吊裝GL-A67與腹桿和GL-A66a拼裝；

（6）對(duì)稱(chēng)拼裝GL-A65 和GL-A68，用臨時(shí)支撐固定，完成全部節(jié)段立拼。

在試拼裝過(guò)程要設(shè)置控制質(zhì)量的項(xiàng)點(diǎn)，并且每次拼完1個(gè)節(jié)段，都要對(duì)其進(jìn)行全面檢測(cè)，目的是避免誤差累計(jì)，每次檢測(cè)合格后繼續(xù)下一節(jié)段的拼裝。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁立體試拼裝完成效果見(jiàn)圖4。

需特別注意的是：在進(jìn)行螺栓孔定位時(shí)，需要在栓孔即將重合時(shí)（偏差在10 mm 之內(nèi)），插入撬棍將孔撥正，之后采用吊鉤轉(zhuǎn)動(dòng)桿件，將孔群全部對(duì)應(yīng)，最后將沖釘輕輕敲入，禁止用強(qiáng)迫入孔的方式對(duì)孔。試裝時(shí)，板層之間必須密貼，并且沖釘和螺栓不應(yīng)該分別少于栓孔總數(shù)的10%和20%；每個(gè)螺栓孔都要用試孔器進(jìn)行檢測(cè)。且試裝檢測(cè)時(shí)，應(yīng)避開(kāi)日照的影響。

3.4 節(jié)段精度檢查

用激光經(jīng)緯儀和鋼尺檢查試拼裝尺寸，試拼裝長(zhǎng)度允許偏差±5 mm，節(jié)間長(zhǎng)度允許偏差±2 mm，平面對(duì)角線差允許偏差±6 mm，桁高允許偏差±2 mm，桁寬允許偏差±6 mm，拱度允許偏差±3 mm，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)點(diǎn)尺寸均在允許偏差范圍內(nèi)且栓孔率達(dá)到100%。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁立體試拼裝滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求。

圖3 立體試拼裝順序

圖4 立體試拼裝完成效果

4 結(jié)束語(yǔ)

蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋箱桁組合梁立體試拼裝順利通過(guò)首件驗(yàn)收，并獲得業(yè)主的B級(jí)表?yè)P(yáng)。試拼裝中各主要控制項(xiàng)點(diǎn)如：主桁片中心距離、桁高、旁彎、節(jié)間長(zhǎng)度、對(duì)角線差等的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)全部在允許的偏差范圍內(nèi)，且試拼中的桿件全部是在自由狀態(tài)下進(jìn)行的，具有較好的板層貼合情況，栓孔通過(guò)率等均符合標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，桿件設(shè)計(jì)及制造方案可行、工藝合理、工裝設(shè)計(jì)功能完備對(duì)橋址架設(shè)有重要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后相同類(lèi)型的鋼箱鋼桁組合梁施工具有借鑒意義。