劉亞麗

中鐵建大橋工程局集團第一工程有限公司，遼寧 大連 116033

1 引言

隨著鐵路交通的迅猛發(fā)展，新建鐵路跨越江河和既有公路、鐵路的工程越來越多。已往的跨河和跨公（鐵）路鐵路多采用較大跨度混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，采用下設(shè)防護棚+掛籃懸臂施工，或采用水平轉(zhuǎn)體法施工。但對于跨越交通繁忙的鐵路營業(yè)線，一方面受鐵路接觸網(wǎng)影響無法搭設(shè)防護棚，另一方面，長時間在營業(yè)線上方施工，對鐵路運營存在較大安全隱患?？鐮I業(yè)線也可設(shè)計為結(jié)構(gòu)較輕的鋼結(jié)構(gòu)，在天窗點利用大噸位履帶吊整孔吊裝，施工效率更高，對既有營業(yè)線影響也較小［1］。本文以新建贛深客?？缭郊扔芯┚盆F路線為例，介紹大型履帶吊整孔吊裝鋼梁的施工關(guān)鍵技術(shù)。

2 工程概況

2.1 工程簡介

新建贛深客專信豐特大橋位于江西省贛州市信豐縣境內(nèi)，起訖里程DK39+840.32～DK49+911.705，全橋長9650.55m，為雙線橋，由簡支梁+連續(xù)梁組成。贛深客專與既有京九鐵路線斜交，交角為32.65°，為減少施工對京九鐵路營運的干擾，信豐特大橋

226#墩采用門式橋墩與既有京九鐵路以56.95°夾角上跨，采用鋼蓋梁結(jié)構(gòu)，鋼蓋梁提前在工廠加工，鋼材采用Q345qD鋼，頂、底板厚度為36mm，腹板為28mm。鋼蓋梁尺寸為30.5m（長）×3.5m（寬）×2.8m（高），總重187t。鋼柱內(nèi)填充C40無收縮混凝土，門式墩上部橋梁為2孔32.6m簡支箱梁，采用預(yù)制架設(shè)施工工藝。

2.2 工程特難點

鋼蓋梁為贛深客運專線信豐特大橋重難點工程，其工程難度主要包括：

（1）鋼蓋梁自重大，跨徑長，對吊機的各項性能指標及施工作業(yè)人員的技術(shù)水平要求很高。

（2）鋼蓋梁和墩身的連接采用焊接工藝，對吊裝就位的精度要求高，同時對標高的控制要求也很高。

（3）既有京九鐵路車流量密度大，施工過程中需要與鐵路車站、信號、電務(wù)、行車、機務(wù)、調(diào)度等多個鐵路設(shè)備管理單位間相互配合，施工協(xié)調(diào)難度大、任務(wù)量大。

（4）跨越既有線施工作業(yè)時“天窗點”可利用時間有限，致使鋼蓋梁有效施工時間短。

3 總體施工方案

信豐特大橋226#門式墩鋼蓋梁采用工廠加工制造，現(xiàn)場拼裝，后用650T履帶吊整體吊裝方案。

具體施工步驟為：

（1）首先，硬化、加固拼裝與吊裝場地；

（2）工廠加工鋼蓋梁，運輸至現(xiàn)場拼裝；

（3）進行試吊裝；

（4）試吊后，封閉鐵路正式吊裝鋼梁，先進行梁體的空中旋轉(zhuǎn)，采用纜風(fēng)繩進行鋼蓋梁粗定位，再在兩側(cè)墩身平臺上采用手拉倒鏈對鋼蓋梁平面位置進行精調(diào)，精調(diào)至距離柱頂1cm后緩緩下落至柱頂設(shè)計位置；

（5）焊接固定鋼蓋梁。

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 吊裝場地加固、硬化處理

為保證650t履帶吊架設(shè)作業(yè)安全性，吊裝場地進行專項設(shè)計并加固：履帶吊單側(cè)履帶下實鋪路基箱板12塊，每塊箱板長6m，寬2.5m。通過分析鋼梁架設(shè)施工工況，選取控制性工況所受荷載，經(jīng)計算場地基礎(chǔ)承載力需大于96kPa。

場地施工采用挖掘機清除原場地內(nèi)松散土層至強風(fēng)化巖面，對地基承載力進行測試，滿足設(shè)計承載力后，回填A(yù)B組填料，分層填筑機械壓實。頂層采用C30砼面層，厚度20cm，在履帶吊站位16m×20m范圍內(nèi)，采用厚1m的C30砼擴大基礎(chǔ)作抗地基不均勻沉降措施。

圖1 吊裝場地布置圖

4.2 鋼蓋梁加工、運輸與拼裝

4.2.1 鋼蓋梁加工與運輸

充分考慮制造場地、吊裝能力、道路運輸、施工場地布置等因素，鋼蓋梁委托大連鴻偉船舶工程有限公司在贛州鋼結(jié)構(gòu)廠加工，通過船舶海運至xx港，再用車輛陸運至施工現(xiàn)場進行拼裝。

考慮鋼梁陸運便利，將鋼蓋梁橫向分成3段，分段長度為11m+10.5m+9m，重量為別為67.4t、64.4t、55.1t，進行下料、開坡口、組裝、焊接、拼焊剪力釘、涂裝、發(fā)運至現(xiàn)場。鋼蓋梁分段時，頂板、腹板、底板接口應(yīng)相互錯開，頂板與腹板錯開200mm，腹板與底板錯開200mm。

鋼梁加工的關(guān)鍵是控制鋼蓋梁涂裝工藝，首先采用噴砂(丸)的方法對鋼梁的表面進行除銹處理，按照GB8923規(guī)定的Sa3級的標準，將鋼梁表面的油污、鐵銹等雜物清理干凈。然后按TBT1527-2011第七套涂裝體系進行涂裝。涂裝具體要求如表1。

表1 鋼蓋梁涂裝要求

4.2.2 鋼蓋梁拼裝

各節(jié)段鋼蓋梁在施工場地準備完畢后，開始進行焊接拼裝。節(jié)段焊接工藝流程：NDT檢梁段就位→錯邊調(diào)整→底板、邊腹板定位→腹板焊接→頂、底板焊接→NDT檢測→底板、腹板、加勁肋嵌補段焊接→NDT檢測→過焊孔封堵。

鋼梁拼裝質(zhì)量主要由焊接工藝質(zhì)量決定，為確保鋼蓋梁的焊接質(zhì)量，對施工現(xiàn)場各節(jié)段焊接有如下要求：①梁段接口的對接焊縫要求熔透；②施工現(xiàn)場焊接環(huán)境周圍溫度易在+5℃以上，周圍相對濕度80%以下，雨天禁止露天施焊；③焊縫兩側(cè)經(jīng)除銹后24h內(nèi)，必須要進行焊接，目的是防止接頭再次生銹或污染。否則應(yīng)當重新除銹，然后再施焊。④在鋼箱內(nèi)采用CO2焊時，焊接作業(yè)人員要佩戴通氧氣的防護面罩，且配備相關(guān)通風(fēng)設(shè)施。

4.3 鋼蓋梁吊裝作業(yè)

4.3.1 吊機選型

根據(jù)現(xiàn)場條件及鋼蓋梁跨度、重量、外形尺寸，選用XGC650型履帶吊在要點的情況下進行架設(shè)施工，設(shè)置4個吊點，并且鋼絲繩選用6×61-D1-1850MPa?？紤]到設(shè)計的吊耳尺寸及鋼絲繩直徑，選擇美式螺栓插銷型號型85t卸扣。吊耳焊接在頂板上并設(shè)置在橫隔板位置上方，吊耳橫向間距25.12m，縱向間距1.8m，同時，組裝XGC650型履帶吊和輔助吊車采用1臺70t吊車配合。

結(jié)合施工場地布置，XGC650型履帶吊額定起吊能力為349t，主臂長度為60m、施工作業(yè)半徑為22m。吊裝安全系數(shù)=額定起吊重量/(鋼蓋梁總重+鋼索重量)=349/(187+15)=1.7，XGC650型履帶吊起吊能力滿足要求。

根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境和工作狀態(tài)對驗算最不利狀態(tài)下吊裝抗傾穩(wěn)定性、鋼絲繩受力、卸扣安全，均滿足規(guī)范和施工要求。同時，為防止鋼蓋梁吊裝時鋼蓋梁與大臂發(fā)生觸碰，按相似三角形原理進行相關(guān)驗算。在起吊高度為12m時，算得鋼蓋梁中心距大臂水平位移a=17.59m ＞30.5/2=15.25m，滿足吊裝要求。

4.3.2 鋼蓋梁試吊裝

為保證鋼蓋梁在吊裝過程中的絕對安全及各工序能正常運行。首先，在吊裝區(qū)起吊鋼蓋梁，大臂向遠離營業(yè)線側(cè)旋轉(zhuǎn)90°，再向相反方向旋轉(zhuǎn)90°落梁，模擬整個吊裝過程，通過試吊裝對吊裝作業(yè)的指揮系統(tǒng)、地基承載力、吊機性能、索具等進行測試，以指導(dǎo)正式吊裝施工。

表2 鋼蓋梁吊裝時間表

4.3.3 正式吊裝

XGC650履帶吊車進場后在信豐特大橋226#墩小里程左側(cè)就位，進行組裝和懸掛配重，履帶吊站位中心用全站儀放樣確定。鋼蓋梁吊裝共分兩步，步驟如下。

第一步：吊裝準備

XGC650履帶吊進場就位后進行組裝和懸掛配重，在線路封鎖命令下達前60min，吊車將架設(shè)鋼梁起吊離地面0.5m后，吊車空載行至吊裝位置，進行二次試吊確認。確認吊車、場地均無異常情況后，由指揮員下達起吊命令，起升速度控制在1.25m/min內(nèi)，高度超過既有設(shè)備0.5m停止。試吊完畢后等待封鎖、停電命令，并再次對吊車各部位性能進行檢查、確保正常。

第二步：吊裝作業(yè)

待封鎖及停電命令下達后，立即組織對鋼蓋梁進行吊裝，吊車將鋼蓋梁緩慢提升，借助人工輔助拉纜風(fēng)繩將鋼蓋梁順時針旋轉(zhuǎn)123°就位，直至設(shè)計標高落梁。連接固定后摘鉤離開，點外拆除超起配重。

4.4 連接固定

鋼蓋梁與墩柱之間連接包括臨時固結(jié)和最終焊接：在起吊前，預(yù)留孔采用螺栓擰緊，以起到臨時固結(jié)的作用；鋼蓋梁起吊后采用四根纜風(fēng)繩控制鋼蓋梁水平位置，到達預(yù)定距離鋼立柱頂1cm時暫時吊放，用倒鏈鎖緊四角，測量班進行平面位置復(fù)測，偏差采用倒鏈進行調(diào)整，直至精度滿足要求后，將鋼蓋梁緩慢下放；鋼橫梁就位后，及時焊接鋼柱底與墩頂連接鋼板［2］。另外，為了防止高溫焊接導(dǎo)致鋼板過熱變形，采用斷續(xù)焊工藝對鋼蓋梁與墩身進行焊接。

4.5 摘鉤

鋼蓋梁與鋼墩柱連接穩(wěn)固后，人員經(jīng)墩身旁旋轉(zhuǎn)爬梯、墩身外側(cè)爬架至鋼蓋梁頂部準備摘鉤，架梁指揮員下達摘鉤命令后，吊車緩慢收繩、轉(zhuǎn)臂、離開營業(yè)區(qū)。

5 結(jié)束語

本文以贛州至深圳鐵路客運專線信豐特大橋226#門式墩鋼蓋梁施工為例，系統(tǒng)的介紹鋼蓋梁制造與吊裝施工中的關(guān)鍵技術(shù)。通過采用文中的施工技術(shù)和工藝，信豐特大橋226#門式墩鋼蓋梁制造與吊裝順利完成，且施工中鋼梁定位準確、施工效率高，工程質(zhì)量和安全可靠，對其他大型鋼蓋梁制造與吊裝施工對類似工程具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。