陳偉康， 尹春明， 劉宗鋒

(1.安徽省交通控股集團有限公司，安徽 合肥 230088；2.中鐵山橋集團有限公司，河北 秦皇島 066200)

1 工程簡介

G3W德州至上饒高速公路池州至祁門段是安徽省規(guī)劃的“縱三”高速公路的一段。本項目起點位于貴池區(qū)涓橋鎮(zhèn)，順接在建池州長江公路大橋和滬渝高速交叉處的殷家匯樞紐互通，終點位于祁門縣金字牌鎮(zhèn)，與黃祁高速交叉，路線全長約91.656 m。

2 工程特點

鋼板梁跨徑分為40 m、35 m和30 m跨徑，縱梁間采用焊接形式，橫梁和縱梁采用高強度螺栓進行栓接。鋼板梁采用Q345qD鋼材，鋼護欄結構采用Q345D鋼材。

鋼板梁主縱梁為工型結構，由頂板、底板、腹板、縱向加勁板及豎向加勁板構成。

主縱梁采用雙工字鋼板梁，單幅組合梁橋面寬12.25 m，雙幅全寬25.5 m。鋼主梁采用Q345qD 工字形直腹板鋼板梁，鋼主梁標準間距6.7 m，鋼主梁高度為2.1 m，如圖1所示。

圖1 主桁橫斷面圖

本合同段共計11座鋼板梁,鋼板梁總線路長度8 535 m，7座橋梁有水平曲線、豎曲線、緩和曲線、超高、橫坡、縱坡，空間線型復雜，制造、拼裝難度較大,如圖2所示。

圖2 橋梁平、立面圖

混凝土橋面板和鋼主梁采用集束式焊釘連接；主梁間采用栓接橫梁，跨內(nèi)小橫梁間距為8.0 m，支點位置加密至4.0 m，小橫梁梁高為500 mm。中支點、邊支點分別設置中橫梁、端橫梁，中橫梁高1 100 mm，端橫梁高1 100 mm,如圖3所示。

圖3 鋼板梁立體圖

3 現(xiàn)場拼裝技術

3.1 拼裝方案概述

本工程鋼板梁橋分為3～5聯(lián)，每聯(lián)為3跨或4跨連續(xù)梁，每聯(lián)之間設置伸縮縫。根據(jù)本橋結構特點，綜合考慮運輸因素的限制，鋼板梁主梁在制造廠內(nèi)進行分段制作，鋼板梁主縱梁每跨分為A、B、C、D四段，每跨超出橋墩1 m。在橋址拼裝場進行焊接連接，分段方案以3跨連續(xù)梁為例加以闡述，如圖4、圖5所示。

圖4 鋼板梁每聯(lián)分段示意

圖5 鋼板梁每跨分段示意

鋼板梁安裝總體方案為在橋址適當位置設置鋼板梁拼裝場，布置拼裝胎架，鋼板梁廠內(nèi)分節(jié)段制作成完成后，運輸至橋位拼裝場。在胎架上將鋼板梁拼裝成整跨吊裝單元,使用架橋機或者吊車進行架設。

3.2 拼裝場布置

拼裝場共包含鋼板梁散件存放區(qū)和鋼板梁拼裝區(qū)兩個功能區(qū)，如圖6所示。鋼板梁首先運至11座橋址的存梁場，由存梁場倒運至拼裝胎位。胎位分為30 m、35 m、40 m不同長度的胎位，根據(jù)架設梁段實際長度調(diào)整胎位支墩位置。胎位設計及吊裝時應考慮有水平曲線的梁段寬度變大。拼裝流程為主縱梁接長——報驗——橫梁安裝——整體報驗。

圖6 鋼板梁拼裝場布置圖

3.3 拼裝胎架設計

由于大部分鋼板梁橋處于復雜空間曲線上，設計胎架時較為復雜。實際拼裝時有兩種方案備選，第一種方案對胎架線型可以模擬橋墩實際位置進行布置，第二種方案對整個吊裝梁段坐標系旋轉至水平狀態(tài)進行布置。

第一種方案三維坐標計算簡單，施工中簡便快捷，對施工人員要求較低，缺點為梁段縱坡較大時，胎架高差較大。第二種方案三維坐標計算復雜，施工時對胎架高程改動小，后期檢測矯正線型計算非常復雜。

第一種方案胎架設計時采用鋼支墩支撐鋼板梁，通過牙板調(diào)整高程。地面畫地線，使用線錘及經(jīng)緯儀控制水平曲線，高程使用水準儀控制。此方案對人員設備要求低，但每次都需改地樣及胎架。第二種方案直接使用全站儀測量頂面控制點三維坐標值，使用儀器直接控制平面線型和高程，但對全站儀的精度及測量環(huán)境及人員要求較高。

吊裝梁段水平投影有緩和曲線及圓曲線等，地面投影為扇形，胎架立柱高度不同。如圖7～圖9所示。

圖7 曲線鋼板梁吊裝梁段支墩平面布置圖

圖8 曲線鋼板梁吊裝梁段支墩立面布置圖

圖9 曲線鋼板梁吊裝梁段支墩現(xiàn)場拼裝照片

現(xiàn)場拼裝胎架設計的技術要求：

(1) 胎架縱向各點標高應考慮設計給定的縱坡、橫坡、預拱度線形設計、豎曲線。

(2) 胎架基礎必須有足夠的承載力，確保在使用過程中不發(fā)生沉降。胎架要有足夠的剛度，不能隨鋼板梁梁段拼裝時重量的增加而產(chǎn)生變形，造成鋼板梁梁段變形或使鋼板梁節(jié)段有較大的安裝應力。

(3) 在胎架上設置縱、橫基線和基準點，以控制梁段的位置及高度，確保各部分尺寸和立面線形。胎架外設置獨立的基線、基點，以便隨時對胎架進行檢測。組裝過程中，應由各基準點控制每一個被安裝的部件的位置及高程并且都要在允許的誤差范圍內(nèi)，以保證鋼板梁段整體尺寸的精度。

(4) 主縱梁組裝完成后測量線型，確認無誤后方可焊接。

(5) 胎架場地布置在龍門吊內(nèi)側土基路面上，場地清表后推平、壓實，對鋼板梁兩側2 m 寬度范圍內(nèi)地基進行換填處理，以防止基礎在安裝過程中發(fā)生較大沉降。換填地基采用50 cm厚碎石墊層，上澆一層大于15 cm厚C20混凝土地坪，在混凝土面層上用C20混凝土澆筑11.5 m×0.6 m支墩找平層，厚度不小于0.1 m。

鋼板梁頂面線型應根據(jù)鋼板梁預拱度及梁段高差設置，拼裝胎架由36a的槽鋼焊接而成，胎架上根據(jù)工字組合梁的縱向線型焊接變高度的牙板，通過牙板來調(diào)整橋梁的縱向線型。

3.4 曲線鋼板梁吊裝梁段拼裝順序

根據(jù)本橋的結構特點，曲線鋼板梁吊裝梁段拼裝按照鋼板梁主梁就位→橫梁就位→下一節(jié)段的順序進行。

首先，在胎架上就位主梁，控制板梁間距。主縱梁組裝焊接拼長，自檢合格后報監(jiān)理檢測，如圖10所示。

圖10 主梁就位

其次，依次拼裝中間端橫梁、小橫梁、中橫梁，檢測對角線差、橫向坡度等，如圖11所示。

圖11 橫梁就位

然后，依次拼裝下一節(jié)段的橫梁、端橫梁，完成后檢測板梁間距、對角線差、跨距等關鍵項點，如圖12所示。

圖12 拼裝下一節(jié)段

拼裝尺寸檢測合格后施擰高栓。高栓施擰自檢合格后向監(jiān)理報檢，監(jiān)理確認合格后進行涂裝作業(yè)。連續(xù)梁每一跨在拼裝時嚴格控制長度尺寸，以避免后面連續(xù)梁尺寸累積誤差過大。

3.5 拼裝場鋼板梁測量控制

為了保證鋼板梁在拼裝過程中線形的準確，總拼胎架外要布設水準控制網(wǎng)，用來控制鋼板梁制造過程中所有測量點的高程，保證鋼板梁的線形。水準控制點要求布設在胎架外不受其它因素影響、基礎堅實可靠的地方。進行控制測量時，要求測得的控制網(wǎng)閉合差不大于2 mm(控制網(wǎng)的水準測量要偶數(shù)測站，應該對控制網(wǎng)進行多次測量，直至能給出準確數(shù)據(jù)為止)。水準控制網(wǎng)內(nèi)各個控制點的位置、高程數(shù)據(jù)均要記錄造冊，以供測量、監(jiān)測使用。水準控制網(wǎng)要不定期的進行檢測，確保測量數(shù)據(jù)的準確。

水平基準點設置在拼裝場兩側共設置4個點，設置標志塔和測量塔控制縱向軸線。鋼板梁現(xiàn)場施工測量包含平臺測量、梁段拼裝及調(diào)整、全線形控制等三維空間位置的精確定位，采用高精度經(jīng)緯儀和水準儀進行測量控制是測量工作中的重點。

地面使用地線控制整個拼裝尺寸。

第二個方案使用全站儀控制空間尺寸，在實際施工中發(fā)現(xiàn)全站儀精度較差。精度高的全站儀對測量環(huán)境要求較高，還需用別的測量方法檢驗矯正,所以在規(guī)?；┕r以第一種方案為主。

在拼裝場拼裝鋼梁時還需控制鋼板溫度，組裝及測量時盡量在早上5～8時或者沒有太陽的陰天進行。35 m鋼板梁受到太陽直射后溫度達到50°時長度將伸長10 mm以上。

4 結束語

本文介紹的拼裝技術經(jīng)過實際施工檢驗，梁段誤差較小,基本控制在5 mm以內(nèi),現(xiàn)場拼裝時間可以控制在5 d之內(nèi)，拼裝技術合理、高效。