1 工程概況

嘉興市區(qū)中環(huán)快速路新建高架龍鳳橋在原龍鳳橋之上，跨越京杭大運(yùn)河，是一種橋上結(jié)構(gòu)橋。橋梁跨徑為（65＋95＋65）m，橋長225 m，橋?qū)?5 m，多箱單室連續(xù)梁橋，由主縱梁、橫梁及Ⅰ字加勁肋組成UHPC結(jié)構(gòu)組合梁，鋼箱梁上翼緣及橫梁頂面設(shè)置剪力鍵與混凝土橋面板連為整體。新建高架龍鳳橋和原龍鳳橋橫向布置見圖1。

圖1 新建高架龍鳳橋和原龍鳳橋橫斷面

2 安裝方案確定

鋼箱梁安裝方式有自行式吊機(jī)整體架設(shè)法、門架式吊機(jī)整孔架設(shè)法、支架架設(shè)法等。采用何種方式，要根據(jù)跨徑大小、場(chǎng)地布置、交通情況、起吊能力等條件來確定［1］。新建高架龍鳳橋橋墩最大高度16.80 m，最大跨徑95 m，最大跨度單體吊裝重量320 t。墩身高，跨度大，吊裝噸位大，對(duì)吊裝設(shè)備提出了較高的要求。受原龍鳳橋橋面寬度和場(chǎng)地東側(cè)高壓線空間限制，門架式吊機(jī)整孔架設(shè)法難以實(shí)施。通過多次勘察現(xiàn)場(chǎng)及反復(fù)論證，結(jié)合實(shí)際條件和多年的施工實(shí)踐，采用支架架設(shè)法安裝鋼箱梁。通過合理設(shè)計(jì)吊裝節(jié)段，工廠內(nèi)分塊加工制造，現(xiàn)場(chǎng)分段環(huán)口處搭設(shè)臨時(shí)支架，施工全過程監(jiān)測(cè)，JQ40m/180t架橋機(jī)對(duì)梁體分段安裝?？v向分段長度滿足焊縫錯(cuò)開原則，共分9個(gè)節(jié)段，長度20.15～29.5 m，高度3.3～5.3 m；橫向分片滿足架橋機(jī)工作時(shí)的有效寬度，共分為4個(gè)節(jié)片，寬度3.2～3.5 m。分片最大吊裝重量107.3 t。縱向分段布置見圖2。

3 臨時(shí)支架體系

全橋縱向設(shè)13排臨時(shí)支架，用于鋼箱梁支撐和架橋機(jī)前支腿支撐。其中1#至11#支墩將鋼箱梁臨時(shí)支架作為架橋機(jī)的前支腿支撐，并作為鋼箱梁和架橋機(jī)橫向軌道支撐，12#至13#支撐為架橋機(jī)軌道支撐，臨時(shí)支架縱向布置和鋼箱梁分段見圖2。

圖2 臨時(shí)支架縱橋向布置和鋼箱梁分段

3.1 臨時(shí)支架設(shè)計(jì)

臨時(shí)支架采用型鋼組合支架。支架從下至上依次為混凝土基礎(chǔ)、鋼管格構(gòu)柱、橫向分配梁、架橋機(jī)軌道、鋼箱梁支撐短柱。臨時(shí)支架基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，C30混凝土，配雙層Φ20@200 mm鋼筋網(wǎng)片，基礎(chǔ)高度為300 mm。鋼管格構(gòu)柱采用Φ500×12 mm鋼管，柱間平聯(lián)采用20#槽鋼，斜聯(lián)采用16#槽鋼。在鋼管柱底部設(shè)置下封板，下封板與鋼管柱焊接連接，下封板與混凝土基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼板焊接。橫向分配梁采用H600×200型鋼雙拼，架橋機(jī)軌道直接放置在橫向分配梁表面固定。鋼箱梁支撐短柱采用砂箱（活動(dòng)結(jié)構(gòu)）和調(diào)節(jié)短柱（固定結(jié)構(gòu)），調(diào)節(jié)短柱采用25#工字鋼，砂箱采用￠200 mm鋼管，鋼箱梁安裝時(shí)采用調(diào)節(jié)短柱臨時(shí)焊接固定（確保鋼箱梁節(jié)段穩(wěn)定安全），后期落架時(shí)采用砂箱結(jié)構(gòu)。同一組支墩的兩支分配梁頂面一支設(shè)調(diào)節(jié)短柱，另一支設(shè)砂箱結(jié)構(gòu)。8號(hào)臨時(shí)支架示意圖見圖3。

圖3 8號(hào)臨時(shí)支架示意

在支架頂端的H型鋼橫撐上搭設(shè)施工平臺(tái)，順橋向滿鋪菱形鋼網(wǎng)片作為腳手板，兩端支撐在鋼管柱橫撐上，腳手板與橫撐槽鋼用鐵絲綁扎固定，腳手板距梁底1.5 m左右，在平臺(tái)四周設(shè)腳手鋼管防護(hù)欄桿。防護(hù)欄桿高1.2 m，欄桿外掛密目網(wǎng)以防高空墜物。在鋼管格構(gòu)柱上用Φ14 mm螺紋鋼焊接U形爬梯，垂直間距500 mm，每組承重支架與其中1根鋼管焊接，供操作人員上下操作平臺(tái)用。另設(shè)1架獨(dú)立鋼制梯子，采用10#槽鋼作主梁，槽鋼間采用Φ20 mm鋼筋作踏步桿。

3.2 臨時(shí)支架安裝

1）澆筑混凝土基礎(chǔ) 基礎(chǔ)采用C30混凝土，配雙層Φ20@200 mm鋼筋網(wǎng)片，考慮橋面板強(qiáng)度和減小整體支撐重量，基礎(chǔ)高度設(shè)計(jì)為300 mm。

2）現(xiàn)場(chǎng)拼裝制作鋼管格構(gòu)柱鋼管格構(gòu)柱采用Φ500 mm×12 mm鋼管，根據(jù)橋梁與臨時(shí)支架基礎(chǔ)高程計(jì)算支架高度，配置相應(yīng)長度鋼管。鋼管格構(gòu)柱支架在現(xiàn)場(chǎng)拼裝制作，在地面組拼完成后整體安裝。

3）鋼管格構(gòu)柱與預(yù)埋鋼板連接 鋼管格構(gòu)柱與基礎(chǔ)預(yù)埋鋼片的連接采用焊接固定。

4）臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)搭設(shè) 每組鋼管格構(gòu)柱支撐上焊接一架簡(jiǎn)易爬梯，結(jié)構(gòu)形式與上下塔吊爬梯類似。搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)，腳手板采用菱形鋼網(wǎng)片，作為分配梁及調(diào)節(jié)短柱安裝時(shí)作業(yè)人員的操作平臺(tái)，平臺(tái)四周設(shè)腳手架鋼管護(hù)欄。

5）安裝柱頂分配梁和支撐短柱 作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)完成后，安裝分配梁和支撐短柱，鋼管柱、分配梁和支撐短柱的連接均采用焊接固定。雙拼H型分配梁在地面拼裝完成后再進(jìn)行安裝，調(diào)節(jié)短柱焊接固定在分配梁上。調(diào)節(jié)短柱長度預(yù)留切割量，待鋼箱梁吊裝時(shí)根據(jù)底板線形切割預(yù)留量。

3.3 臨時(shí)支架拆除

鋼箱梁整體卸載落架后，拆除臨時(shí)支墩。拆除程序：調(diào)節(jié)短柱割除→砂箱卸載落架→拆除砂箱結(jié)構(gòu)→分配梁拆除→格構(gòu)柱拆除→基礎(chǔ)拆除。

縱橋向拆除順序?yàn)橄戎锌绾筮吙?，邊跨拆除時(shí)對(duì)稱進(jìn)行，跨內(nèi)拆除時(shí)先中間后兩邊。橫橋向拆除順序?yàn)橄葍蓚?cè)后中間，同一支墩拆除時(shí)，橫向所有支墩點(diǎn)拆除完畢，再向縱向推移。

4 鋼箱梁吊裝

鋼箱梁吊裝工藝流程：現(xiàn)場(chǎng)勘察測(cè)量→臨時(shí)支架安裝（含基礎(chǔ)施工）→架橋機(jī)進(jìn)場(chǎng)及拼裝（小樁號(hào)側(cè)）→A節(jié)段鋼箱梁進(jìn)場(chǎng)報(bào)檢→A節(jié)段鋼箱梁架設(shè)（含橫梁）→A節(jié)段定位及報(bào)檢→A節(jié)段與橫梁焊接固定→B節(jié)段鋼箱梁進(jìn)場(chǎng)報(bào)檢→B節(jié)段鋼箱梁架設(shè)（含橫梁）→B節(jié)段定位及報(bào)檢→B節(jié)段與A節(jié)段縱向焊接→B節(jié)段橫梁焊接固定→再依次進(jìn)行C、D、E節(jié)段安裝及焊接→架橋機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)至大樁號(hào)側(cè)拼裝→J節(jié)段鋼箱梁進(jìn)場(chǎng)報(bào)檢→J節(jié)段鋼箱梁架設(shè)（含橫梁）→J節(jié)段定位及報(bào)檢→J節(jié)段與橫梁焊接固定→I節(jié)段鋼箱梁進(jìn)場(chǎng)報(bào)檢→I節(jié)段鋼箱梁架設(shè)（含橫梁）→I節(jié)段定位及報(bào)檢→I節(jié)段與J節(jié)段縱向焊接→I節(jié)段橫梁焊接固定→再依次進(jìn)行H、G節(jié)段安裝及焊接→合龍段F節(jié)段安裝及焊接→梁段安裝過程中同步進(jìn)行橋面板和挑臂安裝及焊接→全橋安裝完成后臨時(shí)支架卸載→臨時(shí)支架拆除。

5 各種工況下力學(xué)計(jì)算和監(jiān)測(cè)措施

5.1 各種工況下力學(xué)計(jì)算

用橋梁專業(yè)分析軟件Midas Civil 2015建立架橋機(jī)工作時(shí)臨時(shí)支架各種工況模型。計(jì)算架橋機(jī)在吊裝、沖跨時(shí)臨時(shí)支架與地面橋的承載力和變形，臨時(shí)支架的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)。計(jì)算結(jié)果均在允許工作范圍內(nèi)。

5.2 施工監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)架梁過程中臨時(shí)支架基礎(chǔ)和格構(gòu)柱沉降、格構(gòu)柱豎向壓縮變形量和抗傾覆穩(wěn)定，地面原龍鳳橋的承載力和變形，建立臨時(shí)支架在架梁過程中的預(yù)警系統(tǒng)。

1）監(jiān)測(cè)時(shí)間：鋼箱梁架設(shè)全過程階段。

2）臨時(shí)支架基礎(chǔ)和格構(gòu)柱沉降監(jiān)測(cè)：臨時(shí)支架基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于柱腳位置，格構(gòu)柱沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于柱頂位置，在臨時(shí)支架安裝完成、梁段吊裝過程、梁段吊裝完成后分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)。臨時(shí)支架基礎(chǔ)累計(jì)變形量不大于5 mm，格構(gòu)柱沉降監(jiān)測(cè)分段吊裝前后沉降差不大于5 mm，格構(gòu)柱豎向壓縮變形量不大于高度的1/1000［2］。

3）分配梁變形監(jiān)測(cè)：H型鋼分配梁受載后撓度值不大于跨度的1/400［2］。

4）地面龍鳳橋承載力和變形監(jiān)測(cè)：應(yīng)變和撓度值在允許范圍內(nèi)。

6 結(jié)語

嘉興市區(qū)快速路高架龍鳳橋通過設(shè)置臨時(shí)支架、架橋機(jī)架設(shè)鋼箱梁、全過程監(jiān)測(cè)方式，優(yōu)質(zhì)高效地完成了箱梁施工。鋼箱梁橋的平面位置、標(biāo)高和預(yù)拱度均在設(shè)計(jì)和規(guī)范允許范圍內(nèi)。在既有橋梁上采用支架法架設(shè)鋼箱梁施工時(shí)，既有橋梁承載力是否滿足要求是方案實(shí)施的關(guān)鍵。本工程原龍鳳橋荷載試驗(yàn)檢測(cè)成果其承載力和變形滿足要求，且具有較大安全儲(chǔ)備，為支架法施工提供了技術(shù)支撐。該架設(shè)施工技術(shù)可行，操作安全可靠，提高了工作效率，縮短了施工工期，解決了因橋位空間限制傳統(tǒng)起重方式難以完成的吊裝等問題，可供大跨度變截面鋼箱梁橋在類似條件下安裝施工參考。