徐 杰，胡元峰，唐 靖，武德智，劉小龍

（1.中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131；2.海波重型工程科技股份有限公司，湖北 武漢 430207）

0 引 言

某橋梁項(xiàng)目跨越繁忙內(nèi)河，連接南側(cè)學(xué)校與北側(cè)商業(yè)廣場(chǎng)。通道全長(zhǎng)為405 m，其中主橋?yàn)?20 m桁架橋，引橋?yàn)楹?jiǎn)支鋼箱梁橋，南側(cè)為79 m，北側(cè)為106 m，橋梁與河道斜交31.6°（右斜）。南北兩端各設(shè)置一對(duì)坡道和一對(duì)踏步，詳見(jiàn)圖1 所示。

圖1 主橋橋型布置圖（單位：cm）

主橋起止墩號(hào)2#～5#，跨徑組合為（50+120+50）m，橋梁凈寬10 m。主橋采用連續(xù)桁架結(jié)構(gòu)，兩榀桁架間采用橫梁、風(fēng)撐連接，主桁下弦桿采用800 mm×1 000 mm 截面，主桁上弦桿采用800 mm×600 mm 截面或600 mm×600 mm 截面，斜腹桿采用800 mm×800 mm、800 mm×600 mm、800 mm×400 mm截面，斜腹桿及桁架節(jié)點(diǎn)板整體位于曲面上。直腹板采用800 mm×600 mm、800 mm×400 mm 截面，板厚有40 mm、30 mm、20 mm 三種，主桁架整體位于半徑為37 m 的圓曲線上[1]。主墩采用花瓶墩，邊墩采用柱式墩+蓋梁形式，詳見(jiàn)圖2 所示?，F(xiàn)對(duì)主橋的施工進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖2 主橋橫斷面示意圖（單位：cm）

該項(xiàng)目施工關(guān)鍵技術(shù)有：（1）陸地汽車(chē)吊吊裝部分匹配臥拼成吊裝分段吊裝；（2）河道浮吊吊裝部分整體立拼成大節(jié)段吊裝，立拼以運(yùn)輸分段散拼；（3）陸地區(qū)域斜腹桿橋位散裝，河道斜腹桿立拼全拼裝；（4）風(fēng)撐拼裝成“K”型件后吊裝。下文對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 總體施工工藝介紹

主橋一跨跨越河道，受兩岸道路和建筑的影響施工拼裝場(chǎng)地有限，主橋主桁梁部分1～3、7～9 節(jié)段采用350 t 汽車(chē)吊吊裝，先吊裝橋面系（包括橋面和縱橫梁），再吊裝主桁梁片體分段（主桁梁先臥拼成單節(jié)間或多節(jié)間吊裝片體，經(jīng)倒轉(zhuǎn)至橋位附近后再吊裝），然后吊裝斜腹桿，最后吊裝風(fēng)撐，詳見(jiàn)圖3 所示。中跨4～6 節(jié)段采用500 t 浮吊吊裝，沿河岸場(chǎng)地進(jìn)行立拼，先拼縱、橫梁，再拼橋面板，然后拼裝下弦、直腹桿、上弦桿，然后拼裝斜腹桿，最后拼裝風(fēng)撐成整體大節(jié)段后吊裝，詳見(jiàn)圖4 所示。

圖3 邊跨吊裝順序圖

圖4 中跨整體吊裝截面示意圖

主橋兩岸同時(shí)對(duì)稱施工，按先邊跨再中跨[（L3→L2→L1）/（L7→L8→L9）→L4→L6→L5]的施工順序進(jìn)行安裝、焊接，完成合格后再補(bǔ)涂油漆和最后一道面漆施工，完成主橋鋼結(jié)構(gòu)施工，詳見(jiàn)圖5 所示。

圖5 主橋節(jié)段吊裝順序圖

2 臨時(shí)支墩、吊點(diǎn)布置及輔助工裝設(shè)計(jì)

2.1 臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)

主橋邊跨汽車(chē)吊吊裝的臨時(shí)支墩結(jié)構(gòu)形式為格構(gòu)柱形式。單個(gè)分段拼裝支架主要由φ630×10 mm鋼管通過(guò)角鋼∠100×6 mm，槽鋼[20a 連接而成的拼裝支架，頂部采用雙拼H600×300 型鋼，H 型鋼上部與調(diào)平鋼管焊接。全橋支架在橫梁頂部設(shè)置φ273 mm×8 mm 的調(diào)平鋼管，同時(shí)每套拼裝支架上部設(shè)置25 t 液壓千斤頂，可對(duì)鋼桁梁高度進(jìn)行調(diào)整，底部采用現(xiàn)澆混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，詳見(jiàn)圖6 所示。

圖6 主橋邊跨陸地臨時(shí)支墩橫斷面圖（單位：mm）

主橋中跨水中采用φ630×10 mm 鋼管樁基礎(chǔ)，上部臨時(shí)支墩采用與邊跨相同的結(jié)構(gòu)形式，詳見(jiàn)圖7所示。所有鋼材材質(zhì)為Q235。經(jīng)受力計(jì)算，臨時(shí)支墩剛度、橫梁立柱強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范要求，確保施工安全。

圖7 主橋中跨水中臨時(shí)支墩橫斷面圖（單位：mm）

2.2 吊點(diǎn)布置設(shè)計(jì)

主桁梁分段為異形結(jié)構(gòu)，吊裝重心采用三維建模精準(zhǔn)查找[3]，但由于主桁梁為內(nèi)傾結(jié)構(gòu)，吊點(diǎn)重心線不在上弦頂面，為保證主桁梁片體起吊平衡，上弦頂面布置2 個(gè)主吊耳，下弦外弧腹板上布置2 個(gè)調(diào)平吊耳，采用長(zhǎng)短鋼絲繩和30 t 手拉葫蘆配合調(diào)整起吊平衡姿態(tài)，詳見(jiàn)圖8 所示。

圖8 單雙節(jié)間和單節(jié)間吊耳布置圖

浮吊吊裝的整體大節(jié)段（4、5、6 節(jié)段）采用8 吊耳進(jìn)行吊裝，通過(guò)三維查找重心，吊耳分布于左、右上弦拱頂位置，上弦內(nèi)側(cè)橫向布有風(fēng)撐和臨時(shí)橫撐結(jié)構(gòu)，確保吊裝時(shí)大節(jié)段變形在可控范圍內(nèi)，詳見(jiàn)圖9 所示。

圖9 整體大節(jié)段吊耳布置圖（單位：mm）

散吊斜腹桿采用相同方法找準(zhǔn)重心，在斜腹桿頂板面布置2 個(gè)吊耳，通過(guò)長(zhǎng)短鋼絲繩和10 t 手拉葫蘆配合調(diào)整安裝角度，詳見(jiàn)圖10 所示。

圖10 斜腹桿吊耳布置圖

上述所采用的吊耳均按規(guī)范要求計(jì)算滿足受力要求，吊耳與主結(jié)構(gòu)間的焊縫按熔透進(jìn)行焊接，雙面附加8 mm 焊角，采用超聲波BⅠ探傷合格后方可使用。

2.3 輔助工裝設(shè)計(jì)

2.3.1 臨時(shí)匹配件設(shè)計(jì)

為保證4、5、6 節(jié)段立拼散裝鋼桁梁定位精準(zhǔn)，在直腹桿環(huán)口位置設(shè)置臨時(shí)匹配件固定連接，匹配件結(jié)構(gòu)形式詳見(jiàn)圖11 所示。采用厚度為20 mm 鋼板制作而成，匹配件與腹桿焊接連接，焊角為8 mm，拼裝定位時(shí)采用M24 沖釘固定。

圖11 臨時(shí)匹配件示意圖

2.3.2 定位施工平臺(tái)設(shè)計(jì)

邊跨橋位吊裝主桁梁片體分段時(shí)，定位連接只有下弦與橫梁位置，上弦橫向無(wú)任何連接。為保證左、右主桁梁片體吊裝能形成穩(wěn)定連接體系，專門(mén)設(shè)計(jì)了臨時(shí)橫向門(mén)字架。門(mén)字架結(jié)構(gòu)采用H294×200型鋼制作，全橋直腹桿位置均需設(shè)置，與主桁梁片體間采用連接板焊接固定。在門(mén)字架上部縱橋向采用[20 型鋼連接成整體，并鋪設(shè)鋼跳板(主桁梁左、右兩側(cè)均鋪設(shè))；采用φ16 鋼筋作爬梯籠用于施工人員上下，詳見(jiàn)圖12 所示。該臨時(shí)門(mén)架支撐即起支撐穩(wěn)固作用，又可用作臨時(shí)平臺(tái)。該門(mén)字架也適用于中跨4/5/6 節(jié)段立拼。

圖12 門(mén)字架示意圖（單位：mm）

2.3.3 臨時(shí)橫支撐設(shè)計(jì)

采用浮吊吊裝節(jié)段，4/6 節(jié)段頂部有風(fēng)撐，5 節(jié)段頂部無(wú)風(fēng)撐，需設(shè)置臨時(shí)橫撐，經(jīng)計(jì)算采用雙拼H400×300×10×16 的型鋼連接成整體即可滿足要求，詳見(jiàn)圖13 所示。

圖13 臨時(shí)橫撐示意圖

2.3.4 焊接作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)

主桁梁上弦焊接位置施工平臺(tái)，采用規(guī)格為∠50×5 和[14a 掛籠及鋼跳板組成施工平臺(tái)。掛籠布置在桿件兩端頭，吊裝前點(diǎn)焊固定在桿件頂板上，隨桿件一起安裝在橋位，栓接完畢后拆除。另在上弦桿頂板外側(cè)搭設(shè)鋼筋爬梯及護(hù)欄作施工通道，詳見(jiàn)圖14 所示。

圖14 焊接作業(yè)平臺(tái)及安全護(hù)欄示意圖

3 主桁梁臥拼施工工藝介紹

主橋左、右側(cè)主桁梁工廠制作時(shí)均已按輪次匹配試拼裝，報(bào)驗(yàn)合格后汽運(yùn)發(fā)往工地，工地橋位吊裝前再將1～3、7～9 節(jié)段按節(jié)段匹配臥拼成吊裝分段（中跨4/5/6 節(jié)段除外）。單節(jié)段采用H400×300 拼裝橫梁、連接撐、調(diào)節(jié)模板等組成臥拼胎架，橫梁與地面采用膨脹螺栓連接。拼裝橫梁需布置在鋼結(jié)構(gòu)橫隔板處。臥拼時(shí)先組裝下弦，再組裝上弦，最后組裝腹桿，詳見(jiàn)圖15 所示。工地臥拼采用將廠內(nèi)試線型還原的方法進(jìn)行施工，主控桁高、桁寬及節(jié)段與節(jié)段間的開(kāi)口尺寸。

圖15 主桁梁臥拼示意圖

4 主桁梁立拼施工工藝介紹

主橋主桁梁4、5、6 節(jié)段沿河岸布置胎架進(jìn)行立拼，縱向布置H400×300 拼裝橫梁、連接撐（[14a 和∠75×5 型鋼）、調(diào)節(jié)模板（φ273×8 和[14a）等組成立拼胎架，橫梁與地面采用膨脹螺栓連接，詳見(jiàn)圖16所示。拼裝橫梁需布置在鋼結(jié)構(gòu)橫隔板處。立拼時(shí)，先組裝橫梁，再組裝橋面板，然后組裝下弦、直腹桿、上弦，然后組裝斜腹桿，最后組裝風(fēng)撐。直腹桿與下、上弦采用匹配件定位，并通過(guò)控制半寬尺寸確保主桁梁縱向線型，復(fù)測(cè)與之相接節(jié)段的桁高、桁寬，立拼節(jié)段端口尺寸控制在精度要求范圍內(nèi)，確保吊裝環(huán)口均能合上。立拼節(jié)段需在岸上完成油漆補(bǔ)涂和外表面油漆涂裝后再進(jìn)行吊裝。

圖16 主桁梁立拼示意圖

5 橋位吊裝施工工藝介紹

該項(xiàng)目主橋采用兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)施工工藝，互不干擾。同一節(jié)段左、右側(cè)拱吊裝定位完成后方可進(jìn)入下一節(jié)段的吊裝。南岸施工順序?yàn)長(zhǎng)3→L2→L1，北岸施工順序?yàn)長(zhǎng)7→L8→L9。中跨大節(jié)段L4、L5、L6吊裝前必須將L2、L3、L7、L8 節(jié)段吊裝焊接完成后方可施工，L1、L9 節(jié)段與中跨吊裝施工不沖突，可同時(shí)施工。全橋整體施工步驟如下：

（1）復(fù)查永久支墩標(biāo)高、軸線，并進(jìn)行南北兩側(cè)拼裝場(chǎng)地硬化處理及河道施工區(qū)域清淤處理，清淤后水深不得小于4 m。

（2）利用130t 汽車(chē)吊橋位依次吊裝L-3→L-2→L-1 或L-7→L-8→L-9 節(jié)段橋面系橫梁及橋面板，先吊裝橋面系橫梁再吊裝橋面板，根據(jù)最不利工況、節(jié)段最重和吊車(chē)作業(yè)半徑進(jìn)行計(jì)算分析，負(fù)載率均能滿足規(guī)范施工要求，詳見(jiàn)圖17 所示。

圖17 邊跨橋面系吊裝示意圖

（3）利用350 t 汽車(chē)吊將臥拼吊裝分段轉(zhuǎn)至吊裝吊車(chē)作業(yè)半徑范圍內(nèi)，再利用350 t 汽車(chē)吊將片體分段吊裝至橋位，并與橋面系和臨時(shí)門(mén)字架固定；利用130 t 汽車(chē)吊吊裝斜腹桿和拱頂風(fēng)撐。左、右側(cè)桁架拱的吊裝順序應(yīng)根據(jù)臥拼場(chǎng)地位置來(lái)確定，汽車(chē)吊負(fù)載率均能滿足規(guī)范施工要求?？傮w順序?yàn)長(zhǎng)-7→L-8→L-9 或L-3→L-2→L-1，詳見(jiàn)圖18 所示。

圖18 邊跨主桁梁吊裝示意圖

（4）利用一臺(tái)500 t 浮吊，依次對(duì)L-6→L-4→L-5節(jié)段進(jìn)行吊裝，根據(jù)最大作業(yè)半徑、起重能力和浮吊吃水深度進(jìn)行計(jì)算，均能滿足規(guī)范施工需求。由于該橋跨越河道為通行航道，通行船只非常多，浮吊吊裝施工時(shí)需封航，封航時(shí)間不得大于4 h。吊裝施工前應(yīng)先將臨時(shí)施工平臺(tái)、焊接設(shè)備、切割設(shè)備、打磨設(shè)備、供電設(shè)備、救生設(shè)備等提前準(zhǔn)備到位，每個(gè)環(huán)口安排2 名焊工對(duì)稱施焊，先焊立焊，再焊平焊和仰焊，上、下弦環(huán)縫焊接完成后浮吊方可松鉤，詳見(jiàn)圖19 所示。

圖19 主桁梁立拼示意圖

6 鋼桁梁安裝質(zhì)量控制

（1）廠內(nèi)加工制造時(shí)，主桁桿件、橋面系分別進(jìn)行整體匹配總拼裝，4～6 節(jié)段直腹桿環(huán)口安裝匹配件，嚴(yán)格控制制造線型。

（2）對(duì)桿件平、縱設(shè)計(jì)參數(shù)表、支座設(shè)計(jì)參數(shù)等基本數(shù)據(jù)進(jìn)行全面校核，弄清平面及立面曲線要素，立面制造線形還應(yīng)在總體立面線形的基礎(chǔ)上疊加預(yù)拱度。安裝桁架之前，把每一段梁軸線尺寸(制作單位提交的試裝記錄定位線)和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的線形投影在支撐體系上。

（3）在橋兩岸上、下游各設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)，施工過(guò)程中實(shí)時(shí)對(duì)鋼桁梁的安裝進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)進(jìn)行糾正，以保證橋型質(zhì)量。

（4）在每一組支撐體系的每個(gè)格構(gòu)柱固定位置刻好標(biāo)記，作為沉降觀測(cè)的測(cè)量點(diǎn)。鋼桁架安裝前對(duì)支撐體系的沉降進(jìn)行復(fù)測(cè)，每吊固定完畢后再對(duì)支撐體系沉降進(jìn)行復(fù)測(cè)，與前一次數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，看沉降是否均勻。若不均勻，應(yīng)立即停止安裝，一個(gè)節(jié)間安裝完畢后進(jìn)行整體復(fù)測(cè)合格后方可進(jìn)行下一步施工。

（5）嚴(yán)格測(cè)量控制桁架安裝裝過(guò)程的上弦內(nèi)寬坐標(biāo)、標(biāo)高、節(jié)段端口下?lián)现档取?/p>

7 節(jié)段拼裝控制措施

（1）嚴(yán)格控制拼裝胎架標(biāo)高及線型，通過(guò)工字鋼做成片體胎架，并通過(guò)模板標(biāo)高控制線型偏差。

（2）保證拼裝地樣線的繪制精度，通過(guò)地樣線控制大節(jié)段拼裝整體線型。

（3）嚴(yán)格控制焊接變形，采用合理電流電壓、焊接方式盡量減小大節(jié)段變形量。

（4）嚴(yán)格遵循三檢制度[2]，保證地樣線繪制、胎架制作、裝配、焊接、每道工序合格。

8 結(jié) 語(yǔ)

該項(xiàng)目主橋鋼桁梁施工充分利用了現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件，以模塊化流程施工大大提高了施工效率，河道內(nèi)整體大節(jié)段吊裝減少了航道占用時(shí)間，合理的工藝方案確保了安裝線型和施工質(zhì)量。