包義鍇 BAO Yi-kai

（中鐵二十五局集團(tuán)第二工程有限公司，南京 210046）

1 工程概況

荊長大道（振華西路-余杭塘路段）提升改建工程位于杭州市余杭塘區(qū)與西湖區(qū)交界處，北起振華西路，南至余杭塘路，沿線分別與振華西路、湖杭高鐵、靈長路、余杭塘河、滕家村路等交叉，是杭州市亞運(yùn)會保通項目之一，余杭塘河人非拼寬右線橋作為重難點(diǎn)工程上跨限制性6 級航道余杭塘河（河面寬約30m，最大水深7m），該設(shè)計為連續(xù)鋼箱梁。

右線跨徑（41.5+64+41.5）m 連續(xù)變截面鋼箱梁，重量522t；橋梁寬度6.55m，梁高1.9～3.4m，該橋橫坡2%，最大縱坡3.5%。主跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，鋼箱梁梁高190～340cm，挑臂長150cm，接近端橫梁位置設(shè)置漸變段與4.2m 現(xiàn)澆梁挑臂統(tǒng)一100cm，鋼箱梁頂板厚16mm，邊跨底板20mm，腹板12mm，中墩范圍內(nèi)頂?shù)装寰植考雍?，頂板加厚?0mm，底板加厚到30mm，中跨底板25mm，端橫梁及中橫梁橫隔板20mm。

2 方案比選

①河道中設(shè)置臨時支撐方案。1）梁段可按一般條件劃分、制作和吊裝，施工方式簡單、快捷、安全、經(jīng)濟(jì)；2）鋼箱梁主跨跨越內(nèi)河限制性6 級通航河道，不允許河道中設(shè)置臨時支撐阻斷通航。

②鋼箱梁現(xiàn)場拼裝整體吊裝方案。根據(jù)運(yùn)輸條件在生產(chǎn)制造廠家將梁段分段后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，再根據(jù)跨越河道的最小長度在河道駁砍位置設(shè)置臨時支墩，然后將運(yùn)輸至現(xiàn)場的梁段根據(jù)跨越長度整體拼裝焊接后運(yùn)輸至主橋，在河道兩側(cè)通過雙機(jī)抬吊的方式吊裝至施工部位；1）現(xiàn)場需設(shè)置臨時拼裝場地及臨時拼裝臺座，場地需考慮拼裝焊接后整體梁長的吊裝及上路運(yùn)輸條件；2）大節(jié)段鋼箱梁轉(zhuǎn)運(yùn)、吊裝（雙機(jī)抬吊）安全風(fēng)險高；3）大節(jié)段鋼箱梁運(yùn)輸至主橋位置架設(shè)，需對主橋承載能力進(jìn)行復(fù)核；4）主線橋已開放交通，需辦理相關(guān)占道施工方案及交警審批手續(xù)，吊裝過程交通管控難度較大。

③懸吊法施工方案。利用三角或者菱形桁架設(shè)置后錨點(diǎn)、前吊點(diǎn)、導(dǎo)軌、滑梁懸吊施工；1）需對懸吊施工力學(xué)模型進(jìn)行計算，設(shè)計定制懸吊施工設(shè)備，一次性周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)性差；2）該工藝尚未有成熟的應(yīng)用案例，僅參照掛籃法現(xiàn)澆箱梁類比方法，安全性及穩(wěn)定性未知，需進(jìn)一步進(jìn)行論證，方案論證時間長，且不一定可行；3）若工藝可行，根據(jù)該工藝施工特點(diǎn)，梁段將分為更小節(jié)段進(jìn)行拼裝和焊接，設(shè)置的環(huán)縫及焊縫將成倍增長，且平整度控制難度大。

④頂推法工藝施工方案。1）鋼箱梁跨河段為變截面曲線梁，頂推千斤頂高程及平面轉(zhuǎn)換體系復(fù)雜多變；2）頂推需根據(jù)現(xiàn)場條件單獨(dú)設(shè)置頂推臨時支墩，邊跨涉既有道路，布置條件受限；3）頂推法施工經(jīng)濟(jì)性差，施工周期長，無法滿足業(yè)主有關(guān)工期的要求。

綜合上述四種方案類比，選取第二種方案更符合現(xiàn)場實(shí)際施工情況。

3 施工思路

橋梁主跨上部結(jié)構(gòu)采用兩臺500 噸汽車吊施工，主跨鋼箱梁下方為航道通航水域，若鋼箱梁墜落則有可能造成下方過往船只受損，施工期間需進(jìn)行封閉航道管制。因此涉通航河道作業(yè)，架設(shè)施工需要考慮的必然因素如下：

①河道需保證正常通航需求?，F(xiàn)狀河道較窄，僅滿足單只渣土運(yùn)輸船通行，河內(nèi)插打臨時管樁勢必影響通航。

②臨時支墩設(shè)置及吊機(jī)站位需考慮距離河道駁坎存在一定的安全距離，防止基礎(chǔ)受力，駁坎垮塌，造成鋼箱梁傾覆。

③河內(nèi)設(shè)置臨時支墩方案不可行，則考慮跨河段整體吊裝方案：考慮臨時支墩位置最優(yōu)解，跨河段整體梁長長達(dá)55m，梁重高達(dá)152 噸；考慮現(xiàn)有吊裝設(shè)備性能，不具備一側(cè)吊裝條件。

④跨余杭塘河主線橋已施工完成具備通車條件，可夜間臨時封道，將涉河梁段整體通過梁車運(yùn)輸至主線橋，雙機(jī)抬吊至架設(shè)部位。

⑤考慮到梁段上路運(yùn)輸，需將該處梁段分為3 段，運(yùn)至施工現(xiàn)場整體拼裝焊接后運(yùn)至架設(shè)部位。

結(jié)合必然因素考慮，現(xiàn)場施工思路應(yīng)為：

①鋼箱梁分段制作，依據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度安排依次將鋼梁運(yùn)輸至現(xiàn)場。

②在鋼箱梁下面設(shè)置臨時支撐。

③現(xiàn)場鋼箱梁（節(jié)段3、節(jié)段4、節(jié)段5）采用300 噸汽車吊在存梁場內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場拼裝，使得整個箱室拼成整根，其余鋼箱梁單節(jié)段直接進(jìn)行吊裝。

④使用汽車吊將拼裝節(jié)段抬吊至運(yùn)梁車上進(jìn)行二次倒運(yùn)，最后在橋梁安裝位置采用兩臺500 噸汽車吊抬吊安裝（圖1）。

圖1 500t 汽車吊位置圖

⑤完成整橋連接焊縫焊接，鋼箱梁橋位施工完成。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 設(shè)置臨時支撐（圖2）

圖2 臨時支撐立面圖

①鋼箱梁沿縱向分成了9 段，在縱向分段位置設(shè)置一組臨時支撐，跨河處不設(shè)置臨時支撐，整橋設(shè)置6 組臨時支撐。

②每組臨時支撐包括1 榀2×2m 格構(gòu)柱和雙拼HN400×200 頂部分配梁、HW200×200 調(diào)節(jié)柱和下部的1組混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，格構(gòu)柱與分配梁、調(diào)節(jié)柱通過焊接連接。

在安裝時，首先將預(yù)埋件和支撐架連接，再將預(yù)埋件預(yù)埋在砼基座中，從而可以將支撐架立起，再將分配梁安裝在支撐架上，最后將調(diào)節(jié)件安裝在分配梁上，施工時，起吊鋼箱梁，將鋼箱梁起吊放置在調(diào)節(jié)件上，待鋼箱梁焊接完畢后，再將調(diào)節(jié)件切割，并從分配梁上取下，再將支撐架與預(yù)埋件進(jìn)行切割，這樣可以將支撐架完整的分離下來，這樣支撐架可以重復(fù)使用，有利于減少對材料的浪費(fèi)，節(jié)約成本。

③獨(dú)立基礎(chǔ)平面尺寸為3.5m×3.5m，獨(dú)立基礎(chǔ)高度為550mm，里面布置上下兩層14@200 鋼筋網(wǎng)片，頂面預(yù)埋件用于與鋼柱底板焊接連接。鋼砼基礎(chǔ)采用C30 混凝土進(jìn)行澆筑。

澆筑砼基座時，將螺紋鋼筋插入砼基座內(nèi)，同時將連接板澆筑在砼基座的表面，這樣可以將支撐桿固定在砼基座上，這也可以穩(wěn)固的支撐鋼箱梁，當(dāng)需要拆卸時，將連接板和支撐桿切割，即可將支撐桿和砼基座分開，有利于重復(fù)使用支撐桿，節(jié)約材料。

4.2 鋼箱梁節(jié)段拼裝

①為提高工作效率便于施工，采取分次拼裝。預(yù)先拼裝的節(jié)段3、節(jié)段4、節(jié)段5，其總長度達(dá)到53.63m,無法直接運(yùn)輸至現(xiàn)場施工，需分段運(yùn)輸?shù)狡囱b場地，在場地內(nèi)完成現(xiàn)場拼裝，然后再用運(yùn)梁小車倒運(yùn)至安裝位置臨近的已完工橋面上，最后使用兩臺汽車吊抬吊安裝就位。

②胎架設(shè)置。胎架主梁采用HN400*200 的型鋼，主梁上部立設(shè)HN400*200 的型鋼作為調(diào)節(jié)段，用以調(diào)整鋼梁的線性、標(biāo)高等，胎架主梁邊側(cè)立設(shè)擋板，目的是防止胎架主梁的傾覆。

4.3 鋼箱梁吊裝

①在場地拼裝完成后用運(yùn)梁車運(yùn)送至荊長大道主線橋上，采用兩臺500 噸汽車吊進(jìn)行抬吊，雙機(jī)抬吊時，起重設(shè)備應(yīng)進(jìn)行合理的負(fù)荷分配，構(gòu)件重量不得超過兩臺起重設(shè)備額定起重量總和的75%，單臺起重設(shè)備的負(fù)荷量不得超過額定起重量的80%[1，2]。

根據(jù)分段可知，整體重量約為152 噸，500 噸汽車吊，采用36.9m 主臂，在14m 作業(yè)半徑時，額定起重量為104噸，104*2*75%=156 噸≥152 噸，同時108*80%=86.4 噸≥152/2=76 噸，滿足吊裝要求。

②吊耳設(shè)置?？紤]吊裝時構(gòu)件重量及構(gòu)件受力時力的傳遞，吊耳設(shè)置在頂板、腹板與內(nèi)部橫隔板相交處，使頂板所受到的力通過腹板和內(nèi)隔板傳遞到下底板，保證構(gòu)件的安全吊裝[3]。對于余杭塘河人非拼寬橋鋼箱梁雙機(jī)抬吊，汽車吊單機(jī)吊裝采用4 點(diǎn)吊，吊耳在從端部向內(nèi)約1250mm位置支座隔板位置設(shè)置，汽車吊單機(jī)吊裝采用4 點(diǎn)吊。

4.4 鋼箱梁定位調(diào)整

①限位設(shè)置。鋼箱梁吊裝按照預(yù)定位置精準(zhǔn)就位，相鄰梁段高程誤差不大于2mm，同時兼顧預(yù)拱度、橫坡設(shè)置及平面相對位置偏差控制。吊裝前，根據(jù)設(shè)計標(biāo)高及結(jié)構(gòu)尺寸對設(shè)置于臨時支撐結(jié)構(gòu)上方的調(diào)節(jié)型鋼進(jìn)行修割，并設(shè)置封頭板及鋼板擋塊，確保調(diào)節(jié)型鋼的整體剛度及限位準(zhǔn)確。吊裝時，在梁體底部相對應(yīng)位置做出與之相匹配的標(biāo)記，吊裝過程緩慢落梁至支撐面上方約50cm 左右，施工人員根據(jù)預(yù)先設(shè)置的標(biāo)記進(jìn)一步指揮吊機(jī)完成初步定位，確保各支點(diǎn)著力可靠，完成初步連接固定后落鉤。

②豎向糾偏。鋼梁吊裝至指定位置后，往往與設(shè)計存在一定偏差，需對相鄰梁段進(jìn)行微調(diào)，主要調(diào)整參數(shù)指標(biāo)有：平面位置、相對標(biāo)高、預(yù)設(shè)拱度、橫坡大小等，要求各平面位置錯縫及板面高差符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。按照影響整體及約束程度從大到小進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)先保證腹板及頂板交界處高差及環(huán)口符合要求，最后進(jìn)行挑臂的調(diào)整?？刹捎们Ы镯攭浩剑a板固定的方法完成精準(zhǔn)匹配。

③橫向糾偏。鋼箱梁分塊或分節(jié)段吊裝就位后，往往存在一定偏差，塊體、節(jié)段平面錯縫，或拼接焊縫偏大或偏小的情況影響焊縫質(zhì)量及成橋質(zhì)量；中間拉棒由外接鋼套筒及內(nèi)接絲扣組成，鋼套筒上開孔。當(dāng)焊縫間距較小時，通過鋼棒插入開孔口上揚(yáng)，使得絲扣外滑動，使得固定梁段產(chǎn)生水平推力將未固定梁段向外或向前推移；當(dāng)焊縫間距較大時，通過鋼棒插入開孔口下壓，使得絲扣向鋼套筒內(nèi)部滑動，使得固定梁段產(chǎn)生水平拉力將未固定梁段向內(nèi)或向后拉動。從而達(dá)到焊縫寬度精調(diào)的目的。該裝置可對預(yù)架設(shè)梁段或塊體通過拉結(jié)原理進(jìn)行微調(diào)，從而確保梁段或塊體間焊縫平面精準(zhǔn)對接、焊縫寬度滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

5 結(jié)束語

①通過設(shè)置臨時支架和場地拼裝，有效解決施工期間不間斷通航因素，也降低了支架成本，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。②鋼箱梁梁體結(jié)構(gòu)大，需同時兼顧河道通航對梁體進(jìn)行合理分解，確保構(gòu)件能從生產(chǎn)廠家運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，傳統(tǒng)鋼箱梁臨時支撐系統(tǒng)笨重，周轉(zhuǎn)使用效率低下，在搭設(shè)和拆除過程中造成較大物料消耗，鑒于該情況，提出“梁體分解運(yùn)輸+現(xiàn)場定位組裝+支架系統(tǒng)設(shè)計+梁段整體吊裝”施工工藝，較大程度提高了梁體構(gòu)件現(xiàn)場定位組拼精度控制和跨河道鋼箱梁梁體架設(shè)效率，有效解決了鋼箱梁跨河道對交通的影響程度和社會影響。本工程于2023 年4 月5 日完成架設(shè)。