淺談包西鐵路黃河特大橋鋼桁梁小支墩反架法施工

王紅軍

摘 要：本文結合包西鐵路黃河特大橋108米鋼桁梁施工的具體實踐，就鐵路特大橋梁鋼桁梁小支墩反架梁施工的關鍵環節和技術控制進行了詳細闡述。

關鍵詞：鐵路特大橋；鋼桁梁施工；技術控制

中鐵十九局集團第六工程有限公司施工的包西鐵路黃河特大橋，是全線最重要、最復雜的控制性橋梁工程。該橋橋址中心里程DK16+277.95，孔跨形式為3×32m+1×48m+3×32m+29×48m+（8×108）m+20×48m+5×32m+1×48m+3×32m。橋長 3912.89雙延米。

黃河特大橋主橋36#墩～44#墩為8孔108米鋼桁梁，上部結構為8孔108米下承式簡支鋼桁梁，主桁為無豎桿三角形桁架，桁高13.5米，桁寬11.6米。節間長度為13.3米。弦桿為對稱箱型截面，單重約10噸～29噸。采用全封閉整體節點和節點外拼裝技術。其中，41#墩～42#墩位于南岸灘涂區采用小支墩法架設。

1.支墩施工

小支墩采用混凝土基礎與貝雷梁支撐方式，混凝土基礎尺寸為4m×6m×0.8m，混凝土標號為C20，混凝土基礎頂面最低標高為1006.326m，最高為1003.424m，貝雷梁支撐高度為9m，鋼桁梁架設預拱度由混凝土基礎和支撐頂鋼板共同雙控調整。

小支墩混凝土施工前要求對不良地質進行挖除（如泥漿池、積水坑），分層對地面進行換填與預壓，預壓后地基應力不小于100KPa。地基處理后必須進行預壓檢測，加壓重量為計算荷載1.2倍，觀測基礎沉降不沉降且保持24小時為止，組裝鋼桁梁前再行復測，確認不再沉降方可進行鋼桁梁拼架。混凝土基礎頂面標高要求嚴格控制。尤其對支墩墊塊安裝部分大面平整度要求不大于2mm。基礎頂面允許誤差為-10～0mm，并要求測量人員對混凝土基礎及鋼桁梁架設前的水準點進行平差，設立穩定可靠的水準點，以利于檢查、校正。貝雷梁支撐安裝必須按設計圖進行，扭緊螺栓，桿件豎向保證在同一垂直面上。中心在一條線上。支墩安裝后對墩頂標高再進行復核，并依據此標高用鐵板對鋼桁梁預拱度進行調整，調整預拱度鋼板尺寸不小于320*390mm。組裝支墩墊梁前必須先在基礎面上放樣鋼桁梁中心線和墊板周邊大樣，基礎頂面不平整時應加塞薄鋼板墊平。

2. 鋼梁安裝

鋼桁梁的安裝主要分為桿件預拼、桁梁拼裝、高強螺栓施擰、現場焊接和安裝橋面板五大工序。

2.1桿件預拼

合理布置預拼場地，對減少搬運加快預拼速度有直接關系。預拼臺設置、桿件堆放、運料軌道等要統籌安排，合理布置。

為簡化橋上拼裝工作，提高拼裝速度和質量，將弦桿、斜桿、縱梁等在預拼臺上預拼好，按拼梁順序運往工點進行拼裝。

2.2桁梁拼裝

桁梁拼裝是整個拼架工作的中心環節，是保證質量和加快拼架速度的關鍵，必須在預拼基礎上，嚴格按照拼裝程序圖施工。

桁梁預拱度的準確，是衡量拼裝質量的一個重要指標，在拼裝中要重視預拱度的調整工作。

在支架上拼裝鋼梁時，為便于調整拱度、控制主梁位置、保證結構穩定、迅速閉合成型，便于桿件的運送和吊裝，采用節點支承法進行桁梁拼裝。拼裝順序是先下弦和橋面系，后斜桿，最后拼裝上弦，使節間逐個閉合形成穩定結構。

2.3高強螺栓施擰

栓焊梁是通過高強螺栓壓緊板束，靠板束間的磨擦力傳遞桿件內力，而高強螺栓本身是不承受剪力的。因此，高強螺栓施擰質量，對確保栓梁拼裝質量、預拱度的準確性以及行車安全，關系極大。

黃河大橋采用“扭矩法”施擰螺栓，控制螺栓預拉力。在高強螺栓施擰中，均配有手動扳手、可調力矩扳手、示功扳手、定扭矩扳手，采用電動扳手檢查螺栓的初擰和終擰。

“扭矩法”施擰螺栓，分初擰和終擰。該橋初、終擰都用定扭矩扳手。對定矩扳手必須經常檢查校正，以確保其準確性。初擰和終擰的螺栓，分別用白、紅油漆做出標記，防止漏擰。終擰應從節點中心向四周進行，終擰后由專人負責進行檢查。

“扭矩法”施擰螺栓，操作簡便，速度比較快，機械化程度高，質量容易保證，適合業主對大橋的工期和質量要求。

2.4工地焊接

本大橋施工與以往不同的是有一定數量的工地焊縫，可以說工地焊縫是鋼桁結合梁施工質量最薄弱的環節之一。

鋼梁工地安裝，其分段口處的焊接應嚴格按設計圖紙要求進行施焊，施焊時，鋼梁應臨時支承在支架上，使之接口處不受力，并應采取有效的控制焊接變形措施，確保焊接質量。

工地焊接時，應采取有效措施嚴格控制焊接溫度。在烈日天氣下，經搭設涼棚等措施，以控制施焊時的環境溫度：雨天或空氣濕度超過規定時，應暫停施焊。

焊工上崗前，應進行嚴格的培訓，考試合格后，方能上崗施焊，要求施焊人員必須熟練焊接工藝的技術要求。

持水平，斜桿保持400-500的傾斜度；

2.3起吊前應嚴格核實桿件重量是否在相應吊距的額定起重量以內。經試吊無意外再提升；

2.4為減少吊機轉臂、起臂次數，加快拼裝速度，對于重量很小的聯接系桿件宜采用長短千斤繩，將多根桿件成串起吊，逐個安裝。

3.拼裝

3.1桿件起吊就位后就位時應在釘孔基本重合的瞬間（相錯在10mm以內），將小撬棍尖端插入孔內將孔撥正，然后微微起落吊鉤使桿件轉動對合其他孔眼；

3.2穿釘栓：

對好孔眼后應先在釘栓群四周打入四個定位沖釘，隨即安裝4～6個安裝螺栓。確認板縫間未留有任何雜物時，即擰緊螺栓同時安裝其余釘孔的沖釘和螺栓。沖釘，螺栓兩者數量分別占釘孔總數的1/2，均勻布置；孔眼較少的部位，釘栓總數不少于釘孔的2/3或全部上足。

4 懸拼鋼桁梁預拱度控制

4.1懸臂拚架鋼梁，預拱度必須在拼架過程中進行調整，給以保證。鋼梁設計預拱度，是靠上弦大節點增加釘距的措施來實現的，所以懸臂拼架各節點調準釘距，同時增加使用大直徑沖釘數量，減少螺栓錯孔，保證鋼梁預拱度。因此，鋼梁懸臂架設中，第一是采用大沖釘對孔，使節點各釘對準密合，再上足沖釘、螺栓各50%，以減少錯孔量；

4.2保證鋼梁桿件在自由無約束狀態下拼裝；

4.3主桁螺栓終擰工作不落后于拼架的一個節間，懸臂孔主桁螺栓未全部終擰前，支點不得起頂等措施，來保證鋼梁預拱度達到設計要求。

5.支座安裝控制

鋼梁和支座與設計線路中線高程的容許誤差：

①墩臺處鐵路橫梁中線設計線路中線偏差10mm；

②簡支梁與連續梁間、兩聯（孔）間相鄰鐵路橫梁中線相對偏差5mm；

③墩、臺處鐵路橫梁頂與設計高程偏差±10mm；

④兩聯（孔）相鄰鐵路橫梁相對高差5mm；

⑤支座十字線扭轉偏差：（支座尺寸≥2000，1/1000邊寬 支座尺寸<2000， 1mm）；

⑥固定支座十字線中點與全橋貫通測量后墩臺中心線縱向偏差：（連續梁或60以上簡支梁， 20mm. 60以下簡支梁， 10mm）；

⑦輥軸位置縱向位移， 按氣溫安裝、灌注定位前±3mm； 支座底板四角相對高差， 2mm。

5.1支座質量檢查：支座材質和制造精度應符合設計要求。應有制造廠的成品合格證，并要求附送鑄件探傷記錄及缺陷補錄，應作好外觀尺量檢查和對組裝后的輪廓尺寸進行復查；

5.2墊石表面進行鑿毛處理，鑿去2～3厘米；

5.3 支座的各承面在安裝前必須清除干凈，除去油脂，安裝時保持清潔，在安放支座底板之前，應先裝入支座錨固螺栓；

5.4支座注漿。待鋼梁調整完畢各項指標達標后，組織人員灌注

灌注料采用TGM 鐵路橋梁注漿料，鑒于該材料早強特性，合理組織保證質量。

6.結語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，中鐵十九集團第六工程有限公司采用小支墩反架梁施工的包西鐵路黃河特大橋41#墩～42#墩鋼桁梁施工合格率100%，完全滿足設計要求，并為今后類似施工積累了豐富的施工經驗和技術參數。