銅陵橋鋼桁梁斜拉橋鋼桁片合龍施工

顧穎

摘要：新建合福鐵路銅陵長江大橋為五跨連續鋼桁梁斜拉橋，本文介紹了橋梁鋼桁片合龍前的設施準備、施工準備、及合龍施工工藝，為我國后續同類橋梁合龍施工提供一些經驗和參考。

Abstract： Tongling Yangtze River Bridge on Hefu Railway is five-span continuous steel truss girder cable-stayed bridge. This paper introduces the installation preparation， construction preparation and closure construction technology before the final closure of steel truss bridge. It provides some experience and reference for the subsequent closure construction of the similar bridges in China.

關鍵詞：鋼桁梁；縱移系統；頂拉裝置；橫向約束；桁片；合龍

Key words： steel truss girder；longitudinal shift system；top-pull device；horizontal restrain；truss；closure

中圖分類號：U445.47 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）05-0140-02

0 引言

合龍是鋼桁梁施工的關鍵工序之一，本橋為最大跨度630m的鋼桁梁，橋梁合龍需考慮桁片的吊裝、組拼、栓接、焊接等各種施工工藝，同時需考慮變形、溫度、敏感性對鋼桁梁合龍的影響，本文從鋼桁梁合龍前的工裝準備、準備工序、合龍栓接順序等方面進行了介紹，為今后類似施工提供一定參考。

1 工程概況

新建合福鐵路銅陵長江大橋主橋為（90+240+630+240+90）m五跨連續鋼桁梁斜拉橋，鋼桁梁全長1290m，上層為六車道高速公路，下層搭載四線鐵路。主橋樣式布置詳見圖1。

鋼桁梁采用N字形桁架，三片主桁布置，桁寬2×17.1m，節間長度15m，高15.5m。主桁鋼梁頂標高約為+64m。斜拉索錨箱置于上弦節點內，焊接于主桁節點。鋼梁主桁采用桁片式設計，桁片鋼梁長度30m、單片最大重量約為360t。中跨E43節段為合龍段，桁片式設計，桁片長15m，上下弦桿采用箱型桿件，斜桿采用“王”字型斷面，與兩側A41A42、A'41A'42高強螺栓連接。

2 合龍總體方案

合龍段采用節點鉸式合龍，在桁片上、下弦桿的南側接頭處設置“長圓孔+圓孔”和龍鉸，通過斜拉索及懸臂端壓重輔助調整鋼梁高程及轉角、主塔橫梁縱移裝置輔助調整合龍口縱向距離實現中跨合龍。先貫通兩側桁中線，再調整合龍口兩側豎向高差，長圓孔合龍，后調整縱向位移，再圓孔合龍。

3 合龍前準備

3.1 合龍設施準備

縱移系統：合龍口合龍時，需將鋼梁縱移以實現合龍口拼接板安裝。因此在E22、E'22節點與阻尼器擋塊之間設置縱移裝置，輔助鋼梁縱移。為避免鋼梁在向跨中縱移時移動過量，在E22、E'22節點下墊塊Z3跨中一側的滑道梁上焊接鋼梁縱移縱向限位。如圖2。

合龍口頂拉裝置：由于合龍口寬度偏差難以提前準確確定，而縱移系統、縱移限位必須在合龍前安裝完成，為實現順利合龍，需在合龍口處設置頂拉裝置進行合龍口寬度調整。橫向約束系統：為保證中跨合龍時合龍口兩側橫向偏差一致，在兩端A41A42/A'41A'42節段的鐵路、公路橋面板頂各設置4個反力座。如圖3。

3.2 施工準備

合龍段施工前，中跨鋼梁懸臂架設至A41A42/A'41A'42節段，并完成第17層斜拉索掛索且調索完成。其他施工準備為：

塔梁固結：合龍口南北兩岸鋼梁均以臨時墊塊在主塔處固結，E'22、E22節點中心與主塔橋跨分孔線對正；其余墩為縱向活動，各墩處橫向約束。

三桁高差調平：A41A42/A'41A'42節段架設過程必須嚴格將三桁高差調平。

桁間距合格：A41A42/A'41A'42節段架設后，邊桁與中桁之間間距偏差應控制在17.1m±0.5mm范圍內。

工地焊縫焊接完成：除縱向焊縫預留長度外，工地焊縫焊接完成。

4 合龍施工

4.1 合龍段桁片安裝

南岸400t架梁吊機按照懸臂架設工藝，先中桁，后上游邊桁，再下游邊桁的順序吊裝合龍段E43的桁片與A41A42節段對接，并完成高栓施擰。將北岸側留作合龍口。合龍口拼接板預安裝在A41A42節段接頭處，形成對合龍段桿件的“夾持”。

4.1.1 桁片拼裝

桁片按照下弦桿→上弦桿→斜桿的拼裝順序執行。對接施工如下：

初步對位：第一步下弦桿對接，沿腹板水平中軸線附近打入少量沖釘。吊機松鉤或繼續提升施力，調整接頭折角至平順，再在腹板、頂底板繼續均勻打入沖釘，使沖釘數量滿足50%的要求。其余30%栓孔上高強度螺栓并做一般擰緊。第二步斜桿對接時，通過在翼緣板中軸線附近逐個插打沖釘（必要時使用尖嘴沖釘）實現對接與折角消除，不作終擰；翼緣板螺栓以接頭為軸心，在半徑350mm的范圍內打入沖釘，以此保證斜桿的壓桿穩定。第三步上弦桿對接時，對接階段上弦桿腹板沖釘以接頭中心400mm半徑范圍內打入，并安裝高強螺栓，不作終擰。

4.1.2 桁片栓合

桁片對接完成后，補充斜桿、上弦桿拼接接頭至50%沖釘、上30%高強度螺栓并做一般擰緊。桁片三個拼接接頭全部栓合以后，將沖釘換成高強螺栓，每次替換量不超過沖釘總數的20%并初擰。沖釘全部替換為高強度螺栓后，完成終擰，焊接上弦桿頂板對接焊縫。

4.2 桁片合龍

選擇天氣良好、溫度恒定的時間段進行桁片合龍施工（夜間23：00～次日5：00）。

4.2.1 北岸鋼梁縱移

根據實測鋼梁溫度、桁片合龍口之間寬度，與設計值進行絕對差值比較，同時分析三桁之間寬度相對差異，綜合確定鋼梁縱移距離修正值Δ；解除北岸鋼梁與3#墩的塔梁固結，北岸鋼梁縱移完成后，3#墩處縱移系統中的水平千斤頂頂緊鋼梁，將鋼梁限制在縱移系統、縱向限位之間，實現北岸鋼梁的再次臨時縱向鎖定。

4.2.2 南岸鋼梁縱移合龍

北岸鋼梁縱移、調整完畢后，采取同樣的施工順序在4#墩安裝縱移系統、縱向限位、解除南岸鋼梁臨時縱向鎖定，縱移過程中實時觀測合龍口兩端高程，當偏差超出監控計算的理論范圍時，通過移動架梁吊機、增減臨時堆載進行動態調整。

當E43桁片下弦桿上的長圓孔與A'41A'42桁片接頭拼接板上的長圓孔部分重合后，打入錐形銷軸，先下弦后上弦，實現鋼梁Z向約束，南岸鋼梁繼續往跨中頂推，當下弦桿上圓孔重合和，立即往圓孔內打入錐形銷軸并立即安裝旋緊螺母，實現鋼梁X向約束，并拔出長圓孔內錐形銷軸，實現桁片下弦桿鉸接合龍。

3個桁片的下弦桿鉸接合龍后，在各拼接板面上單側插打定位沖釘，調節螺栓孔錯孔。螺栓孔錯孔調整完成后安裝8個左右工具栓加緊拼接板。再插打50%沖釘實現桁片高精度合龍，安裝30%高栓并初擰，之后抽出長圓孔內錐形銷軸，實現鋼梁合龍口轉角一致。如圖4。

下弦桿合龍后，對接斜桿，最后合龍上弦桿。上弦桿同樣采取先長圓孔后圓孔再插打沖釘的順序進行合龍對接，出現偏差時調整措施有頂拉裝置頂拉、調整轉角、法向對拉、等待鋼梁升溫等，上弦桿合龍對接后，沖釘、高栓安裝數量要求為“板沖釘以接頭中心400mm半徑范圍內打入”。桁片所有桿件均合龍對接后，補充斜桿、上弦桿拼接接頭至50%沖釘、上30%高強度螺栓并做一般擰緊。最后按照高栓施工工藝，將沖釘分批換成高強螺栓，每次替換量不超過沖釘總數的20%并初擰。沖釘全部替換為高強度螺栓后，按照工藝終擰。完成桁片合龍。

5 結束語

桁片合龍后再依次安裝鐵路橋面板、橫聯、公路橋面板。焊接完成后拆除架梁吊機，掛設剩余斜拉索，完成中跨合龍。銅陵橋于2013年8月20日正式完成中跨合龍，通過上述合龍裝置及合龍工藝，順利完成了橋梁中跨合龍，且拱度曲線應圓順，無明顯折角。中線偏差相對兩主塔支點斷面中心連線不大于1/5000。滿足設計及規范要求，為今后類似橋梁的合龍施工提供了參考。

參考文獻：

[1]TBJ214-92，鐵路鋼橋高強度螺栓連接施工規定[S].鐵道部科學研究院.

[2]鐵建設[2010]241號，高速鐵路橋涵工程施工技術指南[S].中鐵三局集團有限公司.

[3]TB10752-2010，高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[S].中鐵三局集團有限公司，中鐵六局集團有限公司.

[4]JGJ82-2011，鋼結構高強度螺栓連接技術規程[S].中冶建筑研究總院有限公司，國家鋼結構工程技術研究中心，鐵道科學研究院等.北京：中國建筑工業出版社，2011.

[5]TB10002.2-2005，鐵路橋梁鋼結構設計規范[S].中鐵大橋勘測設計院有限公司.

[6]鐵建設[2010]241號，鐵路混凝土工程施工技術指南[S].中鐵三局集團有限公司.北京，2010.