轉體橋鋼殼合龍技術在跨越高速公路施工中的應用

武靖松

摘要：跨越高速連續梁是朝凌客專聯絡線工程工期緊張的項目，與傳統合龍方式相比，采用鋼殼合龍施工方法能夠減小對既有線通行的干擾，成功解決了國慶期間車輛通行的問題，保證既有公路運營及施工安全，縮短工期，且能最大限度的節約投資及施工成本。以朝凌客?？珏\阜高速特大橋為例，分析鋼殼合龍技術運用中的設計方案，介紹鋼殼加工及涂裝。鋼殼預埋安裝、連續梁轉體施工、鋼殼合龍段安裝和合龍段混凝土澆筑等施工環節的技術要點，總結應用效果。

關鍵詞：鋼殼合龍;高速公路;連續梁

1工程概況

朝凌鐵路客運專線是國家《中長期鐵路網規劃》中的重要項目，是我國東北地區高速鐵路網的重要組成部分，線路全長105公里。跨錦阜高速特大橋跨越既有線共7處，采用鋼殼合龍技術跨越錦阜高速1處，錦阜高速是國家高速公路規劃重要干線“長深高速（G25）”的聯絡線，車流較多。朝凌客?？珏\阜高速特大橋在里程DK97+136.94，采用（72+128+72）m連續梁采用支架法旁位現澆，然后轉體就位進行合龍的施工方法跨越錦阜高速。主跨與錦阜高速39°夾角，轉體施工時采用逆時針轉動，中跨合龍段利用鋼殼進行合龍。最大轉體質量12000噸，轉體后梁底到路面距離為9.075m～10.785m。

2中跨合龍鋼殼設計

2.1鋼殼設計

設計單位在施工圖中設計時采用的是懸吊支架+防護棚架方案，中跨合龍段位于高速公路上方，與高速公路存在空間交叉。一般做法為吊架施工中跨合龍段，吊架施工時吊架在前移就位及后撤拆除時存在較大安全隱患，需在高速公路上設置門洞式防護棚。防護棚施工時需臨時改道，進行交通疏導。轉體節點正值國慶期間，車流量增多，協調難度大，然后變更鋼殼法合龍。

采用鋼殼施工技術比吊架法施工有以下幾個優點：⑴施工所需的機具設備較少，且操作簡單;⑵施工方便、而且施工干擾較小;⑶成功克服上跨構造物或交通密集公路、鐵路的困難;⑷取消跨路防護棚施工，減少交通疏導作業，減少對高速公路上行車的影響;

2.2預埋段鋼殼、合龍段鋼殼

預埋段鋼殼、合龍段鋼殼采用12mm厚鋼板組焊而成，鋼殼的外形尺寸同梁體外輪廓尺寸一致，緊貼梁體設置于梁體外輪廓之外。根據錨固受力、合龍段長度及轉體角度需要，確定嵌入梁體段鋼殼長度97cm，外露段長度30cm～110cm。梁部轉體就位后，兩側懸臂段鋼殼之間間隙為60cm。合龍段鋼殼長度120cm，分別與兩側懸臂段鋼殼搭接30cm。

2.3懸吊系統

懸吊系統由精軋螺紋鋼吊帶、連接螺母、錨固扁擔梁組成，在勁性骨架上方橫擔雙拼工字鋼梁，在橫梁上懸吊精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部，并通過鋼殼上的套筒鎖定。

3施工方案

總體施工流程為：加工鋼殼→防腐處理→現場組焊成型→安裝懸臂段鋼殼→轉體就位→邊跨合龍→安裝中跨合龍段勁性骨架→安裝中跨合龍段合龍塊鋼殼→施工中跨合龍段。

3.1鋼殼加工

⑴原材料要求

鋼殼及加勁板采用Q355NH耐候鋼，厚度12mm。鋼殼內部支撐架及吊裝桿采用Q235材質。

⑵鋼殼加工

鋼殼共分為3大塊，2塊為梁部懸臂段預埋塊，1塊為合龍塊。廠內加工時分別加工預成型，并焊接加勁板。懸臂段鋼殼橫斷面的外輪廓線與梁體外輪廓線相同，合龍塊鋼殼的外輪廓線與懸臂段鋼殼的內輪廓線相同。鋼殼加工分為廠內焊接和預成型。

3.2鋼殼防腐處理

鋼殼分塊加工好后，運輸至指定的廠家，按照《鐵路混凝土梁配件多元合金共滲防腐技術條件》（TB/T3274-2011）中預埋件的要求進行防腐處理。

3.3現場焊接及要求

鋼殼防腐處理完成后，運輸至現場進行組焊。各小塊在地面組焊成整體后吊至懸臂梁端，焊縫等級為Ⅰ級熔透焊，坡口焊接，焊縫高度為12mm。合龍段鋼殼加勁板為角焊縫，焊縫等級為Ⅱ級，焊縫高度為10mm，連續圍焊。

3.4預埋段鋼殼安裝

鋼殼在地面組焊成型后，首先在支架模板上放樣鋼殼安裝位置，清理模板內雜物，適當調整模板尺寸。然后使用大型吊車將預埋段鋼殼整體吊裝入模，使其與鋼殼外輪廓面密貼。鋼殼就位后，在鋼殼前端釘方木條作為鋼殼的臨時限位，防止鋼殼移動。

3.5中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接

⑴焊接時機應在中跨合龍段勁性骨架焊接完成，并臨時張拉合龍頂板束和中跨合龍底板束（臨時束的張拉力為0.4fpk），解除縱向活動支座的鎖定后，再進行焊接合龍段鋼殼的作業。

⑵中跨合龍段鋼殼吊裝及焊接要求

邊跨合龍段施工完成，中跨合龍段勁性骨架焊接完成且臨時束張拉完成后。將合龍段鋼殼分塊吊裝至合龍口處，分塊進行焊接，將鋼殼焊接成為整體。先間斷焊形成整體，再焊接完整，需對稱焊接，避免偏一側長時間施焊，造成焊接應力的集中。焊接底部接縫處，對稱焊接，將底部封閉形成密閉結構。

3.6鋼殼現場焊接注意事項

焊接封閉須盡快完成，并將鋼殼空間內的其他加勁板、鋼筋焊接完成，盡快形成剛性框架;須盡快完成鋼殼內灌注混凝土的吊點預設焊接，并與邊跨合龍的臨時固結結合;

3.7鋼殼加固措施

合龍段鋼殼焊接完成后，為確保鋼殼強度，減小中跨合龍段鋼筋及混凝土施工時鋼殼的變形量，對鋼殼采取加固措施。在勁性骨架上方橫擔雙拼40b工字鋼梁，在橫梁上懸吊PSB830φ25精軋螺紋鋼筋至鋼殼底部，并通過鋼殼上的套筒鎖定。套筒由鋼殼廠家加工并與鋼殼焊接固定。共設置5根精軋鋼，底板3根，兩側翼緣板各1根。

3.8鋼殼合龍段混凝土的澆筑

合龍段混凝土澆注過程中，按新澆注混凝土的重量分級卸去平衡重，保證平衡施工。

4結語

2019年9月28日，朝陽至凌海鐵路客運專線跨錦阜高速公路128m主跨轉體連續梁成功合龍，合龍誤差控制在5毫米以內。實踐證明，該橋合龍段采用鋼殼法施工工藝是成功的。鋼殼合龍成功解決了工期緊張，國慶期間既有線交通干擾等難題。安全、高效的完成了施工任務。

參考文獻：

[1]馬曉云.橋梁轉體系統的設計優化及安裝精度控制[B].建筑施工，2013（02）：34-35.

[2]呂國良.掛籃懸澆箱梁橋合龍段施工技術探討[J].交通建設與管理，2014（22）：100-101.

（作者單位：中鐵十二局集團第三工程有限公司）