鄭濟鐵路連續鋼桁結合梁施工關鍵技術

趙 平, 宋官平

(中鐵二局集團公司, 四川成都 610031)

1 工程概況

鄭濟鐵路黃河特大橋為公鐵合建橋，上下雙層布置，下層為四線鐵路，即鄭濟高鐵和市域鐵路；上層為城市快速路。其中跨北大堤采用(73+139+73) m連續鋼桁結合梁方案(圖1)。橋式方案為三主桁華倫式平行弦方案，邊桁桁高15.0 m、中桁桁高15.24 m。桁寬(13.4+13.4) m。上層公路橋面板為預應力混凝土橋面板，總寬32.5 m，采用預制板+濕接縫組合形式，橋面板內設置縱、橫雙向預應力筋。

圖1 (73+139+73)m 連續鋼桁梁橋布置示意 (單位：mm)

主梁縱向采用華倫式桁架，節間距包括：11.5 m、11.6 m、12.0 m及12.2 m。主梁橫向是由主桁豎桿、下層橋面及橫向聯結系等組成的框架結構(圖2)。上層預應力混凝土橋面板，總寬32.5 m，橋面板內設置縱、橫雙向預應力筋。橋面板橫向分為2塊，每塊長15.88 m，沿中桁中心線對稱布置，預制板寬2.02 m、2.2 m、2.3 m，通過現澆濕接縫連接為整體(圖3)。

2 施工方案

2.1 施工方案

經過方案比選、工期安排、減少對大堤的干擾等方面的綜合考慮，采用“鋼桁梁由邊跨向跨中對稱懸臂拼裝，公路橋面板由跨中向邊跨安裝”施工方案。

圖2 鋼桁梁橋標準橫斷面(單位：mm)

圖3 公路橋面板結構(單位：mm)

(1)鋼桁梁拼裝：由邊跨向跨中懸臂拼裝，設置2個工作面，1個合龍口。起始兩個節間采用支架法施工，履帶吊拼裝，并在上弦安裝全回轉架梁吊機，后序節段采用懸拼法施工，直至鋼桁梁合龍。

(2)公路橋面板安裝：公路混凝土橋面板采用在預制場先張法預制，再利用架梁吊機起吊上橋，現澆施工濕接縫，后張法施工橋面板預應力，縱向預應力分步分批張拉，并與頂落梁步驟的結合，完成鋼混連續結合。

2.2 鋼桁梁施工步驟

(1)施工準備，施工邊跨拼裝支架及臨時墩。

(2)安裝起始2個節間(邊墩暫不安裝支座)，拼裝全回轉架梁吊機。注意邊支點比設計標高低20 cm。

(3)懸臂拼裝3#～11#節間鋼桁梁。注意中墩為設計標高，跨中預拱18 cm。

(4)調整鋼桁梁線形及空間位置，鋼桁梁結構合龍。

(5)邊墩支點下落10 cm，使鋼梁在中墩處高于邊墩處30 cm(圖4)。

圖4 鋼桁梁合龍、強制調整線形

2.3 公路橋面板施工步驟

(1)橋面板預制，張拉第1批先張預應力，橋面板存放時間不少于6個月。

(2)將所有預制公路橋面板吊裝就位，將橋面板內的縱向鋼束穿束就位。

(3)澆筑跨中83.3 m范圍的第一部分公路橋面板范圍內的縱縫及橫縫內的自密實混凝土，張拉第一部分橋面板內的第2批橫向預應力筋(后張法)并封錨(圖5)。

圖5 全橋施工布置示意(單位：mm)

(4)澆筑第一部分預制板剪力槽和橫縫預留的剪力槽，再張拉縱向N1鋼束。

(5)向兩側各澆筑68.45 m范圍內中桁上的第二部分公路橋面板內的縱縫及橫縫內的自密實混凝土，張拉第二部分各板內的第2批橫向預應力筋(后張法)并封錨。

(6)澆筑第二部分預制板剪力槽和橫縫預留的剪力槽。

(7)拆除中跨剩余臨時支墩，邊墩支點頂升30 cm，并安裝支座。

(8)單端張拉縱向預應力鋼束N2。

(9)向兩側各澆筑33.15 m范圍內第三部分橋面板范圍內縱縫及橫縫內的自密實混凝土，張拉第三部分各板內的第2批橫向預應力(后張法)并封錨。

(10)澆筑第三部分預制板剪力槽和橫縫預留剪力槽。張拉縱向N3，N4鋼束。

(11)上二期恒載，全橋施工完畢。

3 關鍵施工控制點

3.1 臨時結構設計

3.1.1 拼裝支架及臨時墩

根據施工方案，在邊跨設置拼裝支架，中跨設置臨時墩(圖4)。由于橋位處地質以粉細砂、粉質黏土以及人工填筑大堤，該地質存在土質松軟、壓縮性大等特征，為保證拼裝支架及臨時墩具有足夠的承載力和預留壓縮下沉量，采用“樁基礎+承臺+鋼管柱+分配梁+抄墊(千斤頂)”，每排橫向設置3組獨立支架。拼裝支架采用獨樁基礎，臨時墩采用2根樁縱向布置，鋼管立柱采用4根φ609×14 mm鋼管，中心間距2 m；分配梁采用箱型截面，分配梁上設置千斤頂及抄墊，用于調節鋼桁梁架設過程中的節點高程。

3.1.2 全回轉架梁吊機

全回轉架梁吊機為單臂架全回轉式起重機，起重機轉臺以上傳動方式為電-機傳動，轉臺以下傳動方式為電-液傳動，可實現80 t×30 m的最大力矩提升，最小吊幅為10 m，最大吊幅為39 m，起重機自身具備起升、變幅、全回轉、整機前移及錨固的功能。

全回轉架梁吊機站位于鋼梁的三主桁上弦，底座與弦桿之間設置軌道及支頂油缸。為減少架梁吊機工作時荷載集中于中桁的現象，底座與中桁間設置恒反力油缸，采用恒定反力，超載時自動分配至邊桁的支頂油缸。

3.2 鋼桁梁拼裝線形調整及控制

3.2.1 支架上線形調整及控制

支架上調整方法常有：溫差法、起落頂法。在支架上設置200 t千斤頂及抄墊，既可用作高程調整使用，也可配合鏈條葫蘆或橫向千斤頂做橫向調整。縱向調整主要利用主墩上調整措施進行調整。

3.2.2 懸臂拼裝線形調整及控制

3.2.2.1 高程調整

本項目采用邊墩后安支座降低安裝標高、主墩按成橋標高進行線形控制。結合臨時墩的布置，采用架橋機一次走位拼裝兩個節間的方式。高程調整首先利用斜桿螺栓孔和沖釘直徑差異，對下弦桿前段標高進行調整；若差異較大時，利用臨時墩或主墩頂布置千斤頂對節段整體調整至設計高程。

3.2.2.2 橫向調整

為確保三主桁鋼梁的安裝線形，首先在下弦桿安裝時，通過在前段設置鏈條葫蘆等措施進行調整，確保軸線正確，再安裝腹桿及上弦桿，確保整個桁片的線形正確；最后進行橋面板安裝時，先臨時連接橫梁，再設置限位馬板，然后對軸線線形進行精調，最后通過馬板等措施鎖定線形。

3.2.2.3 縱向調整

縱向調整涉及調整量大時，采用頂推法，本項目結合結構特點，采用組合式千斤頂頂推方法。

組合式千斤頂頂推系統主要包括：抄墊、豎向千斤頂、支墊、水平千斤頂、滑板、反力座等。豎向千斤頂、支墊、水平千斤頂、滑板為主要組成部分，水平千斤頂頂推豎向千斤頂下方的支墊，避免損壞千斤頂，支墊下方布置滑板，減少摩擦力；反力座預埋在墩頂，為水平千斤頂提供支反力；抄墊主要在拼裝過程中承受荷載，避免支座受載而損壞支座。

3.3 鋼混結合施工控制

在施工順序上，每一部分橋面板與鋼桁結合施工時，先澆筑縱向和橫向濕接縫，預留邊桁上的濕接縫和預制板對應剪力槽不澆筑，再進行橋面板的橫向預應力的張拉，最后澆筑預留濕接縫和剪力槽,有效提高橋面板內預應力作用。

在中跨設置臨時墩，鋼梁預先起頂，跨中標高較邊跨支點高30 cm，在濕接縫施工完成第二部分后，再調整至成橋線形。可改善跨中鋼梁內力，增加橋面板的壓應力儲備。

4 結束語

鋼桁結合梁隨著經濟發展需要和橋梁施工技術的發展，越來越多地應用到現代橋梁建設中，對其施工經驗的總結顯得尤為必要，本文通過鄭濟鐵路黃河特大橋跨北大堤采用(73+139+73) m連續鋼桁結合梁關鍵施工技術的介紹，了解類似結構施工中使用的重要臨時結構和設備、關鍵施工控制點，為同類橋梁施工提供借鑒。