山區高速公路架橋機架設鋼板組合梁施工技術研究

龔景森

廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511450

鋼板組合梁橋施工應選擇合適的施工方案，普遍采用先架設鋼梁后施工橋面板的方法。鋼梁架設完畢之后，可以作為橋面板預制或現澆的支撐平臺。常見的鋼板組合梁橋的安裝施工架設方法有頂推法和吊裝法等。文章基于鋼板組合梁在廣東省山區高速公路的首次工程實踐，總結丘陵山區地帶高空復雜線形的鋼板梁架橋機架設工藝。

1 工程概況

廣東省云浮羅定至茂名信宜（粵桂界）高速公路工程老屋村大橋采用雙向四車道高速公路標準，設計速度100km/h，橋梁全長448m，位于右偏的圓曲線（半徑R=1316.085）和緩和曲線上，橋面橫坡為單向坡，坡度為4%～0.42%，縱斷面位于半徑R=21000m的豎曲線上，切線縱坡坡度為0.5%、3%。橋跨布置為（4×40）m+（4×40）m+（3×40）m，主梁采用雙工字鋼板組合梁，單幅組合梁橋面寬12.5m，雙幅全寬25.5m。

鋼主梁采用Q345qC工字型鋼梁，混凝土橋面板和鋼主梁通過剪力釘連接，雙主梁之間采用橫梁加強橫向聯系，橫梁標準間隙為8.0m，鋼主梁和橫梁之間采用焊接的方式連接，鋼板梁腹板結構中心處梁均高2.2m，鋼梁全寬7.8m，鋼梁單片最重為115.71t，面板梁最大重量約為26.3t。

2 鋼梁安裝總體思路

（1）采用架橋機逐聯安裝，橋面板滯后于鋼梁一跨安裝；投入2臺80t龍門吊，用于鋼梁節段組拼與單跨鋼梁轉移吊裝；投入1臺輪胎式運梁車，用于預制橋面板運輸；投入1臺LYQJ200t型架橋機，架橋機總長度為84m，額定起重量為200t，用于鋼梁與橋面板安裝。

（2）架橋機在臺后路基上利用龍門吊進行組拼安裝，完成后縱移至安裝首跨位置。

（3）大里程橋臺后路基場地作為鋼梁組拼場地及橋面板臨時存放場地，長度約178m，路基寬度約26m。

（4）由于工期要求及節點要求，優先架設左幅。

（5）拼裝好的鋼梁采用平車軌道運送，橋面板采用平板車運送。

（6）鋼梁就位后采用千斤頂進行精調，快速方便且可確保安裝精度。

3 鋼梁架設

步驟一：利用2臺80t龍門吊將鋼梁吊轉至電動平車上方，再通過電動平車將鋼梁運送至架橋機尾部。

步驟二：將1#、2#天車與鋼梁掛鉤，同時緩慢提起鋼梁至一定高度后同步向安裝跨緩慢前移。

步驟三：鋼板梁移動至安裝跨正上方時，后端對準上一節段鋼梁基準線，前端對準支座墊石中心線，初步對位后緩慢落梁至距墊石頂面50cm，前端安裝臨時支撐千斤頂。

步驟四：臨時支撐千斤頂布置在中橫梁或端橫梁頂升加勁處，蓋梁頂面設置2個50t螺旋千斤頂，千斤頂底部設置砂筒。根據蓋梁頂面高程及梁底高程初步計算砂筒高度，鋼梁前端落在千斤頂上，后端采用碼板與前一節段鋼梁初步固定，通過在鋼梁上安置操作平臺，在平臺進行鋼梁焊接施工。

步驟五：對于橫橋向位置調整，可在鋼橫梁靠近蓋梁擋塊位置采用臨時擋板裝置配合橫向千斤頂進行調整，千斤頂支撐在擋塊側面，通過千斤頂來微調橫橋向位置，千斤頂布置如圖1所示。對于縱橋向位置調整，可參照橫向調整方法，在鋼橫梁處設置臨時擋板裝置配合縱向千斤頂進行調整，千斤頂支撐在縱向反力卡槽上，通過縱向千斤頂來微調縱橋向位置，千斤頂布置如圖2所示。鋼梁調整完成并經測量驗收合格后，后端碼板固定限位，前端千斤頂暫不拆除。

圖1 橫橋向微調千斤頂布置圖（單位：mm）

圖2 橫橋向微調千斤頂布置圖

步驟六：支座安裝采用自上而下的施工方法，先將支座與鋼梁采用高強螺栓連接，保證支座與鋼梁密貼，鋼梁安裝時將支座下錨桿對準支座墊石上預留孔，鋼梁位置調整準確后，鋼梁臨時落在支撐千斤頂上，對鋼梁對接處進行限位固定，支座位置及平整度滿足要求后開始利用自流平支座灌漿。支座四周采用竹膠板封模，灌漿采用專用支座灌漿料，將灌漿管伸入至支座下部中心位置，從支座中心向四周灌漿。灌漿確保支座預留孔灌實，灌漿頂面應高出下支座鋼板底面1cm。

待墊石強度達到設計強度后拆除臨時支撐千斤頂，使支座受力，完成受力體系轉換。

4 架橋機優化

架橋機在傳統橋機基礎上，對前支腿及中支腿進行的優化工作詳述如下。

（1）前支腿優化。鋼板組合梁架橋機前支裝配由前上橫梁、前支斜撐、前支千斤頂上座、主梁座、千斤頂、前支千斤頂銷軸、千斤頂下座、千斤頂下座銷軸、前支立柱、前支立柱底座、前支立柱底座銷軸、螺栓、旋轉支座等組成。架橋機前支腿結構如圖3所示，前支腿采用方鋼立柱，前支腿可調節高度為1.6～6m。因鋼梁首邊跨為45m，在鋼梁架設過程中，鋼梁要從主梁座下方穿過，為加強前支結構穩定性，架橋機兩主桁架上弦桿采用上橫梁連接，下弦桿采用主梁座連接，同時上弦桿與主梁座之間設置斜撐。

圖3 架橋機前支腿結構

（2）中支腿優化。鋼梁翼緣板中對中間距為6.7m，架橋機兩主桁架中對中間距為10m，考慮到架橋機整體穩定性，鋼梁上翼緣板與中支結構枕梁間采用枕木支墊，枕梁與鋼梁下翼緣板之間設置斜撐，中托橫梁布置與枕梁上方，且枕梁上部設有滑軌，可實現架橋機整體微調橫移，架橋機中支腿結構如圖4所示。中托支撐裝置采用3組型鋼組件制作，采用工45c橫梁，支腿采用規格為120×120mm×6mm的方管，每側各布置2根，2根支腿之間焊接規格為80mm×80mm×6mm的方管，支腿與鋼梁下翼緣板上支墊的螺栓孔通過拴接方式連接，橫向聯系采用1cm厚的鋼板焊接連接。

圖4 架橋機中支腿結構

5 橋面板安裝及濕接縫與剪力槽施工

（1）橋面板吊點及吊具布置。橋面板吊點采用預留孔方式，每塊板設置4個吊點，預制時采用PVC管預留孔，吊裝采用直徑為Ф32mm的精軋螺紋鋼筋作為吊桿，吊點布置如圖5所示。

圖5 橋面板吊點布置圖（單位：mm）

橋面板起吊采用專用吊具，吊具下端吊耳與橋面板吊耳采用鋼絲繩連接，上端與架橋機天車吊鉤連接。吊具結構形式如圖6所示。

圖6 橋面板安裝吊具結構示意圖

（2）橋面板運輸。橋面板在老屋村大橋大里程預制場預制，通過1臺80t龍門吊提升至運梁車上，通過路基運輸至安裝位置。運輸采用輪胎式運梁車，橋面板之間及橋面板與車輛之間設置木方支墊，且采用5t手拉葫蘆捆綁固定，每次運輸1片橋面板。橋面運輸同樣采用輪胎式運梁車，運梁車從已安裝橋面板上行走，濕接縫處采用3cm厚的鋼板鋪設，以便運梁車順利通過，且速度不得超過5km/h。

（3）橋面板安裝前，測量人員在鋼梁上放樣每塊橋面板安裝時的邊線及中線，在橋面板橫斷面畫出與鋼梁接觸面的中心線。

（4）橡膠條安裝與環氧砂漿施工。在鋼梁頂面邊緣處安裝膨潤土橡膠條，安裝前對結合面進行檢查修整，使其表面平整潔凈，然后涂刷膠黏劑并及時粘貼橡膠條，橡膠條外邊緣與鋼梁頂面邊緣齊平。每塊板安裝前在安裝位置鋼梁頂面涂抹1～1.5cm厚的環氧砂漿，并粘貼密封橡膠條，防止鋼梁頂面與橋面板之間出現脫空。

（5）橋面板安裝流程。①天車提吊面板前移至安裝跨示意圖如圖7所示，采用運梁車將橋面板順橋向運輸至架橋機尾部，1#天車移動至架橋機最尾端，2#天車移動至橋面板正上方，天車落鉤，安裝吊具，緩慢提升橋面板，使橋面板提離運梁車，運梁車退回。②天車前移至安裝跨、推動橋面板旋轉90°示意圖如圖8所示，橋面板呈橫橋向狀態，同時安裝位置處，在鋼梁與橋面板接觸面上涂抹環氧砂漿。③移動天車將橋面板移動至安裝位置，緩慢下鉤，待橋面板底面距剪力釘頂口約10cm時，停止下鉤，根據橋面板上的中心線及鋼梁上標示線，調整橋面板位置并穩定，然后緩慢落鉤，使橋面板緩慢下落至穩定狀態，橋面板落穩后，檢驗其中心線及邊線是否對齊，若偏差過大，應提起橋面板重新對位安裝。④按照上述方法，依次完成該跨橋面板安裝。

圖7 天車提吊面板前移至安裝跨示意圖

圖8 天車前移至安裝跨、推動橋面板旋轉90°示意圖

6 預制梁剪力槽及濕接縫施工

預制橋面板安裝采用負彎矩區橋面板滯后結合的施工方法（皮爾格法），該方法以減小支點處橋面板所受應力為原則，并兼顧施工方便，可確定預制橋面板鋪設、結合的順序。

（1）濕接縫鋼筋及波紋管。檢查梁板安裝合格后，按設計對濕接縫鋼筋進行施工。鋼筋必須在加工場地按設計要求下料，然后運輸到工地現場安裝并進行綁扎或焊接。濕接縫鋼束，采用塑料波紋管，采用U型架立鋼筋進行定位，間距30cm，錨具采用40Cr弧形扁錨，弧形錨座材料采用HT250，確保定位準確。

（2）模板安裝。濕接縫模板統一用膠合板加工。濕接縫模板采用長2.4m、寬1m、厚2cm的木模作為底模，每塊模板用5組鋼絲繩和φ28mm鋼筋橫向固定，鋼筋兩端采用規格為20cm×10cm×10cm的枕木支墊，每根鋼絲穿過φ20mmPVC管進行固定，管口至少高于混凝土面2cm。底模位于模板中間位置，與采用縱向φ22mm鋼筋與鋼絲繩進行固定，φ22mm鋼筋長約2.2m；方木縱向間距為50cm。底模安裝前需清理干凈，并涂刷脫模劑，底面混凝土顏色保證與梁體顏色一致，上下面不得出現錯臺現象。

（3）混凝土澆筑及養護。標準跨橋面板濕接縫澆筑分三批完成，中跨濕接縫按照跨中、1/4跨、墩頂的順序進行澆筑，邊跨濕接縫按照邊支點、跨中、中支點的順序澆筑濕接縫及剪力槽混凝土。澆筑完成后，應對混凝土表面進行拉毛處理，并采用土工布進行覆蓋和灑水養護，養護時間不少于7d。

（4）后澆混凝土達到設計強度90%后完成濕接縫及剪力槽位置鋼絞線預應力施工

7 結論

文章以云茂高速老屋村大橋鋼板組合梁橋為工程依托，對其施工方案、工序及工藝展開了詳細的研究，主要得到了以下結論。

（1）通過詳細研究并探索山區公路鋼板組合橋梁架設施工各個階段的工藝流程，廣東省高速公路首次采用鋼板組合梁梁橋的施工方式，實施了架橋機架設鋼板組合橋梁的施工方案。

（2）通過對大型架橋機前、中支腿等進行加固優化改造，實現了架橋機架設鋼板組合梁連續施工，施工工藝具有便捷、高效、經濟等優勢。

（3）通過探索架橋機架設過程中的結構定位及線型控制措施，完善了鋼梁架設階段的三向糾偏有效措施，施工便捷，安裝精度高，從理論上保障了成橋狀態下的線形和內力狀態符合設計要求。