陳 坤 上海鐵路局合肥鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部

南淝河鋼桁梁特大橋是滬漢蓉快速鐵路引入合肥樞紐南環(huán)線的重點(diǎn)控制工程。該橋跨越合寧高速公路高架橋230 m，與高架橋合寧高速公路夾角 27°。橋主體結(jié)構(gòu)為下承式等高度、連續(xù)鋼桁梁柔性拱橋（114.75 m+229.50 m+114.75 m），雙線鐵路，ZK活載。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和連接方式

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼桁梁主要由主桁及拱肋、鋼橋面系、縱向連接系、橋門(mén)架及橫聯(lián)、支座等組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 鋼桁梁橋橫截面示意圖（單位：m）

(1)鋼桁梁采用N型三角桁架，每個(gè)節(jié)間長(zhǎng)度 12.75 m，兩邊邊跨分別為9個(gè)節(jié)間，中間主跨18個(gè)節(jié)間；桁高15.0 m，斜腹桿傾角 40.36°；主桁由上、下弦、腹桿組成；兩片主桁中心距 15 m，雙線鐵路間距 4.6 m，道砟槽內(nèi)寬 9.0 m，兩側(cè)人行道寬各1.35 m。

(2)橫聯(lián)或橋門(mén)架在每?jī)蓚€(gè)節(jié)間間設(shè)置。其中邊支座及拱肋橋面以上的第一個(gè)節(jié)間處為斜向橋門(mén)架，其他位置為橫聯(lián)，邊跨上弦及中跨均為半框橫聯(lián)，橫向?yàn)閮筛瘢鯒U中間不設(shè)置橫撐。

(3)橋面采用與主桁共同受力正交異性板整體面板，正交異性橋面板設(shè)計(jì)為復(fù)合板，在客運(yùn)專(zhuān)線上首次采用，屬新材料，新工藝，新技術(shù)。橋面由橋面板、橫梁、次橫梁、縱向 U肋、I肋等組成，橋面板全橋縱、橫向連續(xù)，縱向與下弦頂板伸出肢焊接，橫向分段焊接。

(4)支座采用 LQZ球型鋼支座，中主墩和邊墩支座設(shè)計(jì)噸位分別為 70 000 kN和15 000 kN。

1.2 連接方式

(1)主桁間采用焊接整體節(jié)點(diǎn)連接，吊桿與主桁間節(jié)點(diǎn)采用四面對(duì)接，腹桿與主桁間節(jié)點(diǎn)采用插入方式連接，部分受拉較大的腹桿與主桁節(jié)點(diǎn)采用三面拼接，少量桿件較長(zhǎng)、壓力較大的腹桿采用箱型截面，與主桁節(jié)點(diǎn)采用四面對(duì)接方式連接。上弦及拱肋縱向平聯(lián)采用 H形截面桿件的交叉式結(jié)構(gòu)，弦桿及拱肋在節(jié)點(diǎn)外四面拼接。

(2)主桁與節(jié)點(diǎn)間主要采用 M30（35 VB）高強(qiáng)度螺栓擰固，部分用M24和M22（20 MnTiB）高強(qiáng)螺栓擰固。

2 鋼桁梁架設(shè)綜合技術(shù)

2.1 架設(shè)方案確定

連續(xù)鋼桁梁架設(shè)科技含量多、安全風(fēng)險(xiǎn)高，施工難度大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)及周邊施工環(huán)境等勘查情況，為滿足安全、技術(shù)及工期的要求，經(jīng)方案對(duì)比分析，確定主跨為（114.75 m+229.50 m+114.75 m）連續(xù)鋼桁梁架設(shè)施工方案為：在高速公路高架橋邊緣兩側(cè)設(shè)兩個(gè)臨時(shí)墩（圖2中L7#和L8#），鋼桁梁采用多點(diǎn)同步頂推施工工藝進(jìn)行拼裝架設(shè)。

2.2 頂進(jìn)施工法及步驟

(1)在 170#～171#主橋墩間設(shè)置6個(gè)節(jié)間連續(xù)臨時(shí)拼裝支架，拼裝導(dǎo)梁和鋼桁梁成整體節(jié)間。按照由主橋170#墩向主橋173#墩方向，利用連續(xù)水平千斤頂對(duì)鋼桁梁節(jié)間頂推前移，每頂推前進(jìn)一個(gè)輪次，在后部臨時(shí)拼裝支架上繼續(xù)下一輪次的拼裝作業(yè)，如此循環(huán)直至鋼桁梁全部頂推就位。

(2)在鋼梁主、邊跨墩上利用豎向千斤頂和糾偏千斤頂，通過(guò)控制臺(tái)控制豎橫移動(dòng)，調(diào)整鋼桁梁至設(shè)計(jì)要求狀態(tài)，安裝支座。

其主要步驟流程詳見(jiàn)表1、圖2和圖3。

表1 多點(diǎn)頂推法架設(shè)鋼桁梁主要步驟

圖2導(dǎo)梁通過(guò)L7＃墩引導(dǎo)鋼桁梁跨171＃主橋墩頂推過(guò)程示意圖

圖3鋼桁梁通過(guò)L7?！獿9＃墩跨171?！?73＃主橋墩頂推完成示意圖

2.3 頂推施工輔助設(shè)施

2.3.1 主跨臨時(shí)墩（見(jiàn)圖4）

(1)主跨墩間設(shè)置臨時(shí)墩目的是由于主跨 230 m南淝河特大橋27°小角度跨越高速公路，頂推架設(shè)跨度較大，需減小鋼桁梁頂推過(guò)程中的懸臂長(zhǎng)度，保證最大懸拼長(zhǎng)度不超過(guò)12個(gè)節(jié)間153 m的長(zhǎng)度。

(2)臨時(shí)墩主要由樁基礎(chǔ)，承重立柱，縱橫聯(lián)，斜撐桿，柱腹桿，柱頂橫聯(lián)及滑道梁組成。主跨臨時(shí)墩上部結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足頂推施工設(shè)備安裝和操作，下部墩身制作成"V"型結(jié)構(gòu)，以避免與高速公路發(fā)生干涉而影響交通暢通。

(3)滑道梁采用箱型截面形式，滑道梁與臨時(shí)墩連接成整體，其頂面設(shè)頂推設(shè)施。

圖4臨時(shí)墩側(cè)面、立面結(jié)構(gòu)和滑道梁連接示意圖（單位：㎜）

2.3.2 邊跨拼裝支架

在邊墩 1～6節(jié)間之間設(shè)拼裝支架拼裝鋼桁梁，鋼桁梁形成封閉的三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系高栓終擰后，焊接橋面正交異形板，按照頂進(jìn)步驟逐節(jié)頂推。

2.3.3 導(dǎo)梁

導(dǎo)梁是為頂推需要而設(shè)計(jì)的，全長(zhǎng) 102 m，前端梁高 8.5 m，后端梁高15 m，節(jié)間間距 12.75 m，橫向垂直布置兩片桁，間距為15 m，與主橋鋼梁一致。

2.3.4 滑道與滑塊

(1)鋼桁梁主桁節(jié)點(diǎn)支承在滑道上，為保證頂推過(guò)程中始終有一個(gè)節(jié)點(diǎn)支承在滑道上，滑道梁縱向長(zhǎng)度設(shè)置為大于1.25倍節(jié)間即16 m長(zhǎng)度；滑道裝置布置于臨時(shí)墩和邊跨拼裝支架的柱頂部，與柱頂板焊接。一個(gè)臨時(shí)墩旁設(shè)兩片滑道梁，與下弦桿中心對(duì)應(yīng)。

(2)頂推過(guò)程中鋼桁架每個(gè)節(jié)點(diǎn)均要設(shè)滑塊抄墊?；缽纳现料碌臉?gòu)造為：滑塊＋不銹鋼板＋20 mm底部鋼板＋滑道梁?；懒喉敹撕附诱麎K不銹鋼板以減少滑動(dòng)時(shí)摩擦力，鋼桁梁與滑道梁之間設(shè)MGB滑塊。MGB（上層）+不銹鋼板摩擦副，介質(zhì)為黃油摻機(jī)油。

(3)滑塊采用 MGB板，MGB高分子摩擦材料是通過(guò)特殊的合成工藝制造而成的均質(zhì)聚合物。既有較高的承載力，又有較好的塑性，抗壓承載力可達(dá) 25～30 MPa，抗剪能力＞30 MPa。

2.3.5 頂推設(shè)備系統(tǒng)

(1)ZLD250-200型頂推設(shè)備系統(tǒng)由三部分組成，即 ZLDK-2控制系統(tǒng)、ZLDB23-28液壓泵站和ZLD250-200型自動(dòng)連續(xù)千斤頂，其相互間關(guān)系見(jiàn)圖5。

(2)其控制過(guò)程是：用行程開(kāi)關(guān)作為 ZLD自動(dòng)連續(xù)頂推系統(tǒng)的動(dòng)作傳感元件，它將自動(dòng)連續(xù)頂推千斤頂活塞的位置信號(hào)傳遞給主控制臺(tái)；主控制臺(tái)將獲取的信號(hào)進(jìn)行邏輯組合后，再將控制信號(hào)傳遞給自動(dòng)連續(xù)泵站，泵站通過(guò)電磁換向閥去控制相應(yīng)自動(dòng)連續(xù)千斤頂?shù)母鞣N動(dòng)作；該系統(tǒng)的主控制臺(tái)以PLC可編程控制器為核心，通過(guò)增加或修改程序即可達(dá)到連續(xù)性和同步性控制功能。

圖5控制系統(tǒng)、液壓泵站與自動(dòng)連續(xù)千斤頂關(guān)系圖

2.4 頂推過(guò)程糾偏

鋼桁梁多點(diǎn)同步連續(xù)水平頂推系統(tǒng)由ZLD250-200型頂推設(shè)備系統(tǒng)三部分組成，具有兩側(cè)同步、單側(cè)單動(dòng)、單點(diǎn)單動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)限位功能；通過(guò)調(diào)整液壓油缸兩組千斤頂不同的行程，一組千斤頂多走一段行程，另一組暫停來(lái)達(dá)到糾偏目的。調(diào)整同步后再同時(shí)多點(diǎn)頂推，使被頂推的鋼桁梁在允許誤差范圍內(nèi)架設(shè)就位。

3 結(jié)束語(yǔ)

南淝河鋼桁梁特大橋中間跨度達(dá)230 m，且橫跨合寧高速公路；同時(shí)受高速公路邊界條件限制，連續(xù)鋼桁梁架設(shè)所需的輔助臨時(shí)墩緊鄰高速公路高架橋邊緣施工，架設(shè)鋼桁梁要穿越高速公路上方施工，施工作業(yè)難度大，安全防護(hù)要求高。安全控制重點(diǎn)要確保高速公路既有的高架橋墩穩(wěn)固和高速公路安全暢通。采用多點(diǎn)頂進(jìn)法進(jìn)行連續(xù)鋼桁梁拼裝架設(shè)是本工程的關(guān)鍵控制性作業(yè)。南淝河連續(xù)鋼桁梁特大橋頂推法架設(shè)的成功實(shí)踐應(yīng)用，為類(lèi)似橋梁施工起到指導(dǎo)和借鑒作用。