師琨赫 李靈

摘要：花園街在施工中采用纜索吊機(jī)進(jìn)行鋼桁梁節(jié)段整體懸臂拼裝施工，中跨鋼桁梁采用轉(zhuǎn)體施工自然合龍法施工。施工中，采用輔助斜拉索張拉索力的方法實(shí)現(xiàn)合龍段姿態(tài)的調(diào)整，以滿足合龍線形要求;對(duì)鋼桁梁合龍段的弦桿間距、橋面標(biāo)高、縱向軸線、當(dāng)?shù)貧鉁睾拖覘U溫度等進(jìn)行48小時(shí)連續(xù)觀測(cè)，確定合龍段的合龍溫度和放置溫度分別為17℃和19℃。該橋已完成高精度合龍，合龍后主梁線形平順，誤差滿足規(guī)范要求。

Abstract： In the construction of Huayuan Street， cable cranes are used for the overall cantilever assembly of the steel truss beam sections， and the mid-span steel truss beams are constructed by using the swivel construction natural closure method. In the construction， the auxiliary stay cable tensioning method is used to adjust the posture of the closure section to meet the linear requirements of the closure section; the chord spacing， deck elevation， longitudinal axis， local temperature and chord temperature of the closure section of the steel truss is continuously observed in 48 hours. The closure temperature and the placement temperature of the closure section are determined to be 17°C and 19°C respectively. The bridge has completed high-precision closure， and the main beam is smooth after closure， and the error meets the specifications.

關(guān)鍵詞：花園街大橋;鋼桁梁;合龍;施工控制

Key words： Huayuan Street Bridge;steel truss beam;closure;construction control

中圖分類號(hào)：U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0157-04

1? 概述

花園街跨京杭運(yùn)河大橋，主橋主跨一跨跨越京杭運(yùn)河，南北兩邊跨分別跨越國(guó)道、河濱東路。主橋跨徑布置為65.7+120+65.7=251.4m。本橋沒(méi)有設(shè)置聯(lián)接系，僅在兩個(gè)中間墩上方設(shè)置兩道橋門(mén)。主桁節(jié)間間距為8～13.5m，主桁高度采用二次拋物線變化形式。航道中心與橋梁中心線正交。主橋采用鋼桁架梁方案，采用轉(zhuǎn)體施工技術(shù)。主桁架由兩片鋼桁架梁組成，主桁中心距為26m，在兩片主桁架的外，各挑出6.5m（桁架中心至懸臂端部）的懸臂，支撐著非機(jī)動(dòng)車道及人行道，橋面總寬度39m。其立面布置圖，如圖1所示。

橋鋼桁架共劃分為26個(gè)節(jié)段，包括橋門(mén)架QM。在鋼桁架的制作過(guò)程中，為了控制鋼梁的拱度，確保拼裝過(guò)程中的穩(wěn)定性。鋼梁橋位拼裝方案擬采用支架和懸臂拼裝結(jié)合的方案。將鋼梁橋位拼裝分為兩個(gè)階段，第一階段是支架拼裝階段，第二階段是懸臂拼裝階段（見(jiàn)圖2）。

支架做好后在支架上固定拼裝下弦桿，調(diào)整拱度，然后依次拼裝橋面板、腹桿及上弦桿。懸臂拼裝階段是按照腹桿-下弦桿-橋面板-腹桿-上弦桿的順序交替進(jìn)行拼裝，確保拼裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，盡量避免懸臂引起的拼裝拱度值變化，主桁桿件吊裝順序見(jiàn)表1。

該橋位于京杭大運(yùn)河上，且南面跨越國(guó)道，水陸運(yùn)輸船只和車輛都較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而鋼桁架梁的合龍施工，施工難度較大。這里主要闡述鋼桁架梁合龍施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)控制。

2? 合龍段的施工方案及施工難點(diǎn)分析

2.1 合龍段的施工方案

花園街大橋采用轉(zhuǎn)體施工方案，在南、北兩岸同時(shí)拼裝大橋的南半部分和北半部分，鋼梁拼裝采用全懸臂拼裝方案。懸臂拼裝是利用弦桿自穩(wěn)定性進(jìn)行安裝，安裝過(guò)程遵循下弦桿——腹桿——上弦桿——橋面系——下弦桿的順序，且兩片主桁桿件同步進(jìn)行拼裝，弦桿拼裝完成后安裝橋面系，接著安裝下一個(gè)節(jié)間弦桿，在下一個(gè)節(jié)間安裝過(guò)程中焊接上節(jié)間橋面系，弦桿拼裝始終領(lǐng)先橋面拼裝一個(gè)節(jié)間，弦桿、橋面系交替進(jìn)行。其拼裝過(guò)程見(jiàn)圖3。

2.2 施工難點(diǎn)

由于邊跨過(guò)渡墩上JGQZ5000KN的支座自重達(dá)到了近9噸，因此，如果先不在邊跨墩上安放永久支座，而先進(jìn)行邊跨尾端一節(jié)的拼裝，通過(guò)過(guò)渡墩上設(shè)置臨時(shí)支座從而實(shí)現(xiàn)中跨的安全合攏是能夠?qū)崿F(xiàn)的，可是，在邊跨尾節(jié)拼裝到位后再來(lái)人工安裝重達(dá)近9噸的邊跨墩永久支座，幾乎不可能做到。因此，邊跨的合攏只能在臨時(shí)支墩上實(shí)現(xiàn)。

鋼桁架中跨施工的合龍實(shí)際上是鋼梁由懸臂外伸的梁轉(zhuǎn)換成三跨連續(xù)的梁的過(guò)程，施工時(shí)采取的方法是通過(guò)改變邊支點(diǎn)的相對(duì)高差，構(gòu)造三跨連續(xù)梁的跨中彎距、剪力和相對(duì)轉(zhuǎn)角均為零的這樣一個(gè)合龍條件，保持鋼桁梁合龍前、合龍后的受力狀況基本一致（見(jiàn)圖4）。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，計(jì)算該橋鋼桁架在設(shè)計(jì)體系溫度下（19℃）中跨無(wú)應(yīng)力狀況合龍時(shí)，邊跨和中跨支點(diǎn)的高差，進(jìn)行合龍調(diào)整。其施工難點(diǎn)主要有：①鋼桁架的施工合龍，受溫度、臨時(shí)荷載、支墩的穩(wěn)定性影響較大。②主梁自重大，使得全橋施工在轉(zhuǎn)體合龍過(guò)程中縱向橫向線性調(diào)整難度加大。③鋼桁架的合龍和連接，多采用高強(qiáng)螺栓連接，誤差調(diào)整余地小，且剛性構(gòu)件，在施工過(guò)程中縱橫向相互影響，桁架的制作和合龍精度要求高。④合龍段施工在溫度敏感的6月份，氣候變化大，合龍段氣候預(yù)測(cè)困難，給數(shù)據(jù)采集和溫度控制帶來(lái)較大的影響。

3? 合龍段控制技術(shù)

先不拼裝尾節(jié)鋼桁架梁，通過(guò)在臨時(shí)支墩上設(shè)置千斤頂支撐，同時(shí)在邊跨一側(cè)適當(dāng)配重以維持轉(zhuǎn)動(dòng)體系的安全穩(wěn)定，使得轉(zhuǎn)動(dòng)體系臨時(shí)邊跨合攏，然后再通過(guò)臨時(shí)支墩上的千斤頂?shù)纳炜s，利用蹺蹺板的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)中跨合攏。在中跨合攏之后，在過(guò)渡墩上先安放永久支座，再來(lái)拼裝最后一節(jié)，使尾節(jié)直接落放在邊跨墩永久支座上。為拆除方便，臨時(shí)墩采用主梁拼裝階段主墩兩側(cè)支墩一致的臨時(shí)支架體系：下部采用兩根直徑1.2m的鋼筋混凝土樁基和承臺(tái)基礎(chǔ)，外露在地面以上部分采用鋼管柱支架（詳見(jiàn)邊跨臨時(shí)墩支架體系圖）。只是這里每個(gè)點(diǎn)改用一臺(tái)千斤頂代替砂桶臨時(shí)支座，以方便合攏時(shí)可以通過(guò)千斤頂進(jìn)行高度方向的上下精調(diào)。臨時(shí)墩設(shè)在主桁架下，可以在邊跨合攏前維持上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時(shí)為轉(zhuǎn)體到位后邊跨最后一節(jié)（8m）實(shí)施拼裝提供支撐點(diǎn)。臨時(shí)支墩上要設(shè)置一定的拋高，為最末尾一節(jié)的拼裝提供高度空間。

3.1 合龍時(shí)關(guān)鍵數(shù)據(jù)觀測(cè)及處理

為了確定合龍段的節(jié)段的長(zhǎng)度、標(biāo)高和線性控制、施工溫度和放置溫度等關(guān)鍵參數(shù)，合龍段施工前必需對(duì)合龍段的幾何位置和溫度進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。連續(xù)觀測(cè)前，考慮到引橋現(xiàn)澆箱梁先施工，且主橋過(guò)渡墩在主橋和引橋一側(cè)有高差（引橋一側(cè)高60cm），如果主橋鋼桁架梁縱向節(jié)段全部拼裝到位后再轉(zhuǎn)體，那么邊跨末節(jié)因上部結(jié)構(gòu)角點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑（南岸為70.1m，北岸為69.3m）大于邊跨跨徑（65.7m）而無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體就位，因此，只能通過(guò)少拼裝一節(jié)（8m）邊跨鋼桁架梁來(lái)實(shí)現(xiàn)，為確保合攏作業(yè)安全穩(wěn)定，這就需要在水平轉(zhuǎn)體到位后在距離邊跨過(guò)渡墩8m的主橋一側(cè)設(shè)置兩根臨時(shí)墩，臨時(shí)墩下設(shè)計(jì)直徑1.2m的樁基礎(chǔ)以滿足受力。所以在確定觀測(cè)記錄時(shí)，盡量使其觀測(cè)條件和合龍時(shí)的施工條件（包括橋梁的邊界條件、臨時(shí)載荷的大小、相應(yīng)桁架的位置等等）保持一致。對(duì)鋼桁梁合龍段的間距（上、下弦桿最前排螺栓孔邊緣的距離）、軸線、標(biāo)高、氣溫和弦桿溫度等進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)的連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)頻率為每?jī)尚r(shí)一次。圖5是施工合龍前24小時(shí)（8：00到次日8：00）的合龍段標(biāo)高、軸線和間距測(cè)試結(jié)果實(shí)測(cè)值。通過(guò)分析可知：一天之中合龍段的標(biāo)高的變化幅度最大可以達(dá)到10厘米，軸線的變化幅度達(dá)到18厘米，鋼桁架間距的變化達(dá)到近24厘米，受氣溫和日照輻射的影響非常大。同時(shí)，合龍段幾何位置的最大值出現(xiàn)在下午15：00～16：00，凌晨2：00～6：00變化幅度較小。

3.2 合龍溫度的確定

鋼桁架形式的橋梁，其轉(zhuǎn)體施工時(shí)合龍段的施工溫度（即合龍溫度）決定了合龍段鋼桁架的構(gòu)造長(zhǎng)度，能否準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)合龍時(shí)的溫度，是所有后續(xù)合龍工作的基礎(chǔ)。由于該橋梁合龍采用的是高強(qiáng)螺栓連接，所以，希望合龍時(shí)，周圍環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定，這會(huì)給合龍段一側(cè)的高強(qiáng)螺栓連接留有充裕的施工時(shí)間。但是周圍環(huán)境溫度穩(wěn)定，合龍段就難以正常合龍施工，因?yàn)?，在進(jìn)行鋼桁架的合龍施工時(shí)，考慮到鋼材的熱脹冷縮，一定程度的熱脹對(duì)橋梁合龍是有利的。因此，合龍段施工時(shí)溫度的選擇，應(yīng)綜合考慮高強(qiáng)螺栓的施工時(shí)間和合龍段鋼桁架的間距等因素。

該橋處于長(zhǎng)江下游地區(qū)，6月份又是梅雨季節(jié)，因此，總結(jié)和統(tǒng)計(jì)這一地區(qū)往年的氣溫?cái)?shù)據(jù)顯得尤為重要。對(duì)過(guò)去10年（2007～2017年）該時(shí)段6月5～9日的氣溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（21：00至次日20：00），得到合龍施工前后的平均溫度曲線，如圖6所示。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理和綜合分析可知：該橋位處凌晨0時(shí)至上午7時(shí)氣溫較穩(wěn)定，溫度變化在2℃左右，預(yù)測(cè)合龍時(shí)的溫度為19℃，與設(shè)計(jì)合龍的溫度20℃很接近。此外，南岸和北岸的合龍段之間分別預(yù)留3cm和2cm的間隙。這樣可以較好地滿足施工溫度和施工間隙，確保鋼桁架順利合龍。同時(shí)，也給高強(qiáng)度螺栓的放置和緊固留了充足的時(shí)間和空間。

3.3 中跨合攏吊裝方案

大橋橫跨京杭運(yùn)河，京杭大運(yùn)河是三級(jí)航道，往來(lái)船只頻繁，施工過(guò)程不能占用航道。橋面吊機(jī)自重較大，影響跨中拱度控制。經(jīng)分析，擬采用多吊點(diǎn)葫蘆吊的吊裝方案。轉(zhuǎn)體前將吊裝設(shè)備和合龍桿件提前安裝及擺放至相應(yīng)位置（見(jiàn)圖7）。待到適宜合龍的狀態(tài)時(shí)起吊合龍桿件。

多吊點(diǎn)葫蘆吊的原理：在上弦桿上設(shè)定滑輪③，在下弦桿上設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)⑤，用葫蘆吊②輔助吊裝結(jié)合定滑輪③和卷?yè)P(yáng)⑤吊裝下弦桿。在合龍口附近上弦桿上安裝一個(gè)三角固定支架，支架上安裝兩個(gè)10t手動(dòng)葫蘆吊，用吊點(diǎn)①+②吊裝上弦桿合龍段。在上弦桿上設(shè)置吊點(diǎn)④，用吊點(diǎn)①+④吊裝腹桿。

3.4 中跨合龍調(diào)整方案

桁架安裝到跨中時(shí)受結(jié)構(gòu)自重、加工制作精度、安裝誤差及外界環(huán)境條件等因素的影響，合龍端存在一定的誤差，需要采取措施進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的步驟如下：①選擇氣溫在19℃左右，且沒(méi)有陽(yáng)光偏曬的條件下，實(shí)測(cè)合龍端誤差和桁架梁軸線偏差。②在邊桁架的支點(diǎn)處施加一個(gè)橫向水平力，使鋼桁梁繞中心支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整軸線偏差。③適當(dāng)降低邊桁架的支點(diǎn)，調(diào)整合龍端的高差。具體高差數(shù)值設(shè)計(jì)單位與施工單位應(yīng)分別計(jì)算對(duì)比后確定。④用10t手拉葫蘆將合龍端對(duì)拉。

4? 結(jié)束語(yǔ)

花園街大橋，其特點(diǎn)是跨徑大、合龍段施工桿件多、要用高強(qiáng)螺栓連接鋼構(gòu)件、主橋橋位處天氣變化不穩(wěn)定，這使得該橋合龍時(shí)的施工難度變大，對(duì)施工精度提出了更高的要求。中跨鋼桁梁采用轉(zhuǎn)體合龍法施工，同時(shí)輔以電動(dòng)手拉葫蘆等措施配合合龍施工，這樣的施工方法降低了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工溫度的完全依賴，縮短了合龍段的施工時(shí)間，提高了合龍精度。在施工過(guò)程中，通過(guò)各類數(shù)據(jù)的觀測(cè)分析以及該橋位處近10年氣象資料統(tǒng)計(jì)分析后，確定合龍段的施工長(zhǎng)度、合龍時(shí)的最佳溫度;采用鋼管和工字鋼等臨時(shí)輔助支撐，多吊點(diǎn)和葫蘆吊等措施，確保施工順利，防止合龍段在吊裝和運(yùn)輸中發(fā)生變形。

花園街大橋的合龍施工，施工速度快，合龍施工結(jié)束后的施工精度高，合龍后主橋線形能保持平順、流暢，施工誤差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。該橋的鋼桁梁合龍施工技術(shù)可供類似橋梁借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]于祥敏，陳德偉，白植舟，等.貴黔高速鴨池河特大橋鋼桁梁施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2017，47（4）：107-112.

[2]柯軍圣，萬(wàn)方.蕪湖長(zhǎng)江大橋主跨鋼桁梁斜拉橋跨中合龍施工[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2001，22（5）：115-117.

[3]于祥敏，陳德偉.貴黔高速鴨池河特大橋鋼桁梁合龍施工控制技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2017，47（6）：101-106.

[4]周仁忠，田唯，荀東亮，等.橫琴二橋主橋鋼桁拱架設(shè)施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2016，46（6）：100-105.

[5]王紅平，涂宏未，李元生.東莞東江大橋鋼桁梁合龍技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2010（02）：76-79.

[6]孫健家.安慶長(zhǎng)江鐵路大橋主橋鋼梁邊跨合龍施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2014，44（3）：109-

113.

[7]周仁忠，田唯，荀東亮，李鑫.橫琴二橋主橋鋼桁拱架設(shè)施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2016，46（6）：100-105.

[8]鄧永鋒，周明星.黃岡公鐵兩用長(zhǎng)江大橋鋼桁梁架設(shè)技術(shù)研究[J].橋梁建設(shè)，2013，43（2）：16-22.

[9]李治學(xué)，李樹(shù)喜，陳海波，等.貴廣（南廣）高鐵北江特大橋合龍施工關(guān)鍵技術(shù)[J].世界橋梁，2016，44（4）：35-39.

[10]周外男，王令俠.蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋主橋鋼梁架設(shè)方案[J].橋梁建設(shè)，2018（01）.