浅谈海南洋浦跨海大桥的钢梁合龙施工技术

陈民

摘要：结合海南洋浦大桥实践，对斜拉桥钢梁合龙技术、施工安装及定位控制等施工和技术控制，实现桥梁最重要环节之一桥梁的合龙工艺。本文着重介绍了工字钢梁后孔法合龙的关键技术和施工工艺，以便类似工程予以借鉴。

关键词：斜拉桥；钢梁；合龙；后孔法施工；

一、引言

钢梁合龙施工在现代斜拉桥梁施工中已经是普遍的工艺，钢梁拼接板合龙通常采用临时拼接板替换的方式实现合龙，更换临时拼接板工艺较繁琐，尤其是遇到临时拼接板多的时候，随着气温不断变化，给合龙造成影响，增加了合龙后成桥附加应力，结合海南洋浦大桥钢梁合龙采用后孔法合龙经验，达到快速精确合龙是本文要阐述的一个重点。

二、工程概况

海南洋浦大桥位于我国海南岛西北角洋浦经济开发区，横跨白马井海峡，主桥采用58.5+63+58.5+460+58.5+63+58.5m=820m的双塔双索面混合式结合梁斜拉桥。主跨440m梁段为工字钢结合梁，钢梁上安装桥面板浇筑湿接缝连接。两岸主跨塔端各有10m为钢混结合段，两岸边跨各180m为混凝土π型边主梁。主桥支撑体系为半漂浮体系，主塔采用两个双向活动支座，横向设置抗风支座，纵向设置阻尼装置。斜拉索设计采用平行钢丝拉索，共144根斜拉索。

主桥中跨采用钢主梁结合混凝土桥面板的整体断面。断面设有两片钢边主梁，两边主梁横向中心距45.3m，钢边主梁采用工厂分节段制造，现场高强度螺栓连接。钢边主梁共39段，其中标准节段长12m，钢混凝土结合段9.5m（3.5m埋入混凝土），合龙段4.14m，工字钢梁顶宽1m，底宽1.1m，高度2.348m，重量约49t，总共808个高强螺栓锚栓孔。

三、气象情况

洋浦地区属热带季风气候，受台风影响，长夏无冬，夏热冬暖，湿度较高，降水量较少，旱季和雨季分明，合龙时为海南1月上旬气温，日最高平均温度22℃，日最低平均温度为17℃。

四、主要施工工艺

1.合龙钢梁准备

合龙段制作分厂内制作和桥位现场制作两个步骤进行。第一步：厂内制作时按照标准梁段制作方法完成合龙段各组成杆件的制作，在主梁、稳定板、风嘴、小纵梁等杆件制作时预留200mm工艺量，合龙段主梁在厂内只钻制一端孔群，另一端孔群在桥位精确量测、配钻，确保钢梁桥位的顺利合龙。合龙段长度和连接孔群的精确测量进行了24小时连续精确测量3天，确定合龙温度，同时根据监控单位提供的测量数据，划出合龙段主梁孔群位置及主梁长度切割线，采用磁力钻钻制主梁剩余连接孔群。

2.合龙段施工的時间确定

由于悬臂梁在施工过程中，受夜间降温、风、雨等各种气象因素的影响，悬臂处于不断变化的温度环境中。本工程由于悬臂长，受外界环境温度变化的影响将更加明显。在合龙前，选择合理的合龙段施工时间是非常重要的。

合龙前，由施工单位和监控单位对合龙口钢梁架设完成后，联合进行24小时线型、轴线、间距的测量，连续测量3天，时间间隔3小时，记录相应的时间段的温度、风力、日照等外界影响因素，以确定气温相对稳定（均匀温度场）且气温较低、外界因素影响较小的时间段，此时间段内钢梁的变化影响较小，以此时间段作为合龙段锁定时间。

根据观测结果，合龙段钢梁长度在晚上11时至凌晨6时之间最长，根据观测数据的计算结果，在中跨440m钢梁随温度变化规律为0.0043 m/℃，此结果与钢材的线性膨胀系数基本一致，因此决定在进行合龙段钢梁长度的计算过程中，采用这一实际观测结果，同时考虑到要留出适当余量，以及斜拉索的水平分力对钢梁压缩量、索塔变形对钢梁长度的影响等因素，综合起来确定合龙段钢梁长度。结合海南洋浦平均温度，确定的合龙温度20℃的合龙段钢梁长度：顶口为4.196 m，底口为 4.281m。

3.压重及合龙段空间位置调整

为保证合龙段施工时，钢梁梁始终处于平衡状态，在合龙之前，在两端悬臂端荷载进行清理，桥面吊机及桥面板设置在指定位置，如桥面吊机及桥面板重量不足以平衡钢梁，采取临时配重来调整标高。

精确量测两岸最后节段钢梁轴线、标高等相对偏差。当轴线相对偏差大于20mm时，轴线偏差大于控制范围，需采取倒链交叉对拉方式，确保合龙口两岸钢梁对中，并在进行合龙段长度及孔群测量时应适当考虑修正值。实施过程中轴线偏差为14mm，未进行调整。两段钢梁相对标高应保持一致，合龙高差控制在10mm内，偏差大时采用调整索力或配重等方式进行调整。

4.合龙段桥位架设步骤

进行合龙段长度和孔群位置的精确测量（连续3天精确测量）。根据对测量数据的分析确定出钢梁合龙时间以及合龙段加工数据。按照数据在钢梁运输船上完成钢梁合龙口位置的孔群钻制和合龙段长度的配切。

合龙段长度配切及孔群钻制等工作完成后，进行合龙段的吊装。由于钢梁起吊时机与合龙时间不能在同一时间段完成，因此合龙段起吊工作需分两步完成：第一步将合龙段钢梁提升至合龙口下等待；第二步等待确定的合龙温度完成最终起吊。

合龙段起吊到位后，先将一侧最后节段与合龙段接口进行连接，然后调整另一侧节段与合龙段的轴线相对偏差，并等待合龙温度及时间。当时机满足合龙要求后，利用钢梁腹板孔群进行定位（冲钉及安装螺栓数量不得少于35%），同时记录时间及温度，然后对底板、顶板孔群进行先后定位并完成高强螺栓初拧，最后完成合龙口所有高强螺栓的终拧工作。并分别吊装及安装合龙段钢梁的小纵梁及稳定板，合龙正式结束。

五、结束语

斜拉桥钢梁合龙是大桥建设的一个关键工序，决定桥梁建设的成与败，海南洋浦大桥钢梁合龙在满足规范要求的前提条件下，总结有以下几个方面，可对钢梁合龙起到借鉴作用：首先，在实现钢梁后孔法合龙前需要充分准备、力勤观测、准确分析、迅速调整的循环组织过程；其次，施工0#块的时候，需要对精度进行要求，中跨0#段钢梁的安装位置偏差在后续梁段会积累、放大，而且0#块钢混结合段是最方便控制合龙精度的时间，其施工精度的控制是本桥的重点。洋浦大桥钢混结合段的空间精度控制在5mm以内，确保了后期安装精度；最后，钢梁合龙段在实施时，可考虑根据即时合龙段的温度及钢梁变化情况，现场定位钻孔方式，有利于控制工序连续性并可增加可操作性。

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