连续钢桁梁逐跨架设支座分步安装施工技术

宁朝新

（中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏 南京 210031）

1 工程概况

公安长江公铁两用特大桥是运煤通道控制性工程，主桥全长1 459.6 m，主通航孔为（98+182+518+182+98）m 5 跨斜拉桥连续钢桁梁［1］，南岸滩地6#—10#墩为4×94.5 m连续钢桁梁［2］，桥跨布置见图1。

图1 公安长江大桥主桥桥跨布置（单位：m）

4 × 94.5 m 连续钢桁梁节间距为13.5 m，每跨7个节间，钢桁梁主桁宽度为14 m，桁高为13 m。连续钢桁梁横截面如图2所示。

图2 连续钢桁梁横截面（单位：mm）

主桁采用平弦三角形桁架，全桥共28个节间，上弦杆、下弦杆及腹杆共236 根杆件；铁路桥面板28 块，公路桥面板29块，最大块件起吊质量控制在70 t以内［3］。

主桁构件内部采用焊接，上下弦杆在非节点处采用高强度螺栓拼接，公路、铁路桥面板均采用钢正交异性板，钢桁梁涂装按照TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装》要求的第7体系进行。

主桥线路设计为平坡，钢桁梁设置了拱度，拱度通过桁梁起拱来实现，即下弦节间长度不变，加长或缩短上弦节间制造长度。

2 施工特点及难点

公安长江公铁两用特大桥南岸滩地为4×94.5 m连续钢桁梁，采用悬臂架设支座同步安装的施工方法。主要有以下特点和难点：

1）首孔钢梁在支架上拼装，首孔安装完成后立即进行起顶、精调作业，卸落支架后安装正式支座。

2）后续3 孔钢桁梁悬臂架设，正式支座随架设进度分步安装，对钢梁架设精度要求更高，起顶、落梁操作精细化，施工过程中控制难度更大。

3）与整联钢桁梁架设完成后进行整体起顶吊梁、落梁施工相比，采用支座分步安装方式，克服了整体起落梁时调整线形、安装支座起顶难度大，大吨位千斤顶墩顶布置空间受限，同步控制难度大的难题。支座分步安装单次起顶重量小，千斤顶数量少，不需要多墩同步起顶，分步安装好的支座比临时支座对钢梁转角变形、温度伸缩变形适应性更好［3-8］。

3 总体施工方案

4 × 94.5 m 连续钢桁梁的固定支座设于9#墩，其余墩为活动支座。根据钢梁运输线路布置，从岸边10#墩往水中6#墩方向架设钢桁梁。钢桁梁采用布置于公路桥面的WD-70型全回转架梁吊机散拼法安装，先在10#墩南侧支架上拼装架梁吊机，然后架梁吊机自10#墩往6#墩方向逐节间逐孔拼装钢桁梁，支架布置如图3所示。其中，9#—10#墩钢桁梁在支架上拼装，8#—9#墩采用半悬臂法安装，6#—8#墩采用全悬臂法安装。

图3 首跨9#—10#墩钢桁梁拼装支架布置（单位：m）

4 钢桁梁架设

钢梁在架设过程中，因温度和荷载变化会在各支墩产生水平位移和竖向转角，利用正式支座水平摩擦阻力约束小、竖向转角适应性好的特点，在控制好架梁精度和准确计算各阶段受力情况下，由布置于墩顶的三向作用千斤顶调整好钢梁空间位置，正式支座随架设进度分步安装。

4.1 支架施工

首跨9#—10#墩拼装支架采用ϕ1 000 mm 钢管柱支墩结构，共6排支架，各排支架中心分别对应于钢桁梁下弦节点。钢管柱基础支墩采用明挖扩大基础（参见图3），沿钢管柱高度上设置2层桁架式横联连成整体。

4.2 临时支墩

根据钢桁梁悬臂拼装状态和抗倾覆设计要求，在第2 跨8#—9#墩设置1 个临时支墩，支墩距8#墩中心27 m（2个节间），距9#墩中心67.5 m（5个节间）。

主桁节点下方临时支墩由4 根ϕ1 000 mm 钢管柱组成，下部采用1.2 m 钻孔桩基础。临时支墩钢管柱纵横向间距均为4.5 m，对应连接系位置用ϕ420 mm钢管连成整体，上、下游支墩通过设置横联将其连成整体。支墩顶布置型钢分配梁和临时支垫，临时支墩布置见图4。

图4 第2跨8#—9#墩临时支墩布置（单位：m）

4.3 首跨钢桁梁架设

钢桁梁架设采用全回转WD-70 型吊机，待10#墩墩顶及首跨钢桁梁拼装支架墩顶垫块布置完成后，架梁吊机在10#墩公安侧的支架上拼装并试吊，待验收合格后开始架设安装钢桁梁。

钢桁梁架设2个节间后，架梁吊机由支架前移至钢桁梁公路桥面，逐节间架设其余节间钢桁梁，如图5所示。

图5 9#—10#墩钢桁梁架设示意

待首跨钢桁梁架设完成及高强度螺栓终拧施拧、桥面板焊接施工完成后，在9#，10#墩分别安装起落梁用三向作用千斤顶，起顶顶起钢桁梁，抽掉钢垫块。通过三向作用千斤顶调整钢桁梁平面位置，安装正式支座。将梁落至设计高程，并再次检查钢桁梁平面位置，精调至满足安装验收精度要求后，对支座锚栓孔和下座板进行灌浆。当灌浆材料达到设计强度时，卸落千斤顶，首跨钢桁梁转换为正式支座受力。

4.4 半悬臂架设第2跨钢桁梁

首跨钢桁梁调整转换为正式支座受力后，开始第2 跨钢桁梁的悬臂架设。考虑钢桁梁的挠度和抗倾覆稳定，在第2 跨下弦E32 节点处设置1 个临时支墩，因此称为半悬臂架设。

本桥1 跨共7 个节间钢桁梁，根据计算结果和临时支座受力条件，临时支墩应布置于悬臂第5 个节间下弦节点处，即悬臂架设5个节间到达临时支墩。

通过临时墩架设至8#墩即完成了第2 跨钢桁梁架设，在8#墩墩顶布置起梁千斤顶，将钢桁梁在设计标高基础上顶高100 mm。8#墩墩顶用钢垫块抄实，千斤顶回油将钢桁梁落于钢垫块上，临时支墩脱空。

4.5 全悬臂架设钢桁梁与支座安装

按悬臂方法逐节间架设第3 跨钢桁梁至7#墩，在7#墩墩顶布置起梁千斤顶，首先千斤顶起顶安装固定支座，将钢桁梁在设计标高基础上顶高100 mm，然后支座顶与钢桁梁间用钢垫块抄实，千斤顶回油将钢桁梁落于钢垫块上。

钢桁梁架设至7#墩后，在8#墩用千斤顶顶起钢桁梁，抽掉钢垫块，安装支座，将钢桁梁落至设计标高，通过墩顶三向作用千斤顶调整钢桁梁轴向偏位，对支座进行灌浆锚固。按此工艺，架设至6#墩并安装支座，完成全部钢桁梁架设。

钢桁梁起顶及落梁时均通过液压泵站控制中心保证各千斤顶同步，以及千斤顶和钢桁梁各支点均匀受力，避免个别千斤顶支承力过大导致设备损坏或钢桁梁变形。

5 结语

公安长江大桥南岸滩地4×94.5 m连续钢桁梁采用逐跨架设支座分步安装方法，与传统支座安装方法相比，不仅能保证钢桁梁、支座的受力和安全，还能合理利用正式支座解决安装过程中钢桁梁因温度变化导致的胀缩应力和变形难题。

蒙华铁路公安长江公铁两用特大桥南岸滩地连续钢桁梁架设结果证明，钢桁梁平面位置、竖向拱度等均满足设计和验收标准要求，丰富了一联多跨大吨位钢桁梁悬臂架设的施工经验，对类似工程具有一定的借鉴和指导意义。