跨高速公路低高度敞开式钢桁架梁大节段安装施工技术

宋 斌 （中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

在道路交叉的地形条件下，为缩短上方桥梁长度并保证下方道路的通行净高，造成上方梁部结构的建筑高度也相应受限[1-3]。在这种特殊环境下，低高度梁因其建筑高度低具有明显的优势。为进一步凸显技术优势，减少施工对道路交通的干扰，低高度敞开式钢桁架桥采用全钢结构构造，该桥钢桁架梁在场外制造成型，现场搭设支架组拼装成桥，较传统的混凝土结构桥梁大大缩短了施工工期。因此，低高度敞开式钢桁架桥在道路交叉及平原地区越来越受到青睐。

2 工程概况

合肥市绕城高速公路互通立交工程G匝道第三联采用1～57m低高度敞开式钢桁架梁跨越已经通车的绕城高速公路。钢桁架桥长57m，宽16.4m，桥梁平面位于半径130m的曲线上，采用弯桥直做，防撞护栏按平曲线布置，与两侧现浇梁防撞护栏顺接。

钢桁架桥采用不带竖杆的华伦式三角腹杆体系，节间长6.8m，主桁高8.1m，左右两片主桁间距16.4m，整桥采用Q345qD钢材制作而成。桥梁上弦杆采用φ800×18mm钢管混凝土结构，端腹杆采用φ600×20mm钢管混凝土结构，中间腹杆根据受力分别采用φ600×14mm 及 φ600×12mm 焊接钢管。下弦杆采用矩形钢箱结构，宽1.2m，标准断面高2m，端部渐变为2.5m，下弦杆顶、底板及腹板厚度均为18mm。桥面系采用纵横梁正交异性钢桥面板，顶板厚12m，其底部顺桥向按间距0.3m布置U型加劲肋；横梁高1.3m，钢板厚20mm，顺桥向间距分3.4m、3.6m及3.75m三种；纵梁与横梁同高度布置，钢板厚20mm，共设置5道，间距分别为2.01m和2.3m。

图2 桥梁标准横断面

3 总体施工方案

为最大限度减少施工对交通的影响，根据现场实际情况及桥梁结构特点，该钢桁架桥采用半幅放行，半幅封闭施工交替进行的总体施工思路。桥梁钢结构在制造厂家整体制造，分节段运输至桥位后，搭设钢结构拼装支架，然后采用起重设备按照下弦杆→端横梁→中横梁→桥面板→上弦杆（含腹杆）的顺序依次吊装直至成桥[4-6]。

3.1 加工节段划分

受汽车运输及起重设备起吊能力的限制，结合钢结构分项划分的有关原则，钢桁架桥节段具体划分如下。

①下弦杆：单侧划分为5个加工节段，全桥共计10个加工节段；

②端（中）横梁：不分段，整体制作，全桥共计2个端横梁，15个中横梁；

③桥面板（含U肋）：顺桥向分4个节段，横桥向分5个节段，全桥共计20个加工节段；

④上弦杆：单侧划分为4个加工节段，全桥共计8个加工节段；

⑤腹杆：不分段，整体制作，单侧划分为16个加工节段，全桥共计32个加工节段。

3.2 吊装节段组拼

为了减少吊装次数，加快施工进度，部分加工节段需在现场组拼成整体后再吊装，具体如下。

①下弦杆：单侧5个加工节段组拼成3个吊装节段，全桥共计6个吊装节段；

②上弦杆及腹杆：单侧4个上弦杆加工节段与16个腹杆加工节段组拼成4个吊装节段，全桥共计8个吊装节段；

③桥面板及端（中）横梁：加工节段即为吊装节段。

钢桁架桥加工及吊装节段划分示意见图3。

图3 钢桁架桥加工及吊装节段划分示意

3.3 钢桁架梁吊装

3.3.1 下弦杆吊装节段A1及A3吊装（以B-B侧为例，A-A侧与之反向对称布置）

①封闭左半幅高速公路，对右半幅高速公路实行交通管制，过往车辆限速通行。

起吊设备荷载率明细表

②将运至桥位的加工节段A1-1及A1-2在地面组拼成整体，组拼后的长度为25.6m，重量为39t，吊装节段A3长度为10.1m，重量为15t。

③采用1台100t汽车吊及1台80t汽车吊抬吊的方式，将吊装节段A1起吊至既定位置并采用临时固定措施。

④采用1台100t汽车吊起吊至既定位置并采用临时固定措施。

图4 下弦杆A1及A3吊装节段吊装工况

3.3.2 下弦杆吊装节段A2吊装（以B-B侧为例，A-A侧与之反向对称布置）

①封闭右半幅高速公路，对左半幅高速公路实行交通管制，过往车辆限速通行。

②将运至桥位的加工节段A2-1及A2-2在地面组拼成整体，组拼后的长度为21.2m，重量为33.6t。

③采用1台100t汽车吊及1台80t汽车吊抬吊的方式，将吊装节段A2起吊至既定位置并采用临时固定加固措施。图5下弦杆A2吊装节段吊装工况

3.3.3 端（中）横梁及桥面板吊装

①封闭半幅高速公路，对另一半幅高速公路实行交通管制，过往车辆限速通行。

②端（中）横梁采用整体吊装施工方法，加工节段即为吊装节段，端横梁长14m，重量为22.1t，中横梁长14m，重量为5t，桥面板最大尺寸为13.7m×3m，重量为6.8t。

图6 端横梁吊装节段吊装工况

图7 中横梁及桥面板吊装节段吊装工况

图8 上弦杆与腹杆组合吊装节段吊装工况

③端横梁采用1台100t汽车吊起吊，中横梁及桥面板采用1台50t汽车吊起吊，从顺桥向一侧向另一侧依次吊装至既定位置并采用临时固定措施。

3.3.4 上弦杆与腹杆组合节段吊装

①封闭半幅高速公路，对另半幅高速公路实行交通管制，过往车辆限速通行。

②将一侧4个上弦杆加工节段与16个腹杆加工节段组拼成4个吊装节段，最重单个吊装节段长14.6m，重量为10.8t。

③采用1台50t汽车吊起吊，从顺桥向一侧向另一侧依次吊装至既定位置并采用临时固定措施。

3.3.5 汽车吊荷载率分析

钢桁架梁各部位吊装时起吊设备荷载率[7]见上表。

4 结语

通过对合肥市绕城高速公路互通立交工程G匝道第三联1-57m低高度敞开式钢桁架桥施工实践，不断优化施工方案，最终采用大节段安装的施工技术仅用6d就顺利完成了施工任务，该方案操作简单，安全性高，体现了该施工方案在涉路交叉施工中的技术优势及工期优势。施工过程中，总结了钢桁架桥在节段划分及吊装、起吊设备选型等一系列的关键技术，为类似桥梁施工积累了宝贵的经验。

图9 钢桁架桥施工现场