公轨双层高架桥大跨径变高度连续钢箱梁施工技术研究

阳海燕，颜学文

（浙江交工集团股份有限公司大桥分公司，浙江 杭州 310052）

0 引言

随着我国经济的快速发展，桥梁建设也得到了飞跃的发展。其中，城市高架桥，特别是公轨（铁）两用的双层桥梁，作为解决城镇化发展带来城市交通拥堵的有效途径，得到了较快发展。双层桥梁不是单层桥梁的简单叠加，对结构的施工措施、施工方法等，提出了新的要求和挑战[1-3]。但是，目前我国在双层桥梁的施工技术创新的研发方面有所不足，尤其是在公轨双层高架桥钢箱梁焊接控制、吊装变形控制及安装对位精度控制、桥梁线型的控制等方面还有很大的上升空间[4-5]。

1 工程概况及工艺原理

1.1 工程概况

沪杭甬高速公路机场轨道快线合建段TJ01 标段，其中本工程第16 联为双层公轨两用3 跨变高度连续钢箱梁，跨径组合为51m+82m+51m。上层为公路桥，桥面宽34.3m，中跨墩顶梁高4.3m，跨中和边跨墩顶梁高为2.0m，悬臂采用托架的形式。下层为轨道桥，（51+82+51）m 跨轨道钢箱梁采用变高度连续钢箱梁，钢箱梁全长184m。线路中心间距4.2m；钢箱梁中间支点处梁高4.3m；跨中梁高1.9m；轨道钢箱梁宽10.8m，采用双箱双室截面，底板水平设置，顶板设2%的双向横坡，腹板采用直腹板，桥面为复合钢板。

1.2 工艺原理

基于工程施工本技术通过变形控制及安装对位精度控制进行双重控制，钢箱梁纵向和横向节段分段焊接、下层轨道桥顶面采用不锈钢复合钢板分三层进行焊接、吊装过程中每个节段的计算重心位置设置单独的吊耳位置，控制安装角度、对易变形构件进行加固。公轨双层高架桥变高度连续钢箱梁线型控制技术，通过反复测量校正桥墩支座标高、桥面安装过程中采用专业测量设备实时进行测量校正，合理设置合拢段的位置，优化钢箱梁安装顺序，并在每个合拢段上预留安装余量。公轨双层高架桥变高度连续钢箱梁支架快速安装技术，下层轨道桥支架和上层公路桥支架通过标准胎架快速组装，并利用下层轨道桥支设上层公路桥支架，钢箱梁支架顶部设置可调节的胎架立柱、下部基础进行扩展扩展设置，如图1、图2 所示。

图1 下层轨道梁结构形式断面

图2 公轨双层高架桥支架系统布置断面

2 工艺流程及主要操作要点

2.1 工艺流程

公轨双层高架桥大跨径变高度连续钢箱梁施工工艺流程，如图3 所示。

图3 施工工艺流程

2.2 主要操作要点

2.2.1 施工准备

主桥下部结构全部施工完毕，以及混凝土上的球钢支座安装完成。并复测完支座高程及坐标。地面道路的混凝土路面施工完成，沥青层未施工，路面上绿化及附属设施应未进行施工。

2.2.2 钢箱梁构件运输和成品保护

对陆运线路进行实地路线考察，选择最优运输方案。钢梁下胎前，需对块体进行支撑加设，减少吊运过程变形。

2.2.3 履带吊和临时支架基础施工

（1）履带吊与支承地基接地之间满铺吊机专用路基箱，共使用10 块路基箱，履带吊带载行走方向应铺设路基箱，履带吊作业场地地基和行走道路进行换填地基处理。

（2）临时支架基础采用C35 混凝土，上下双层钢筋，纵横向按构造布置E16@160，并设置预埋锚板。

2.2.4 钢箱梁安装测量

钢箱梁安装前进行桥段安装轴线测量、桥段安装标高测量等须满足安装要求。

2.2.5 临时支架安装

（1）现场胎架分为下层轨道桥现场胎架和上层公路桥现场胎架；主要采用6m 及4m 标准胎架搭配使用，胎架立杆采用圆钢管，胎架采用两个单片+系杆组成，单片由2 根主钢管用系杆焊接而成，两个单片间用高强螺栓和系杆连接。支架标高通过横梁上的胎架立柱进行调节。临时支架底部与基础预埋锚板固定连接。

（2）公路桥下临时支架安装：进场25t 汽车吊→安装轨道梁上临时支架→根据标高上部安装立柱节段→轨道梁两侧临时支架安装。在安装轨道梁的时候同步进行上层钢箱梁临时支架安装。

（3）胎架的测控。测放出每榀桥梁的胎架控制轴线，并根据预拱值来确定胎架的标高，根据现场安装情况进行动态调整，如图4 所示。

图4 公轨双层高架桥轨道梁和公路梁支架现场安装

2.2.6 钢箱梁吊点设置

（1）一般吊点设置。所有构件设置4 个吊耳，采用两根钢丝绳，上层钢箱梁吊耳横向布置，部分开口需进行加固补强。

（2）下层轨道梁卸车吊耳设置。下层轨道梁主梁，因运输时超高采用平躺运输，卸车时用卸车吊耳进行卸车，卸车点下垫枕木。然后进行翻身，下部吊耳用钢丝绳绑扎，上部吊耳用30t 倒链。

2.2.7 公轨双层高架桥钢箱梁安装

（1）下层轨道梁安装。

下层轨道梁横向安装顺序：先吊装主梁→横梁→挑梁；下层轨道梁纵向安装顺序：先依次安装中间跨桥墩上钢箱梁→履带吊移位→安装跨中合拢段钢箱梁→履带吊移位→安装边跨桥墩上钢箱梁→履带吊移位→安装边跨合拢段钢箱梁，如图5 所示。

图5 下层轨道梁现场吊装

（2）上层公路桥安装顺序。

上层公路桥钢箱梁节段由中间向两侧对称吊装，其中上层公路桥横向吊装顺序（上下分层时），先吊装下层结构，再吊装上层结构，交叉进行。

纵向安装顺序：先依次安装中间跨钢箱梁→履带吊移位→安装跨中合拢段钢箱梁→履带吊移位→安装边跨钢箱梁→履带吊移位→安装边跨合拢段钢箱梁，如图6 所示。

图6 上层公路桥现场吊装

（3）钢箱梁粗定位。

按传统方法进行通过履带吊吊装，首先进行粗定位、在接近安装位置时辅以人工手拉葫芦进行调整。然后进行钢箱梁精确定位，在设计位置设定码板，安装千斤顶和手拉葫芦进行平面位置和纵横向的调整。竖向调整。采用竖向千斤顶进行调整。

（4）钢箱梁临时连接。

相邻节段环口处、纵缝处临时固定措施包括码板焊接固定，挑梁纵缝处临时固定措施包括码板固定和螺栓固定。

（5）钢箱梁安装安全防护。

钢箱梁出厂之前在箱梁底部焊接好悬挂钢筋吊环，在钢箱梁吊装前，将钢筋吊杆挂在钢筋吊环上，待钢箱梁吊装就位后，设置专用脚手架。

（6）下挂操作平台。

下挂操作平台上铺设花纹钢板，型钢之间全部采用双面焊角焊缝，设置上下爬梯，并设置配重块进行固定。

（7）一种新型临边快速安装防护结构。

钢梁块体吊装时可采用临时软防护，吊装完成后应及时采用硬质封闭防护。在连续吊装的情况，中间块体吊装后应及时拆除软防护。立杆由钢管、圆钢拉结件及底座等组成。立杆底座夹具采用M12 螺栓与钢箱顶板相连接。夹具高度应根据板厚进行调整，当板厚小于10mm，或超过40mm 时夹具应与桥面板进行焊接固定。

（8）钢箱梁变形控制。

对钢箱梁吊装进行变形控制及安装对位精度控制；桥梁线型的控制，桥面安装过程中采用GPS 测量仪、全站仪、水准仪等专业测量设备实时进行测量校正，确保桥面成型。

2.2.8 钢箱梁连接接及检测

钢箱梁连接采用高强螺栓连接和焊接连接两种方式。其中下层轨道桥顶面采用不锈钢复合钢板，且需分三层进行焊接；不锈钢复合钢板上除轨道部分要覆盖混凝土外其余均不做防腐处理。采用超声波、射线等方法进行焊缝检验。

2.2.9 钢箱梁卸载

钢箱梁卸载时先卸载上层，再卸载下层。

2.2.10 钢箱梁临时支架拆除

临时支架的拆卸，由上而下进行。先拆除上层钢箱梁支架。上层钢箱梁临时支架拆除，临时支撑采用25t和50t 汽车吊站在地面上进行拆除。下层钢箱梁临时支架拆除，下层轨道梁拆除时，拆除顺序同上层钢箱梁。

2.2.11 钢箱梁油漆涂装

上层公路桥钢箱梁外侧涂装选择30m 臂长的直臂车，下层轨道梁钢箱梁外侧涂装选择14m 臂长的曲臂车。

防腐涂装施工：工地涂层损坏处修补涂装、工地焊缝涂装、工地面漆的涂装。

3 结语

（1）本技术提出了公轨双层高架桥变高度连续钢箱梁吊装技术，通过变形控制及安装对位精度控制进行双重控制等，提高了钢箱梁的安装精度和吊装速度。

（2）本技术提出了公轨双层高架桥变高度连续钢箱梁线型控制技术，合理设置合拢段的位置，优化钢箱梁安装顺序，提高了钢箱梁的施工质量。

（3）本技术公轨双层高架桥变高度连续钢箱梁支架快速安装技术，支架通过标准胎架快速组装，并利用下层轨道桥支设上层公路桥支架，加快了施工速度。