钢桁架连续梁桥施工工艺及监控技术

秘荣明

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

在钢桁架连续梁桥工程施工中，要制定总体施工方案，仿真计算桥梁临时结构的相关参数，加强关键工序的施工技术控制，做好施工全过程的监控监测工作，以保证桥梁应力、线形、沉降等实测数据达到设计要求。

1 工程概况

某桥梁工程为三跨变截面连续钢—混组合桁架桥，跨径330m，桥面宽43m，分左右两幅，中央分隔带宽1.5m，单幅宽20.75m。主桥面板为现浇混凝土桥面板，厚为28cm，采用分段浇筑工艺，利用T形板和剪力钉连接钢桁架结构。混凝土桥面板内设置预应力钢束，采用分批张拉施工技术。主桥采用主跨140m的钢桁架连续梁，每个墩位采用48根钻孔灌注桩，桩长为70m。

2 钢桁架连续梁桥施工工艺及监控技术

2.1 施工工艺

2.1.1 桁片制造安装流程

（1）结合本工程的设计要求，制作桥桁片，制作工艺流程为：制作单元件→涂装单元件→制作桁片→拼装双榀吊装桁片→焊接桁片→桥位防腐涂装。

（2）在制作钢桁架时，按照厂制预拱度设计胎架纵向各点标高，根据相关规范要求设计横向各箱梁底面标高[1]；钢桁架的下弦和上弦施工分别采用正拼法、倒拼法，其中两个单元件采用卧拼法。

2.1.2 作业平台组拼

（1）在施工现场预制施工平台，采用钢管桩支撑平台，要求施工平台的刚度、强度和稳定性达到规范要求；预压处理作业平台，避免作业过程中出现不均匀沉降；在水上作业平台上预留出30～35cm，用于打顶调梁；在每个焊缝附近均安装临时支撑，防范施工安全风险。

（2）调整梁段，固定作业平台，焊接作业平台的杆件，加强焊接质量控制[2]。

（3）上弦作业平台固定在上弦接口处，采用吊篮形式；下弦作业平台预留出桥位，采用护栏形式。

2.1.3 梁段吊装

（1）本工程的单元吊装段确定为1/4、3/4节点处，将吊装夹具安装到钢桁梁节点位置，准备吊装。

（2）计算节段吊装受力值，在中墩节段中，最大应力在许用应力范围内，最大变形量为0.61mm，符合设计中的弹性变形量要求[3]。

2.1.4 钢桁梁架设

（1）在加工厂焊接拼装钢桁架单元件，质量检查合格后运至施工现场；施工现场采用龙门吊组拼钢桁架，龙门吊型号为120t，共2台。

（2）在双栈桥完工后，拼装跨线龙门吊机，开始临时墩施工；在考虑到本工程航道通航因素的情况下，配合采用200t浮吊开展吊装作业。

（3）钢桁梁的架设流程为：采用120t龙门吊施工栈桥；临时墩施工采用履带吊，龙门吊负责吊装临时墩的中间部位[4]；龙门吊吊装1#、2#墩的D5、D9节；按照顺序吊装与D5、D9节段相邻的横撑和平联；继续吊装D4、D3、D2、D1、D6节段的钢桁架及其附属构件；吊装D8节桁片，此节桁片位于主桥墩；采用浮吊吊装4排临时墩，最后吊装D7合龙节，合龙节段由2台龙门吊同时起吊，吊装完成后再对称吊装相邻横撑和平联。

2.1.5 合龙段安装

测量梁端位移，确定合龙段长度，根据确定的长度配切钢桁架，预留出15cm切割余量；在合龙段与两端悬臂段连接中采用顶底板加强件，连接后采用环缝焊接工艺；在焊缝全部完工后完成合龙。

2.1.6 现场焊接

（1）在桥梁上搭设焊接平台，要求焊工穿戴齐全防护用具，保证焊工空中作业的人身安全；焊接采用CO2气体保护焊，使用药芯焊丝。

（2）在降雨、大风、大雾的天气条件下尽量停止焊接施工，设置遮挡工作棚，在做好防护措施后可继续施工；在焊缝被雨水淋湿的情况下，要用火焰加热法去除焊缝上残留的水分，再将焊缝周边位置打磨干净，不得留有锈迹，之后继续焊接[5]。

（3）在纵向分段焊接中，按照下弦杆环口焊接、上弦杆环口焊接、横联焊接的顺序依次焊缝；在环形焊缝焊接时，在焊缝位置安排双数焊工，焊工采用对称焊接方式；在箱型结构焊接时，同时焊接腹板两侧焊缝，同时焊接平焊缝和仰焊缝；在立焊到1/3板厚的位置时，换至仰面或平面位置继续焊接，之后轮换立焊，直到焊接完工[6]。

2.2 施工监控

2.2.1 监控内容

钢桁架连续梁施工是一项较为复杂且系统的工作，为确保工程质量要做好相关的监控工作，具体监控内容如下：

（1）关键截面的应力监测，如弦杆、腹杆、桥面板等，以应变计作为应力监测设备，通过振弦式传感器采集相关数据，传感器的灵敏度应不低于1με。

（2）桥梁结构线形及变化是施工监测的主要内容，对钢桁架的竖向高程和水平偏移量要严格控制，若偏移超限则必须立即停工，查明原因解决处理后，方可恢复施工。

（3）桥梁施工中要监测墩柱沉降，确保上部结构施工能够顺利开展。监测方法为墩柱上埋设棱镜，可每间隔30d观测一次，对沉降值准确记录[7]。

（4）桥梁的线形和应力会受到温度影响，因此在钢桁架连续梁施工中，要做好温度监测工作。通过监测获取各个节点的温度，为定位坐标和应力控制提供可靠依据。

2.2.2 监控过程

（1）在钢桁架连续梁施工过程中，搭设临时支架时必须预压，以此来消除非弹性变形，并测量出实际的变形值，据此确定钢桁架的预抬值。可以按照120%的钢桁架自重对临时支架堆载预压，时间不少于72h，当支架连续24h内的沉降量低于2.0mm时，经现场监理工程师批准后，便可结束预压[8]。

（2）本工程中，监控时间长且工作量比较大的环节是钢桁架现场拼装，为确保拼装质量，相关单位要做好沟通和协调工作。监理单位要依据实际开展分析计算，为施工单位提供准确无误的控制点高程及钢桁架预拱度，并将应变计布设在关键杆件的受力部位，当一个节段施工后，应及时采集应力，与理论应力做对比，获取偏差值。若是偏差超出规范要求必须停工并查明原因，解决处理后才能恢复施工，避免影响结构的安全性。可依据监理单位给出的预拱度加工钢桁架，在一个节段施工后，开展联合测量，借此来复核施工定位，确认无误后，便可施工下个节段。

（3）钢桁架合龙段架设前，要对控制点高程及节点应力连续监测，每间隔2h采集一次数据，时间不少于3个工作日，以此来为最佳合龙时机的选择提供依据；临时支架拆除时，可通过模拟计算的方法，确定出最佳的顺序。拆除过程中监测应力和高程，看实测值与理论值之间存在的偏差是否超限，若是超限，则必须查明原因，避免影响结构安全。

（4）按照施工图纸的要求控制桥面板的厚度，可将应变计布设在重要的截面上，在张拉前采集应变，与理论值对比，为预应力的合理施加提供依据。

3 结语

钢桁架连续梁桥施工要加强关键工序施工质量控制，由工厂完成桁片制作，将桁片运输到施工现场采用龙门吊进行梁段吊装，在钢桁梁架设和合龙段安装完毕后，安排焊工现场焊接接缝。在桥梁施工全过程中，要对钢桁架应力、桥面线形、墩柱沉降进行监测，保证工程施工质量。