论某钢桁架连续梁桥施工技术

徐周朝

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550005）

0 引言

近年来，我国交通事业蓬勃发展，公路总里程持续攀升。公路建设过程中，沿线经常会遇到沟壑、山川、河流以及湖泊等障碍物，这就需要修建桥梁，确保公路施工顺利进行。修建桥梁采用钢桁架，其结构受力情况较为复杂，建设过程中会遇到各种状况，增加了建设难度，施工活动面临较高风险[1-3]。建设大跨径钢桁架连续梁桥，必须全面分析其中的核心技术，以解决上述问题。该文把某钢桁架连续梁桥建设项目作为研究对象，全面分析了施工过程中桁架的支撑受力情况，深入研究了所用到的合龙及检测技术，从而为今后这类工程项目建设提供参考。

1 工程概况

某特大桥梁为钢桁架连续梁桥，桥梁主跨为（100+150+100）m=350 m，桥面结构分为左右两部分，其宽度为44 m。其中，桥面左右宽度各为21.5 m，中间的隔离带宽度为1 m。

2 施工临时支撑及合龙技术

钢桁梁的跨径较大，在桥梁建设过程中，将其划分为不同的榀桁架，通过吊装机械转移至固定位置，之后采用拼接技术组成一个整体结构，从而起到临时支撑的作用[4]。

2.1 施工临时支撑

结合项目的设计方案，该项目吊装榀梁主要分为13个段落，当临时支撑上配装钢桁梁时，后者保持简支状态，临时支撑系统为钢管群桩，共有17 组，每组分为两排，共有34 排。各种临时支架构成临时支撑系统，因支架类型不同以及在布置方面存在的差异，临时支撑被划分为A 类、B 类。该文计算分析临时支撑系统，主要运用了Midas 数值模拟方法，依照所得分析结果，对施工技术参数进行调整优化，满足实际需要。

发挥临时支撑作用的A 类型临时支架，所承受钢桁架梁重量分别为1 638 kN 和4 133 kN，分配梁是支撑系统的重要组成部分，由工字钢I45b 制成，制成系统中钢管桩所用的钢管型号为φ720 mm×10 mm，其模拟结果如图1~2 所示。

图1 临时支撑立柱及上部连接正应力云图

通过分析图1 可知：因钢桁架重量较大，受其影响，支撑体系立柱处于受压状态，压应力最大值为52.9 MPa，临时支撑系统的8 根支架所承受的压力并不一致，支柱在两侧对称分布，两侧立柱的压应力数值大约相差20 MPa。临时支撑系统的支架分布具有对称性，由于钢桁架梁荷载组合不具有对称性，导致临时支撑结构受力不对称。分配梁各杆件受到各方面的压力，分析上图可发现杆件所受压应力最大值为9 MPa，杆件相连部位持续受拉，拉应力最高为1 MPa。因支撑结构载荷呈现非对称性，杆件连接具有一定的刚性，压应力传递方式受到较大影响[5-6]。

通过分析图2 可知：临时支撑立柱受力并不对称，导致桩底反力具有显著非对称性，应力最小为441 MPa，最大为1 149.3 MPa，受此影响，立柱桩底受力具有非对称性。

图2 桩底反力云图

B 类型作为临时支撑作用的支架，所承受钢桁架梁重量分别为2 750 kN 和1 514 kN，分配梁是支撑系统的重要组成部分，由工字钢I45b 制成，制成系统中钢管桩所用的钢管型号为φ630 mm×8 mm，其模拟结果如图3~4所示。

图3 临时支撑立柱及上部连接正应力云图

通过分析图3 可知：受钢桁架重量及外部荷载的影响，临时支撑杆件承受较大压力，最大值为33 MPa，部分临时支撑杆件连接位置存在拉应力，最大值为7 MPa。外部荷载具有非对称性，导致临时支撑结构的内力具有非对称性。

通过分析图4 可知：桩底反力在432~795 MPa 之间，因为B 型临时支撑的荷载并不对称，所以桩底反力也不具有对称性。

图4 桩底反力云图

2.2 合龙技术分析

大跨径钢桁架梁桥的结构较为复杂，体形庞大且自重较大，移动难度极高，所以在建设过程中，需要预制部件，进行分节安装，最终实现各段合龙。

（1）针对预制节段高程的有效控制，是合龙技术控制的重中之重。该工程施工中，为有效控制预制节段高程，主要方法是对临时支撑处支点的高度及抬升系统进行调节，为降低环境温度的不利影响，选择在温度最低的时间段进行合龙施工[7-8]。

（2）该工程主要通过分步吊装的方式实现合龙。吊装环节需要两台吊装机械，一台用于吊装桁架桁片，通过临时固结的方式将各个桁片连接起来，另一台用于剩余桁片及连接杆件的吊装，当吊装完全部桁片和杆件后，将临时固结装置与螺栓焊接在一起，实现合龙。

（3）对100 t 级液压千斤顶实施调节，从而有效控制合龙段精度。顶进分横向顶进和轴向顶进，前者用于桁片连接精度的控制，后者用于合龙段连接长度及施工精度的控制。桁架被吊装至指定位置后，其精度并不符合安装标准，需采用顶进设备微调桁架位置，确保各螺栓孔准确连接。

3 施工监测技术分析

提高大跨径桥梁建设质量，需采用施工监测技术准确监测各个施工环节[9]。该技术已成为项目施工中一项必不可少的技术，监测的主要内容有杆件内力、结构位移量、墩柱沉降以及施工温度等。

（1）施工监测的重点对象是杆件内力。当杆件内力高于标准值时，杆件结构受损，其受力状态偏离设计标准。杆件外形发生变化，应变传感器收到形变信息，由此监测出杆件内力，传感器技术参数如表1 所示。该工程设置的监测点共计250 个，大多数分布于钢结构表面。

表1 传感器技术参数

（2）结构位移是指节段桁架平面位置和高程。有效控制预制拼装结构的精确度，监测施工活动，针对平面位置存在偏差及高程的构件，需采用纠偏措施，合理控制纠偏量及频率。采用全站仪准确测量结构位移，其参数为：测角精度为1"；测距精度为±（1 mm+10-6）

（3）在整个施工监测中，墩柱沉降观测属于主要项目，这类沉降一方面对拼装精度产生影响，另一方面会导致受力状况发生变化。若不重视墩柱变形，积累到一定程度后，墩柱会发生倾斜，导致严重的安全事故。所以，需要布置观测点，对其沉降情况进行有效监测[10]。

（4）施工过程中，需及时监测桁架及支撑架构等部位的问题。建设钢桁架连续梁桥，因其表面存在温差，其内部结构形成温度应力，当超出承受值时会严重损坏杆件结构，影响施工质量。所以，为避免桥梁结构受到温度应力的不利影响，需对其温度进行严格监测。

4 结论

综上所述，该文将某钢桁架连续梁桥作为研究对象，通过数值模拟法，对桥梁建设中临时支撑体系的受力状态进行了分析，为控制施工质量，具体研究了桥梁合龙及施工监测技术，所得结论如下：

（1）因临时支撑的受力状态存在差异，可将其划分为A、B 两类，所承受荷载属于非对称性，因此临时支撑结构的受力也具有非对称性。A 型、B 型支撑分配梁的最大应压力分别为9 MPa、33 MPa，对应的立柱最大应压力分别为52.9 MPa、36 MPa，基底最大反力分别为1 149.3 MPa、795 MPa。

（2）建设连续桥梁，合龙技术至关重要，须制定并实施科学的吊装方案，采取有效措施控制高程及平面位置，确保桥梁的各预制分节精确合龙。

（3）施工监测技术的运用，有助于提升施工质量，避免出现安全事故，实行全面的施工测量，主要是监测结构内力、结构位移、墩柱沉降和施工温度等。