合宁铁路滁河大桥137M钢混结合梁架设施工技术.doc

合宁铁路滁河大桥137M钢混结合梁架设施工技术铁道战备舟桥处轮渡段 徐小祥【摘 要】结合合宁铁路滁河大桥137M钢混结合梁拼装架设施工实例，介绍利用栈桥作为行走轨道、龙门吊作为主要吊装设备进行分段吊装架设单件重量重的钢箱梁施工方法。【关键词】钢混结合梁 架设 龙门吊 钢栈桥 施工方法一、工程概况：合宁铁路滁河大桥上三跨连续有碴轨道钢混凝土连续结合梁，梁长为137.0M，结构形式为：40.5M+56.0M+40.5M，宽度为：13.00M ，（钢梁宽度为7.0M）高度为：3.6M，总重为：820T。钢混结合梁断面的结构形式为：双箱单室，两箱中心矩为4.6M，单箱宽度为：2.48M（腹板宽度为2.4M），梁高为3.6M。该桥137m钢混结合梁设计共分5段拼装，分段情况为：26.90M+27.20M+28.80M+27.20M+26.9M=137.0M。其中最长杆件的长度为28.8M，最大单件的重量为89.1T。钢混结合梁架设的墩位在3#、4#、5#、6#墩。桥位处水文地质情况：水深35米，均为粉质粘土，软塑或流塑，地基承载力较差，=50120Kpa。钢混结合梁分段布置图如下所示：二、总体施工方案：根据钢混结合梁的设计图纸和桥位处的水文地质等情况，可采用以下两种施工方案：第一种：在3#和4#墩之间土方填筑和砼面层至3#和4#墩墩帽标高的拼架平台，搭设临时支墩，再利用两台150T履带吊在拼架平台上拼装架设钢混结合梁，然后采用边架设边拖拉的架设方法，将钢混结合梁拖拉架设至6#墩上。第二种：在3#至6#墩间搭设水中栈桥和梁段拼接口平台，同时在3#至6#墩两侧铺设栈桥及轨道，搭设两组龙门吊，利用龙门吊分段架设钢混梁的方案。本着合理利用现场条件、降低架设成本，安全施工的原则，对两种方案进行对比分析：第一种方案：可克服水中施工的困难，变水中架梁为陆地架梁，但架梁需要大吨位吊机（150T以上）进行吊装钢梁，施工安全隐患较大，同时采取拖拉方案，拼接口位置下连接板上滑道的处理，直接影响拖拉是否成功，另外大吨位吊机租赁费较高，受天气影响较大，经济投入较大。第二种方案：采取龙门吊架设方法，施工安全性较高，施工方法简单，经济投入一次性较大，但受天气影响较小，水中栈桥施工困难较大，但现场在施工钢板桩围堰时已经进场水上浮吊等施工设备，可充分利用它来搭设水中栈桥，可以解决水上施工困难。经过充分比较，最终决定采取搭设水中栈桥、铺设轨道、龙门吊架设钢混梁梁段的方案。三、总体施工步骤：根据对现场实际进行现场踏勘的情况，结合施工条件、各项技术要求和工期要求，拟采用以下几个步骤来施工：1、根据现场实际情况，结合工程需要，对施工场地进行填筑和处理；2、利用水上浮吊和振动锤搭设水中栈桥和钢混梁梁段拼接口操作平台(水中栈桥及拼接口操作平台的具体位置详见后附总平面布置图、水中栈桥钢管桩位置图、拼接口操作平台钢管桩位置图)；3、铺设3#至4#墩、水中栈桥、5#至6#墩两侧龙门吊的行走轨道；4、利用岸上25T汽车吊搭设架梁龙门吊；5、按照钢混结合梁分段情况（L=137.0M，即：26.90M+27.20M+28.80M+27.20M+26.9M=137.0M）和拼装顺序，首先利用龙门吊吊装第一段钢混结合梁（26.9M）至5#和6#墩间的设计位置，而后拼装第二、第三段、第四段、第五段等钢混结合梁，并拼装钢混梁所有附件，拼装完毕后，对钢混结合梁进行调整线型，并对高强螺栓进行终拧；6、采用大吨位的千斤顶起顶钢混混结合梁，安放支座，调整钢混结合梁和支座的位置，两者重合时，并符合规范要求后落梁，锚固支座下套管螺栓；7、最后进行上部结构施工、拆除临时设施，撤离施工现场。四、施工步骤及施工方法：1、 现场平面布置根据现场实际情况，决定利用3#和4#墩间的场地作为钢混梁梁段存放场地（40M15M）、西安侧台右侧护坡修筑一条运输便道至4#墩，作为钢混结合梁杆件运入施工现场的施工便道，同时将5#至6#墩间进行回填，回填至墩顶标高，作为钢混梁架设龙门吊行走轨道的路基及拼装接口操作平台的基础（附如下现场平面布置图）。利用水上浮吊和振动锤搭设3#至6#墩之间的两侧栈桥（包括钢管桩及“六四”式军用梁），同时利用水上浮吊和振动锤搭设水中拼装接口操作平台。2、 搭设钢混结合梁拼装接口操作平台根据总体方案，钢混梁架设采用行走龙门吊分段架设钢混梁结合梁梁段，因此需要在梁段拼装接口处搭设操作平台，作为钢混梁的支点。拼装接口操作平台采用9根529MM钢管桩作为平台基础,横桥向布置三根,横向桩间距分别为4.35M、4.35M；纵桥向布置三根，纵向钢管桩间距分别为2.5M、2.5M，中间桩的中心线为钢混梁拼装接口位置处。钢管桩顶布置纵横向工字钢梁，钢管桩顶纵向布置三组2I40a（L=6.5M，也可采用3片8.1m栈桥梁），2I40a工字钢上布置两组2I55a工字钢，两组2I55a工字钢的间距为2.5M。同时在操作平台上铺设木板，作为钢混梁架设时操作位置（详见后附接口拼装平台钢管桩位置布置图及其立面、侧面结构图）。3、水中栈桥施工：钢混梁架设采用龙门吊架设，架设时需要搭设两侧的水中栈桥，作为龙门吊行走跑道。水中栈桥采用529MM钢管桩基础和“六四”式军用梁的梁部结构（具体位置详见后栈桥钢管桩位置布置及栈桥结构图）。水中栈桥施工由水上浮吊和振动锤来完成。左右侧栈桥与桥轴线的间距均为9.0M，两侧栈桥中心距为18.0M。水中栈桥采用三跨L= 22.65M简支跨，基础部分采用4根529MM钢管桩基础，纵横向布置各布置两根，纵横向间距为2.5M，纵横向钢管桩间采用14槽钢进行连接，作为连接系。桩顶纵向布置两组2I40a工字钢，在2I40a工字钢上布置两组2I40a工字钢梁。栈桥梁部结构采用3组“六四”式军用梁（L=22.48M），两组军用梁之间的间距为2.4M，采用I16钢枕及1#U型螺栓将两组军用梁连接成一个整体。两个单跨军用梁留有17cm的施工缝，作为调整栈桥线形及长度。栈桥梁部结构的安装由水上浮吊来完成。4、行走龙门吊的安装行走龙门吊作为钢混梁架设的主体吊装工具，安装高度、宽度、各项技术指标应满足钢混梁分段的各项受力情况，决定采用：龙门吊高度为10.20M（行走轨道至最高吊装点的高度），左右两个塔架的中心宽度为18.0M。塔架采用“六五”式军用墩杆件搭设而成，上部行走梁部结构采用4组321型贝雷架杆件拼装而成，拼装龙门塔架时，采用可靠的塔架固定措施，塔架的四周应分层安设多道揽风钢丝绳，确保塔架自身的安全性。龙门上部行走的“321”贝雷梁拼装一次拼装成型，利用大吨位汽车吊一次吊装到位。再利用汽车吊安装上部行走轨道和行走天车（60T）、滑轮组和吊钩，连接电器设备和电源，运行行走龙门吊，检查各项技术指标。共需要拼组两台性能一样的100T龙门吊。5、行走龙门吊轨道的安装行走龙门吊轨道由P43钢轨和枕木组成，共在3#至6#墩两侧设置两组轨道（即：3#至4#墩回填土面、水中栈桥、长度为140M，两组轨道的中心间距为18.0M。一组轨道上布置两根P43钢轨，P43钢轨之间的间距为1.5M，枕木中心间距为0.5CM，枕木和P43钢轨间采用道钉固定，P43钢轨之间采用鱼尾板和连接螺栓连接。6、钢混结合梁拼架根据该钢混结合梁分段情况，桥跨布置情况，相邻桥跨布置情况和桥跨分布情况，采用行走龙门吊从6#墩向3#墩逐步分段拼装钢混梁梁段及相应的横梁，同时螺栓安装到位。7、 钢混结合梁杆件的预拼及架设顺序7.1钢混结合梁杆件的预拼7.1.1钢混结合梁纵梁杆件预拼（1） 按钢混结合梁分段和连接段的情况，搭设预拼台，杆件的预拼台高1.0米。（2）将需要预拼的梁段运至预拼台上，将各节点上的节点板、拼接板等，按设计要求联结到对应的连接杆件上。7.1.2 横梁预拼搭设横梁预拼台，高0.4米，将预拼横梁吊放到预拼台上，把所有节点小件联结到隔板上。7.2钢梁拼架临时设施施工完毕，钢梁杆件预拼到一定量时，钢梁拼架即可进行。7.3杆件运输钢混梁的杆件运输采用行走龙门吊运输至拼装位置处。7.4 拼装顺序钢梁拼装的顺序有多种方法，在此选择，先左端后右端，按照分段情况，采取对称拼装。拼装第一段钢混梁 拼装第二段钢混梁 安装端隔板安装中隔板拼装第三段钢混梁并采用冲钉和普栓固定拼装第四段钢混梁并采用冲钉和普栓固定安装中隔板拼装第五段钢混梁并采用冲钉和普栓固定拼装第六段钢混梁并采用冲钉和普栓固定 安装中隔板拼装第七段钢混梁并采用冲钉和普栓固定拼装第八段钢混梁并采用冲钉和普栓固定安装中隔板拼装第九段钢混梁并采用冲钉和普栓固定拼装第十段钢混梁并采用冲钉和普栓固定 安装中隔板安装端隔板安装桥面盖板调整线形，连接高强螺栓并终拧。8、 梁段连接处焊接（此项工作由甲方委托钢梁制作加工厂家来完成）9、高强螺栓的连接该钢混结合梁共设置了13616套高强螺栓，螺栓连接详见13高强螺栓施工要求和质量检查。10、钢混结合梁拼架要求钢混结合梁拼装架设前，需检查以下几个方面：1、钢混梁支座位置锚栓孔的位置是否满足设计要求；2、钢混梁公称尺寸是否满足设计要求；3、拼装接口操作平台顶面标高是否同桥墩上临时支墩顶面标高一致；钢混结合梁拼装架设过程中，需检查以下几个方面：1、利用龙门吊吊装钢混梁梁段至指定位置时，检查安装具体位置是否满足设计要求；2、拼装过程中随时检查钢混梁的线形是否满足设计要求；3、钢混梁的几何尺寸是否满足设计要求。11、钢混梁的顶升、落梁钢混梁拼装完毕，和高强螺栓和焊接工作施工完毕后，即开始做好钢混梁顶升落梁的准备工作。钢混梁的顶升，共设置16个点，即3#、4#、5#、6#墩上各设置4个点。各顶升点的位置为钢混梁腹板位置处，钢混梁支座垫石外侧的桥墩上。其中3#和6#墩各设置4台100T电动液压千斤顶，4#和5#墩上各设置4台200T电动液压千斤顶。顶升时，统一指挥，确保钢混梁顶升回落在同一标高上，误差不宜太大。顶升后，拆除临时支墩，安装钢混梁的支座，钢混结合梁支座顶板与桥墩垫石上钢梁支座安放位置重合时，钢梁落梁就位。12、钢混结合梁支座锚固钢梁支座锚固前要进一步检查钢梁的就位情况，做到钢梁中心线和桥墩中心线重合的偏差在容许偏差值内。支座锚固先锚固固定支座，锚固时，用三角形斜钢块将支座地板垫平。13、高强螺栓的施工要求和质量检查13.1冲钉的布置为了保证钢梁的对位准确和予留拱度的要求，予拼和拼装钢梁时，每个节点按其螺栓的数量应布置30%的冲钉，并成三角形分布，特别是底盘的予拼和拼装，更应保证，这些冲钉要在其他螺栓初拧后，进行更换同时进行初拧。13.2高强螺栓的初、终拧13.2.1初拧杆件予拼和拼装好后，就可进行初拧，初拧的扭距要求在35公斤-米，初拧时一定要注意螺栓的长度，对不合规范要求的要及时更换，同时初拧应从板束的中心开始向四面对称进行，初拧后，在螺栓上涂上黄漆，以视区分。13.2.2终拧钢梁拼架完毕，拱度调好后，对初拧过的螺栓，按现场测试的终拧扭距值进行终拧，容许误差10%，终拧后的螺栓，顶面及时涂上红漆，终拧的要求与初拧相同。13.3高强螺栓的质量检查（1）设专职人员进行检查，当天拧好的螺栓当天检查完，并做好记录。(2)主节点及纵横梁连接处，每一个螺栓群检查的数量为其总数的5%，且每个主节点不得少于5个，如未按工艺施拧的，则应返工重拧后再检查。(3)检查方法是采用螺母退扣法，即在终拧过的螺栓上，在螺母和垫片上作好记号，退动螺母，然后再用扭力扳手施拧，使螺母回到原来的位置，此时的扭距读数，即是该螺栓的终拧扭距值。螺栓的超拧值和欠拧值均不大于规定值的10%者为合格，抽验过的螺杆涂上白漆。(4)每个节点抽验的螺栓，其不合格者不得超过抽查总数的20%，如超过此值，则应继续抽查直至累计总数80%的合格率为止。然后，对欠拧者应补拧，超拧者应更换，抽查时，欠拧螺栓涂上绿漆，超拧螺栓涂上黑漆。五、主要机械设备配置及材料投入主 要 机 械 设 备 配 置 及 材 料 投 入 表序号机具及器材设备名称单 位数 量备 注一水中栈桥及拼接口平台部分110T水上浮吊台12D60振动锤台13500A电焊套84529MM钢管桩吨1005连接系吨206平衡梁（I40、I55）吨207“六四”式军用梁吨120二龙门吊部分1贝雷架吨302“六五”式军用墩吨303天车（60T）台24P43钢轨米72三龙门吊行走轨道部分1枕木根5502P43钢轨米5603鱼尾板块120四钢混梁架设部分125T汽车吊台1270150kgm电动扳手台4序号机具及器材设备名称单 位数 量备 注3检查自动扭力扳手把14冲钉个40005千斤顶（200T）台86千斤顶（100T）台8六、劳力组织计划安排根据合宁铁路滁河大桥钢混结合梁架设工期安排和现场实际情况，劳力组织按拼架钢混结合梁用工集中的情况下配置，如下表：劳 力 组 织 表序号用 工 名 称数量（人）备注1项 目 经 理12技 术 主 管23现 场 看 守14后 勤 保 障3（含财务、材料人员）5质 量 检 查4（含电工）6杆 件 予 拼67杆 件 运 输68钢 梁 拼 装89螺栓初、终拧810合 计39七、几点说明及注意事项： 1、龙门吊架设完成后，要按照设计要求认真进行试吊运行，同时对两台龙门吊的同步性进行全面测试检查，行走轨道要通过多次运行和调整，直至符合吊装施工要求方可进行正式钢梁拼装架设施工。2、该桥钢梁杆件重量大，为当前国内铁路行业单构件最重的杆件（89.1T），同时由于梁高达3.6m之高，运输很不方便，制作厂家采用侧放运输，运到现场后需要利用两台龙门吊进行侧翻身扶正过来，吊装难度较大，必须选择好吊点并拴好吊点，统一指挥同步进行翻转吊装；杆件吊装时，应标明杆件重量和物体