近年來，鋼板組合梁由于施工方便、環(huán)保等特點，在橋梁領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景[1]。本文以合陽至銅川高速公路后河溝大橋為例，重點介紹鋼板組合梁運輸、安裝的關(guān)鍵技術(shù)，即：鋼梁運輸→吊裝就位→橋梁連接安裝。鋼板組合梁施工不僅效率高，對環(huán)境破壞小，而且在工廠化、裝配化、快速施工等方面優(yōu)勢顯著[2]。

　　1 、工程概況

　　本標(biāo)段為國家高速公路網(wǎng)G3511線(菏澤至寶雞)陜西境合陽至銅川高速公路土建工程TJ-9標(biāo)段，位于銅川市宜君縣和印臺區(qū)。起訖樁號：K128+230～K139+055，全長10.825 km。主要工程量：9座橋梁(全寬)4 485 m，2座隧道(單孔)4 620 m。

　　后河溝大橋位于銅川市宜君縣甘草塬水庫附近，G3511線合銅高速公路上，跨越后河溝，周邊交通便利。該橋分兩段，起始、終止樁號為K131+150.900、K131+819.100，橋長668.2 m、寬26 m，橋跨布置為(2×(3×30)+2×(3×50)+2×(3×30))m，第五、六引橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁，第三、四主橋上部結(jié)構(gòu)為工字鋼混凝土組合梁，下部結(jié)構(gòu)含圓柱墩、柱式臺及空心薄壁墩。該橋平面分別位于直線(起始、終止樁號：K130+329.678、K131+605.841)、緩和曲線(起始、終止樁號：K131+605.841、K131+885.841)上。該橋最大墩高82.5 m，橋長、橋高不受洪水控制。上部結(jié)構(gòu)在工廠預(yù)制和吊裝。

　　鋼梁設(shè)計：主梁采用四梁工字鋼板梁，單層寬12.9 m，鋼主梁高2.5 m，邊梁與中梁間距3.2 m，中梁間距3.4 m，邊梁與中梁采用焊接工字鋼連接，主梁每隔6～7 m設(shè)一道梁，鋼梁與橋面之間采用組合栓釘式剪力連接件連接。鋼梁底板寬800 mm，厚32～50 mm;頂板寬600 mm，厚20～40 mm;腹板厚16～24 mm。主梁標(biāo)準(zhǔn)截面見圖1，支點梁截面見圖2。

　　2 、施工設(shè)計

　　2.1、 鋼梁加工資源配置

　　標(biāo)段內(nèi)設(shè)置鋼梁拼裝場1個，鋼梁加工胎架2個。資源配置見表1。

　　2.2 、鋼梁加工安裝布置

　　鋼梁于2020年4月25日進場，6月5日前完成后河溝大橋右橋臺至橋墩的引橋架設(shè)，7月1日起鋼梁架設(shè)，9月10日完成右幅架設(shè)，10月10日前左幅鋼梁及小箱梁架設(shè)完畢。

　　3、 施工工藝

　　3.1、 施工方案

　　橋梁在工廠制造完成后，由汽車運至橋址。在橋址二次拼裝現(xiàn)場設(shè)置支架，用兩臺100 t汽車吊進行鋼梁的裝卸和拼裝，拼裝完成后用汽車吊將鋼梁吊至運梁車上運至橋位。根據(jù)橋梁的跨度和重量參數(shù)，吊裝左右鋼梁。第一、第二跨由炮車送料，第三跨在已架設(shè)的梁段上設(shè)置平板車。采用電動平板車送梁，架橋機安裝。

　　軌道距橋臺5 m左右，總長435 m (引橋180 m、鋼梁6跨300 m)，軌道中心距3.4 m，在50 m×50 cm C30混凝土基礎(chǔ)上設(shè)置條形基礎(chǔ)、背臺和路基段(長15 m)。鋼軌(43 kg/m)直接鋪設(shè)在引橋上并加固。采用I30I梁作為鋼梁上的軌道基礎(chǔ)，間距50 cm。鋼梁軌道兩側(cè)設(shè)“人行棧橋”。一節(jié)三跨吊裝方案[3]如下：(1)第一跨吊裝方案：鋼組合梁在二次拼裝現(xiàn)場整體拼裝→鋼梁采用汽車吊吊裝至運梁架→運梁架送梁→鋼梁采用架橋機吊裝。(2)第二跨吊裝方案：架橋機穿孔(穿孔時架橋機配重)→汽車吊將鋼梁吊到運梁機上→運梁機送梁→架橋機吊鋼梁安裝就位→鋼梁焊接完畢。(3)第三跨吊裝方案：架橋機穿孔→第一跨鋪設(shè)軌道，安裝電動平車→汽車吊將鋼梁吊至運梁車→運梁車卸梁運輸至電動平車→電動平車送梁→架橋機吊裝鋼梁就位→鋼梁焊接。

　　3.2 、施工工藝流程

　　本工程鋼板組合梁運輸安裝采用“單元件制造→節(jié)段預(yù)裝→分解→廠內(nèi)表面涂裝→鋼梁運輸→吊裝就位→橋梁連接→終涂(含補涂)”的制造工藝[4](見圖3)。

　　3.3 、安裝設(shè)備技術(shù)參數(shù)

　　GYLQ50 m/220 t架橋機性能參數(shù)見表2。

　　3.4 、架橋機結(jié)構(gòu)

　　(1)設(shè)備主要結(jié)構(gòu)。

　　架橋機主結(jié)構(gòu)之間通過銷軸和法蘭連接，最大構(gòu)件尺寸長13 m×寬1.5 m×高3 m，重12 t，架橋機主要結(jié)構(gòu)見圖4。主要由前支架、橋機主梁、起重小車、中托、后支腿、輔助支撐等構(gòu)成[5]。

　　(2)主梁。

　　為三角桁架式結(jié)構(gòu)，采用型鋼焊接而成。有結(jié)構(gòu)輕、剛性好、穩(wěn)定性強、抗風(fēng)能力大、安裝方便、外形美觀等優(yōu)點。

　　(3)橋機前支腿系統(tǒng)。

　　由前支腿及前上、下橫梁組成。前支腿為鋼管柱結(jié)構(gòu)(中心距11.5 m，內(nèi)凈寬9.5 m)。前、下橫梁采用兩根h345×250鋼材焊接而成，局部用10 mm鋼板焊接加固。

　　(4) 橋機中支腿系統(tǒng)。

　　由反拖縱向移動輪箱組、橫向移動輪箱組、橫向移動軌道梁和中間支撐系統(tǒng)縱向移動輪箱組組成，可滿足橋機縱向移動過孔和整體橫向移動的需要。

　　(5)橋機后支腿系統(tǒng)。

　　由后伸縮油缸、液壓頂升裝置、縱向輪箱組、后下連梁組成，可滿足架橋機縱向移動、過孔、調(diào)高的技術(shù)要求。

　　(6)起重天車。

　　由縱輪箱、橫輪箱、葫蘆和滑輪組組成，能吊裝、運輸和架設(shè)預(yù)制梁。輪箱上的電機動力借助擺線針輪減速器及齒輪組向車輪傳導(dǎo)，既符合橫梁輪箱沿天車梁橫向運動的要求，也符合縱梁輪箱在主梁上縱向運動的要求。

　　(7)液壓系統(tǒng)。

　　中、后支腿都安裝了由油缸、油管、油泵構(gòu)成的液壓系統(tǒng)。通過液壓系統(tǒng)可調(diào)節(jié)架橋體的水平，完成架橋機的輔助工作。

　　(8)電氣系統(tǒng)。

　　整機功率約75 kW，主電路和控制電路交流電源頻率為50 Hz、電壓通常為380 V。該項目架橋機各單體機構(gòu)通過交叉開關(guān)和配電柜進行集控。

　　(9)架橋機連接方式。

　　①架橋機前支腿立柱通過翼緣板和高強螺栓與上主梁、下橫梁連接。②前支腿與架橋機主梁之間焊接傾斜穩(wěn)定桿，形成三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，保證架橋機前后方向的穩(wěn)定性。③架橋機前下梁固定方法：架橋機就位后，用鋼絲繩將前下梁與主墩蓋梁綁扎連接，用5T手拉葫蘆固定。在架梁過程中，中間支腿的后支腿和前支腿受力在一起，縱向不存在傾覆危險。

　　3.5、工字鋼預(yù)裝、吊裝施工方案

　　3.5.1、二次裝配現(xiàn)場布置及夾具

　　在K131+860～K131+975段路基位置設(shè)置第二個拼裝場。拼裝場長135 m，寬40 m，場地要求平整夯實以便鋼梁拼裝和存放。現(xiàn)場設(shè)置一臺起重50 t的汽車吊，用于鋼梁的裝卸、運輸和組裝。

　　在預(yù)裝配現(xiàn)場進行工字鋼的預(yù)裝配工作。裝配夾具設(shè)置在工字鋼下方，通過調(diào)整夾具上方板的高度來調(diào)整工字鋼高度。胎架預(yù)拱度應(yīng)嚴(yán)格按工廠制造和總拱度進行控制。工字鋼在預(yù)裝配時，在鋼梁端部布置測控點，嚴(yán)格按照橋梁平面線形控制鋼梁曲線。

　　3.5.2、工字鋼現(xiàn)場組裝

　　(1)梁段劃分。考慮鋼結(jié)構(gòu)易于制造、運輸?shù)纫蛩兀?0 m邊跨及中跨均分5個梁段。根據(jù)設(shè)計圖紙要求，鋼板組合梁節(jié)段節(jié)點形式為頂板、腹板、底板相互錯開，其中鋼板組合梁縱向錯開250 mm。在上述斷面示意圖中，相鄰斷面制作時應(yīng)左右變換;在縱斷面示意圖中，斷面位置在腹板處，腹板處頂板和底板的偏差分別為-250 mm和+250 mm，以滿足設(shè)計對中要求，保證工程質(zhì)量。

　　(2)梁截面制造要求。①材料編號：來料須根據(jù)材料布置圖進行驗證。標(biāo)記前應(yīng)檢查鋼材的牌號、規(guī)格和質(zhì)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不平整的鋼材、鐵銹、油漆等污物影響打標(biāo)質(zhì)量時，應(yīng)在打標(biāo)前進行校正和清理。為減少環(huán)焊縫和橫焊縫，頂、底、腹板的對接焊縫應(yīng)按規(guī)范要求錯開。②切割：氣割切口不得有裂紋，缺邊不得超過1.0 mm。缺邊坡口大于3.0 mm時，用直徑小于3.2 mm的焊條補焊打磨。所有板材零件的分離采用自動(數(shù)控切割)和半自動切割，零件間隙不大于2 mm。2 mm以內(nèi)的間隙可用砂輪機打磨光滑，大于2 mm的間隙按缺陷修補法修補;有氣割槽的鋼板，槽面用砂輪機打磨至露出金屬光澤。氣割允許偏差見表3。

　　(3)矯正和邊緣加工。鋼板冷矯時應(yīng)緩慢加力，矯正后鋼板表面無明顯凹面和損傷，劃痕深度不大于0.5 mm。鋼材矯正后的允許偏差見表4。

　　(4)板件坡口制備。所有焊接坡口加工尺寸的允許偏差應(yīng)符合《手工電弧焊接頭基本形式和尺寸》(GB985)和《焊劑層下自動和半自動焊接接頭基本形式和尺寸》(GB986)的有關(guān)規(guī)定。

　　(5)縱向?qū)�接焊縫為單面坡口焊，輪胎和橋梁上的縱向頂、底焊縫為單面焊雙面成形，底焊縫為CO2氣體保護焊，其余焊縫為埋弧自動焊。所有焊接符合設(shè)計要求，并按要求進行無損檢測。在零件上畫定位線、定位基準(zhǔn)線和關(guān)鍵中心線并沖樣。將底板的尺寸放在輪胎上，依次安裝隔板、腹板和頂板。

　　3.5.3、吊耳

　　(1)吊耳的選擇。

　　吊耳形式應(yīng)符合設(shè)計要求。對重量大于40 t的梁段，吊耳的選用應(yīng)符合中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《設(shè)備吊耳》(Hg/t-21574-2008)。本工程選用公稱起重40 t的吊耳，材料為40 mm厚Q345qD板。鋼板組合梁最大截面量約95 t。四點吊裝，單吊耳承載力約23.75 t(垂直吊裝)，安全系數(shù)1.68，滿足要求。

　　(2)吊耳位置設(shè)置。

　　鋼梁端部有端梁時在其上設(shè)置吊耳，無端梁時設(shè)置在小梁上。鋼梁每節(jié)設(shè)四個吊耳(見圖5)。橋址處鋼組合梁拆除時應(yīng)吊離胎架100 mm觀察。待構(gòu)件穩(wěn)定及焊縫牢固后再吊放到梁架上。

　　3.5.4、鋼構(gòu)件吊裝

　　(1)吊裝前準(zhǔn)備。

　　做好施工人員的安全教育、培訓(xùn)和技術(shù)交底，建立安全管理制度;做好施工材料、機具進場和現(xiàn)場水電供應(yīng);完成進貨梁體的檢查和清點，確保無缺件;完成墊石測量和支架檢查，將調(diào)平鋼板和支架安裝到鋼梁底部。

　　(2)吊裝方法的確定。

　　根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和工字鋼的幾何數(shù)據(jù)、重量、高度，并結(jié)合吊裝技術(shù)參數(shù)，進行深入細致的探討，確保吊裝安全，并節(jié)約工程造價，提高工作效率。施工現(xiàn)場采用2臺80 t汽車吊和1臺220 t架橋機。用架橋機架設(shè)第一及第二跨時，鋼梁由龍門吊用炮車送入架橋機。第三跨架設(shè)時，鋪設(shè)電動平車軌道，運梁炮車將鋼梁運至橋頭，汽車起重機將鋼梁吊裝至電動平車，再運輸至架橋機尾部進行喂梁。總體布局見圖6。

　　(3)架橋機鋼梁安裝要點[6]。

　　根據(jù)路基橫坡的大小和運梁方向，在運梁車支架上設(shè)置墊片來調(diào)整梁的角度，以保證運梁時主梁在平板車上的垂直度，從而達到平衡，避免傾斜造成安全隱患。當(dāng)軌道設(shè)置在主縱梁上時，由于剪釘高度為250 mm，300 mmI30b型梁的縱向鋪設(shè)水平鋪設(shè)在主縱梁頂面上，間距為500 mm，把欄桿放在上面。由于鋼梁橫坡為2%，鋪設(shè)30b型鋼時，在一端加30 mm墊片，保證鋪設(shè)的軌道與地面垂直，平車運梁時不產(chǎn)生側(cè)向力，消除安全隱患。

　　3.5.5、鋼梁安裝

　　(1)兩根縱梁組成一個整體，軌道電動平車將鋼梁運至吊車天車底部，鋼梁由架橋機架設(shè)至設(shè)計位置。依次搭設(shè)第一、第二、第三孔。(2)架橋機先架設(shè)一側(cè)鋼梁，再架設(shè)另一側(cè)。(3)連接兩組鋼梁之間的梁。(4)以此類推架設(shè)剩余鋼梁，將所有鋼梁設(shè)置在同一孔內(nèi)后進行線型調(diào)整，在中梁外側(cè)鋪設(shè)1.25 m寬的人行棧道作為操作平臺。橋梁要及時焊接，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，最后通過鉆孔安裝橋面。每孔鋼梁橋面安裝完畢后，從兩端支撐點對稱推至跨中，完成全橋預(yù)制板的安裝。

　　4 、技術(shù)保證措施

　　4.1、操作要點

　　吊裝工字鋼速度要均勻，構(gòu)件應(yīng)穩(wěn)定。橫梁下降須緩慢、輕放，禁止突然或快速制動。施工注意事項：測設(shè)工字鋼孔分界線、支座中心線、梁邊線，找平蓋梁表面不平部分，準(zhǔn)備吊裝;蓋梁達到設(shè)計強度90%后方可吊裝;工字鋼放下后，目測工字鋼底部是否齊平，用鋼筋彎鉤檢查各支撐是否受力;板底標(biāo)高可采用鋼板墊調(diào)整;吊裝時應(yīng)同時對起重鋼絲繩施加應(yīng)力;落下時工字鋼不得與已支撐的梁相撞，底部水平偏差不得大于10°。主梁距蓋梁支座墊石頂面不足30 cm時，根據(jù)測量放樣標(biāo)記調(diào)整位置，確定無誤差后再落梁。

　　4.2、工字鋼運輸措施

　　行車前檢查運梁汽車炮的制動系統(tǒng)和輪胎，確保運梁設(shè)備狀況完好;起吊前做好焊釘保護，避免焊釘受到觸碰脫落，加強鋼梁的防護和支撐，固定牢固以防主梁變形和傾覆。運輸時車速控制在5 km/h以內(nèi)，平穩(wěn)行駛，無小轉(zhuǎn)彎或死彎。運梁汽車炮行駛時安排專人通過對講機進行指揮，并在運輸?shù)缆非鞍才啪�戒人員，無關(guān)人員不得在運輸路線停留，保證運輸過程中人員和設(shè)備安全。

　　5、 結(jié)語

　　結(jié)合國家高速公路網(wǎng)G3511線(菏澤至寶雞)陜西境合陽至銅川高速公路后河溝大橋工程，介紹了該橋的加工資源配置、施工工藝、施工方案、安裝設(shè)備技術(shù)參數(shù)、架橋機結(jié)構(gòu)及技術(shù)保證措施。結(jié)果表明，鋼板組合梁橋的結(jié)構(gòu)簡約、加工方便、安裝便利。在陸地交通條件下，宜采用架橋機架設(shè)鋼板組合梁，以便快速施工。

　　參考文獻

　　[1]施維,季云峰,余金山,等.橫向聯(lián)結(jié)系對中小跨徑鋼板組合梁橋穩(wěn)定性能影響的分析[J_.上海公路, 2021(01):47-51+119-120.

　　[2]李志棟簡支鋼混組合梁在京秦高速公路橋梁上的應(yīng)用[J].公路, 2021 , 66(03): 145-147.

　　[3]陳巍峰,段亞軍,陳濤,等鋼板組合橋梁建造I藝技術(shù)與應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計, 2021(03):58-60.

　　《鋼板組合梁在高速公路的應(yīng)用研究》來源：《廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》，作者：張領(lǐng)