济齐黄河公路大桥为全长2287m, 主桥桥型为双边箱钢-混组合梁斜拉桥, 采用塔墩固结、塔梁分离的半漂浮体系。主梁由边钢箱、横梁、小纵梁通过拼接板及高强螺栓连接形成钢构架, 其上架设预制桥面板, 现浇混凝土湿接缝, 与钢梁上的剪力钉形成整体, 组成钢-混组合梁体系。合龙是斜拉桥钢梁施工的重要环节之一, 其施工质量直接影响成桥后的线型和应力。
在钢边箱合龙过程中, 钢梁构件中轴线的偏差, 受吊机站位、构件安装顺序及垂直方向、施工环境温度、施工荷载、钢梁制造及安装的偏差、钢梁构件长度等影响;加上构件之间相互影响, 合龙时难以掌控。
由于钢梁边跨合龙时间为1月初, 施工场地距离黄河边昼夜温差大, 受黄河季风及黄河口通道作用, 阵风较多, 且施工环境温度变化差异较大, 给钢梁的合龙增加了难度。
由于钢梁设计为半漂浮体系, 合龙口处在悬臂状态, 合龙段处在竖曲线上要求顺直, 平滑过渡, 线性控制难度大。
主梁合龙的总体思路为分两大部分进行合龙, 第一部分是钢梁构件的合龙, 其步骤为先合钢边箱, 然后安装横梁、小纵梁;第二部分是桥面板合龙, 主要是桥面板安装完成后湿接缝的施工。主梁合龙主要是钢边箱的合龙。
⑴桥面吊机走行至S16#段中部横梁支撑锚固, 等重构件吊装至拼装位, 模拟合龙姿态, 监测合龙口两端高程。
⑵合龙口两端高程汇报监控单位, 调整S14#～S16#斜拉索索力, 等重构件再次吊装到指定位置, 观测合龙段长度。每个箱口布置四个观测点, 顶底板各两个, 合龙长度观测时间为三天, 早晨6点开始观测, 每隔四小时观测一次。
合龙段钢构件长度按照4.2m制作, 一端制作成标准段孔群, 另一端预留20cm长配切量。对合龙口要持续观测, 确定温度与合龙口长度的关系, 并根据拟选定的合龙温度推算合龙口长度。合龙口长度扣除拼缝预留宽度后反馈给钢构件制作单位, 对合龙段钢梁进行车间配切、涂装并运至现场。
⑴边跨合龙段拟定施工时间为17年元月中旬, 此时还处于冬季时段, 选择在白天10:00～14:00温度较高的时段进行合龙段拼装。合龙段钢构件由桥面吊机起吊前移、下放、对位。
⑵合龙段钢构件安装时, 现场施工影响因素较多, 可能发生悬臂端受力不均, 导致合龙口高程出现偏差。测量合龙口两既有梁段的相对高程, 汇报给监控单位, 首先考虑微调斜拉索索力。当斜拉索索力调整仍不能满足合龙线形时, 调整S18#段合龙口标高。S18#段标高调整采用2台200t液压千斤顶, 千斤顶底部支撑在支架横向分配梁上, 上部位于边钢箱横隔板处, 通过千斤顶的顶升、回落实现高程调整, 确保合龙段顺利拼装。
⑶合龙段边钢箱吊装就位后, 小里程侧拼缝与既有梁段顺接, 高强螺栓旋拧固定;大里程侧等待合龙温度, 节段拼缝满足要求后进行合龙口临时锁定。合龙段临时锁定装置仅布置在S17#段、S18#段拼缝处, 每个箱口顶、底板各一道。合龙口临时锁定后, 大里程侧拼接板安装就位, 按照设计位置冲孔, 进行高强螺栓施工。
临时锁定装置由反力装置及型钢支撑构成, 其中支撑采用HW250×250型钢加工, 反力系统由承压板和加劲肋组焊而成, 板厚分别3cm和2cm。型钢支撑焊接固定时底部预留5cm, 方便节段拼接板安装, 型钢支撑处高强螺栓滞后施工。
⑴桥面吊机进行标准节段钢梁拼装时, 主框架前端超出待拼装梁段4m。北岸桥面吊机走行至Z16#段中部横梁支撑锚固前, 南岸桥面吊机需后退至Z13#段才能避免主框架冲突, 为中跨合龙段施工提供作业空间。
⑵双侧桥面吊机走行到位锚固后, 利用南岸吊机在Z15#、Z16#节段处安装配重块北岸吊机吊装等重构件至拼装位, 模拟合龙姿态。测量合龙口两端高程并汇报监控单位, 调整Z14#～Z16#斜拉索索力, 观测合龙段长度。观测点布置形式及合龙口观测频率与边跨合龙段相同。
⑴中跨合龙段拟定施工时间为17年4月中旬, 此时温度变化较为明显, 昼夜温差大, 选择在夜间10:00以后温度恒定的时段进行合龙段拼装。
⑵中跨合龙段临时锁定结构形式与边跨合龙段相同, 布置在双侧Z16#段, 每个箱口顶、底板各一道。顶板型钢内撑跨越整个合龙段与既有梁段焊接固定, 底板型钢内撑与边跨合龙段布置形式相同, 内撑安装时考虑拼接板作业空间。
由于钢梁合龙口一端处于大悬臂状态, 受张拉、风向影响较大。为保证构件合龙口的顺利合龙, 首先必须对钢梁构件的拼装过程进行监控观测, 提前掌握构件的变化情况, 斜拉索张拉对构件的影响, 提炼出钢梁构件变化趋势及敏感性分析, 从而调整合龙口合龙构件的空间位置实现钢梁的合龙。
边箱梁的出场前和进场后验收, 做好详细的实测记录, 完备构件的长度偏差记录, 确保构件的出场精度偏差满足规范要求。
钢梁构件拼装完成后, 以每5跨为一监测长度, 实测其长度并进行记录, 完成后进行对比, 找出拼装误差平均值, 对合龙段进行预估拼装误差长度。
在边箱梁拼装过程中, 按照一天时间的不同, 记录在不同时间段里不同温度下, 钢梁架设过程中, 钢梁前段的高程变化情况;并根据不同工况下, 节间架设完成及吊机走行不同工况下, 钢梁节间监控点处高程变化情况, 形成记录, 找出实测温度影响规律。
节间钢梁架设完成后, 测量钢梁前段观测点的高程, 在对于吊机滑移至下一节间后, 再次测量钢梁前段观测点高程, 对比前后两次的高差高度, 记录在不同节间位置处吊机对构件高程的影响曲线。
在钢梁架设过程中, 对于边箱梁进行实时的观测, 检测其中轴线位置、左右两侧的高程位置、左右两侧控制点的里程位置。确保钢梁在实际的操作过程中轴线、高程、里程处于可控范围之内。在架设合龙段之前应先对既有钢箱梁端头的梁面标高进行复测, 选择温度相对稳定的时段进行施工测量控制。斜拉索调索亦应选择在温度较低时间段施工。通过三天时间的观测综合考虑内力、温度等影响, 确定合龙段长度并进行配切。架梁工作、运梁均需同步进行要严格控制荷载, 同时确保悬臂两端对称施工, 保证其在索力控制范围内。
如发生横向拼缝宽度不一致, 合龙段产生转角位移, 应及时利用千斤顶调整缝宽及轴线位置, 保证合龙段施工的顺利进行。
通过主桥合龙段的安装施工, 采取温度配切、加载、索力标高控制等相结合的办法, 较大程度上抵消了各种不利因素的影响, 确保了主桥合龙段的顺利安装, 保证了主桥成桥线型和应力, 为大跨度钢混结合梁斜拉桥主桥合龙梁段施工的吊装、安装问题, 为同类桥梁施工提供了一定的经验, 可供参考。
摘要：济齐黄河公路大桥为全长2287m, 主桥桥型为双边箱钢-混组合梁斜拉桥, 采用塔墩固结、塔梁分离的半漂浮体系, 主梁由边钢箱、横梁、小纵梁通过拼接板及高强螺栓连接形成钢构架, 其上架设预制桥面板, 现浇混凝土湿接缝, 与钢梁上的剪力钉形成整体, 组成钢-混组合梁体系。合龙是斜拉桥施工的重要环节之一, 其施工质量直接影响成桥后的线型和应力。本文结合济齐黄河公路大桥施工实际情况, 对主桥钢混结合梁合龙段施工进行技术分析, 可供同行参考。
关键词：钢混结合梁,合龙段,施工技术
[1] 江汤, 汪双炎.大跨度预应力混凝上连续刚构桥梁施工关键技术研究[J].桥梁建设, 2007, 2 (2) :103-106.
[2] 谢铁坚.南京长江第三大桥钢混结合段施工技术[J].湖南交通科技, 2007, 2 (3) :86-88.
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