摘要：主要介紹響水通榆河大橋主跨60m鋼箱梁在保證河道正常通航情況下，運(yùn)用浮拖法解決鋼箱梁架設(shè)的技術(shù)難題，詳細(xì)闡述了鋼箱梁架設(shè)的施工方法及技術(shù)控制方案,分析了影響鋼箱梁梁體線形的因素并提出改進(jìn)措施。
    關(guān)鍵詞：跨河橋梁  鋼箱梁  浮拖法架設(shè)
    1.工程概況
    由我公司擔(dān)負(fù)施工的江蘇省鹽城市通榆河大橋是S-306省道上的一座重要橋梁，其主跨為60m預(yù)應(yīng)力鋼箱結(jié)合梁，是集團(tuán)公司施工的第一座栓焊鋼混預(yù)應(yīng)力結(jié)合箱梁。
    通榆河大橋主橋?yàn)殇撓浣Y(jié)合梁，全長(zhǎng)60m，跨度為59.5m，梁高2.2m，橋?qū)?3.0m，鋼箱梁為雙箱單室結(jié)構(gòu)，箱寬3.31m，箱梁底板采用16Mnq鋼，板厚為14、20、30mm不等，箱梁上部采用鋼纖維混凝土作為行車(chē)道板，厚度為35cm，級(jí)別為CF50，屬鋼混結(jié)合梁。鋼混結(jié)合面上布設(shè)剪力釘，箱梁底板還布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其箱梁跨度在同類(lèi)結(jié)構(gòu)中尚屬前列，施工難度較大，其截面見(jiàn)圖-1。 
     
     
     
     
     
     
     
     
    2.施工方案概述
    60m開(kāi)口鋼箱梁分三段在鹽城市造船廠利用整體胎架法加工制作，臨時(shí)加設(shè)支撐后，用大型平板拖車(chē)運(yùn)輸運(yùn)至施工工地，借助4#-5#墩之間的人字桅桿吊至單導(dǎo)梁上，由此拖拉至浮運(yùn)支架上，浮船由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引至臨時(shí)支墩，此時(shí)向船內(nèi)注水，浮船退出工作，箱梁落至砂筒支座上，并依次完成C、B、A各節(jié)段的安裝架設(shè)。采用液壓千斤頂和導(dǎo)鏈調(diào)整AB、BC段節(jié)點(diǎn)板標(biāo)高，使之達(dá)到廠內(nèi)制作時(shí)的胎架狀態(tài)后，采用高強(qiáng)螺栓栓合成開(kāi)口的連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，而后澆注底板混凝土并施加預(yù)應(yīng)力，最后采用懸吊模板澆注SFRC橋面板，形成閉合的組合箱梁。混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用砂筒和螺旋千斤頂落梁，并采用靜態(tài)爆破法拆除臨時(shí)支墩，轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K的60m跨簡(jiǎn)支箱梁，完成體系轉(zhuǎn)換。
    3.輔助設(shè)施施工
    3.1臨時(shí)支墩
    鋼箱梁安裝前在水中搭設(shè)臨時(shí)支墩。支墩采用雙排φ120的鉆孔灌柱樁基礎(chǔ)和φ100鋼筋混凝土立柱，支墩樁頂高程為2.0m，墩頂高程為10.451m，臨時(shí)支墩梁底安裝高程為11.512m（梁底支座高程為11.20m，予拱度0.302m，地基計(jì)算沉降量0.01m）。支墩上部構(gòu)造為格構(gòu)式托盤(pán)支架，其上設(shè)置2[28組合工字鋼做分配梁，兩工字鋼間距為35cm。分配梁上部安置砂筒作為卸架裝置，每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置4個(gè)，砂筒外徑為35cm，內(nèi)徑為33cm。臨時(shí)支墩具體結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖-2。 
    



    3.2人字桅桿
    人字桅桿采用工地現(xiàn)有的無(wú)縫鋼管,同時(shí)為后期吊裝引橋20米T梁使用，設(shè)計(jì)吊重按34T考慮。人字桅桿用兩根外徑為22cm，壁厚為5mm無(wú)縫鋼管組成，為增大抵抗矩，在鋼管外順橋方向上焊接兩根[10，桅桿高13m，底寬為5.6m，桿頂與桿底的水平距離為30cm。人字桅桿構(gòu)造圖見(jiàn)圖-3。
    經(jīng)計(jì)算，風(fēng)繩選用6×37－8.7－140鋼絲繩（安全系數(shù)K1=3.5）； 
     
     
     
     
     
    起重繩選用6×37－15－170鋼絲繩（安全系數(shù)K2=5）；
千斤繩選用2×（6×37－24－200）鋼絲繩（安全系數(shù)K3=10）；卷?yè)P(yáng)機(jī)選用1011電動(dòng)絞車(chē)；
起重軌道滑車(chē)選擇：H20×5D
    3.3導(dǎo)梁
    導(dǎo)梁采用工地富余的槽鋼焊制，以減少施工投入。設(shè)計(jì)按T梁吊重34T設(shè)計(jì)，荷載計(jì)算按四跨連續(xù)梁計(jì)算，梁體在導(dǎo)梁上移動(dòng)時(shí)，各跨荷載不斷發(fā)生變化，因此按最不利荷載進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算導(dǎo)梁選用兩根[28b，導(dǎo)梁支架選用 [25a，導(dǎo)梁構(gòu)造見(jiàn)圖-4。 
     
     
     
     
    3.4浮運(yùn)支架
    浮運(yùn)支架由浮船和支架兩部分組成。浮船在當(dāng)?shù)刈庥眠\(yùn)輸船，額定載重80t，有效長(zhǎng)度19m，空載吃水深度0.45m，有效深度0.75m，下弦載重為0.83t/cm。浮運(yùn)支架由4[25組成做主梁，平面尺寸4.2×2.4m，凈高11.88m，外懸臂2.6m，自重2.2t，主梁間通過(guò)[8做縱橫向聯(lián)接。并由纜風(fēng)與船首尾相連。浮運(yùn)支架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖-5。

 
    4.鋼梁架設(shè)
    鋼梁吊裝場(chǎng)設(shè)于河?xùn)|第五跨北側(cè)，吊裝順序?yàn)镃、B、A段。鋼梁以人字桅桿起吊至第五跨導(dǎo)梁上對(duì)鋼梁作橫向位移至鋼梁的設(shè)計(jì)縱向中軸線上，再對(duì)鋼梁做縱向位移。當(dāng)鋼梁前端抵達(dá)3#蓋梁上方時(shí)，通過(guò)浮運(yùn)支架懸臂梁使其進(jìn)入浮運(yùn)支架，并固定在支架上，使梁繼續(xù)前進(jìn)，
    當(dāng)浮船到達(dá)2#臨時(shí)支墩上，浮運(yùn)支架的懸臂梁的另一端擱置在臨時(shí)支墩橫梁上，解除鋼梁與浮運(yùn)支架的固定裝置，使梁進(jìn)船不進(jìn)，從而把梁的前端卸落在2#臨時(shí)支墩上，完成C段梁的架設(shè)。B段鋼梁則通過(guò)已就位的C段鋼梁到達(dá)2#臨時(shí)支墩上，再利用浮運(yùn)支架使其就位，A段則通過(guò)B、C段鋼梁，借助浮運(yùn)支架到達(dá)設(shè)計(jì)位置，即梁上走梁法。箱梁安裝示意圖見(jiàn)圖-6。 
     
     
     
    4.1梁體提升
    梁體的提升利用4#，5#蓋梁左側(cè)的人字桅桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，吊點(diǎn)為鋼箱梁的圓形人孔。因鋼箱梁為開(kāi)口結(jié)構(gòu)，為防止梁端發(fā)生局部變形，需采取加固措施。即用[25焊接成322×160cm的矩形框架，并用M24螺栓將梁端與框架固定，形成剛性結(jié)構(gòu)，梁端加固處理示意圖見(jiàn)圖-7。

    4.2梁體橫移
    人字桅桿吊點(diǎn)距蓋梁端2.1m，當(dāng)梁體吊至所需高度后，需沿蓋梁軸線方向橫移。橫移依靠?jī)蓚�(gè)開(kāi)口向上[28制作而成的墊梁完成，開(kāi)口[28涂以黃油以減小滑動(dòng)摩擦力，以四氟滑板做滑塊，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引四氟滑板將梁橫移至導(dǎo)梁縱向中軸線上。
    4.3 C段梁體縱移
    卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引梁體通過(guò)導(dǎo)梁，使得C段鋼梁前端抵達(dá)3#蓋梁上方后，浮運(yùn)支架的兩根懸臂梁伸入3#蓋梁上方，此時(shí)，向船內(nèi)注入25噸水，懸臂梁正好與導(dǎo)梁平齊，將鋼梁前端移入浮運(yùn)支架，當(dāng)鋼梁支點(diǎn)到達(dá)浮運(yùn)支架中部時(shí)，將鋼梁與支架固定，排出船艙內(nèi)的水，船體上浮，浮運(yùn)支架投入運(yùn)行。啟動(dòng)牽引裝置，使鋼梁向2#臨時(shí)支墩漸進(jìn)，船只抵達(dá)2#臨時(shí)支墩后，將船定位，鋼梁通過(guò)浮運(yùn)支架的前端懸臂梁移至2#臨時(shí)支墩上，繼續(xù)向船內(nèi)注水，使浮船退出鋼梁。完成C段鋼梁的架設(shè)。
    4.4 A、B段梁體縱移
    A、B段鋼梁縱移從就位后的鋼梁上通過(guò)，在已就位的鋼梁的剪力釘上各敷設(shè)[25a，作為鋼梁前進(jìn)的滑道，同樣以四氟滑板作滑塊（滑道結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖-8），故需對(duì)鋼梁的強(qiáng)度及剛度校驗(yàn)。
    考慮到梁上走梁，內(nèi)力計(jì)算取最不利位置；抗彎計(jì)算取P處于跨中時(shí)的情況；抗剪計(jì)算取P處于支座支點(diǎn)時(shí)的情況。經(jīng)計(jì)算，鋼梁的強(qiáng)度和剛度都能滿足安全要求，故鋼梁縱移通過(guò)“梁上走梁”依次完成縱移任務(wù)。
    4.5浮船控制
    通榆河為人工河，施工時(shí)正值上游封閘，水位穩(wěn)定，給船只控制提供了有利條件。為嚴(yán)格控制船只的方位和路線，在浮運(yùn)支架兩側(cè)敷設(shè)20m長(zhǎng)且與橋軸線平行的[25作導(dǎo)梁，浮運(yùn)支架與導(dǎo)梁間用“∏”型滑塊定位，使浮船嚴(yán)格沿導(dǎo)梁前進(jìn)，并在浮船首尾各設(shè)兩根與橫橋方向一致的纜風(fēng)繩，防止因風(fēng)力使船只偏離梁的移動(dòng)軸線。
    5.體系轉(zhuǎn)換
    鋼梁吊裝就位后，調(diào)整支座標(biāo)高，使拼接板達(dá)到胎架狀態(tài)，采用M24×90和M24×120高強(qiáng)螺栓栓合成開(kāi)口的三跨連續(xù)箱體，形成一定的承載力，然后澆注底板混凝土并施加預(yù)應(yīng)力，然后澆注鋼纖維混凝土橋面板，形成閉合的結(jié)合箱梁。等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和齡期后，進(jìn)行梁體整體落位，并拆除臨時(shí)支墩，轉(zhuǎn)變?yōu)?0米單跨簡(jiǎn)支箱梁，完成體系轉(zhuǎn)換。
    落梁采用帶保險(xiǎn)箍的YCT150型液壓千斤頂配合砂筒進(jìn)行梁體落位。千斤頂帽頂敷設(shè)鋼板及棉墊，以增大受力面積，并避免損壞底板表面涂裝。每個(gè)臨時(shí)支墩墩頂設(shè)置三個(gè)砂筒和兩臺(tái)液壓千斤頂。砂箱和千斤頂?shù)男堵浣y(tǒng)一指揮，定時(shí)定量，對(duì)稱(chēng)同步進(jìn)行，以保證鋼箱梁的平穩(wěn)下落，使鋼梁的各部構(gòu)件不超過(guò)容許應(yīng)力。隨千斤頂?shù)幕乜s和砂子的卸落隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量，確保同側(cè)梁底高差保持在2mm之內(nèi)。梁體落位后，松動(dòng)臨時(shí)支墩托盤(pán)支架上的螺栓，使臨時(shí)支墩脫離梁體，并采用靜態(tài)爆破法拆除臨時(shí)支墩。完成體系轉(zhuǎn)換，形成最終結(jié)構(gòu)—60米單跨簡(jiǎn)支鋼箱-混凝土結(jié)合箱梁。
    6.線型控制
    為保證梁體線型，保持結(jié)構(gòu)良好的受力狀態(tài)，克服鋼梁扭曲變形，本橋在箱梁架設(shè)過(guò)程中，主要從梁體拱度調(diào)整、拖拉就位誤差調(diào)整及梁端臨時(shí)加固等方面進(jìn)行了控制，取得了良好的效果。
    6.1拖拉就位誤差調(diào)整
    鋼梁拖拉過(guò)程不可避免地存在縱橫向誤差，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，鋼梁各支點(diǎn)處出現(xiàn)了量值不等的橫向偏移，采取以槽鋼做滑道、四氟滑板做滑塊的水平橫向拖拉的辦法；縱向偏差量較小，采取溫度應(yīng)力法調(diào)整。其中溫度應(yīng)力法基本原理如下。
    鋼梁受溫度變化影響，根據(jù)Lt=·t·L，在鋼梁兩端梁縫填塞調(diào)整鋼板，利用鋼梁自身的溫度應(yīng)力使鋼梁精確就位。調(diào)整前其縱向計(jì)算偏移量為24mm，調(diào)整后其縱向偏移量為7mm。符合精度要求。
    6.2拱度調(diào)整
    根據(jù)設(shè)計(jì)，鋼梁跨中、節(jié)段接口處、節(jié)段跨中處設(shè)計(jì)拱度值分別為340mm，302mm，189mm。根據(jù)實(shí)際計(jì)算，臨時(shí)支墩沉降量為12mm，結(jié)構(gòu)的彈性壓縮量為6mm，拱度調(diào)整時(shí)按跨中30mm的預(yù)留量進(jìn)行設(shè)置，相應(yīng)的節(jié)段接口處，節(jié)段跨中的拱度調(diào)整分別為27mm，17mm，則調(diào)整后拱度值分別為370mm，329mm，206mm。以上拱度調(diào)整值均在臨時(shí)支墩墩頂處進(jìn)行調(diào)整。
    根據(jù)觀測(cè)需要，在全橋設(shè)置14個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，分別設(shè)在60m梁的跨中、20m梁跨中和節(jié)段接口處，觀測(cè)點(diǎn)分布見(jiàn)圖-9： 
     
     
     
     
     
     
    拱度觀測(cè)在觀測(cè)點(diǎn)上用HA-1型精密水準(zhǔn)儀測(cè)量，分別于鋼梁安裝、橋面現(xiàn)澆砼，橋面鋪裝，臨時(shí)支墩拆除分四個(gè)階段觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。
    拱度觀測(cè)結(jié)果一覽表
    
觀測(cè)階段    觀       測(cè)       結(jié)       果（mm）
    a11    a12    a21    a22    a1b1    a2b2    b1    b2    b1c1    b2c2    c11    c12    c21    c22
安   裝    0    1    2    2    2    3    4    4    3    2    2    2    1    1
現(xiàn)澆橋面板    1    2    3    2    3    3    5    5    4    3    3    2    2    1
橋面鋪裝    0    1    1    0    1    1    2    2    2    1    0    1    0    0
臨時(shí)支
墩拆除    93    90    90    92    144    145    157    158    142    146    88    89    88    91
沉降、壓縮和下?lián)峡傆?jì)    94    94    96    96    150    152    168    169    151    152    93    94    91    93
通過(guò)上表可以得出如下結(jié)論：
    ⑴安裝階段彈性壓縮已經(jīng)完成，地基沉降在橋面鋪裝后趨于穩(wěn)定。
    ⑵支墩拆架后，鋼梁下?lián)现党蕭佄锞� y=（0.2/900 x2+20）cm均勻分布.
    ⑶鋼梁設(shè)計(jì)最終拱度為150mm，施工中由于采取整體現(xiàn)澆，彈性壓縮及沉降量的預(yù)留，使最終拱度為200mm，確保鋼橋橋的線型和良好的受力狀態(tài)。
    7.結(jié)束語(yǔ)
    該橋60m鋼箱梁的架設(shè)，實(shí)際工期只用了4天，施工中充分利用了現(xiàn)場(chǎng)富余的型鋼，借助了吊裝混凝土T梁使用的人字桅桿和單導(dǎo)梁，大大節(jié)省了材料和機(jī)械，采用浮船拖拉和砂筒落梁，保證了梁體的準(zhǔn)確就位，梁體拱度及拖拉誤差的調(diào)整與控制，確保了鋼梁線型和良好的受力狀態(tài)。因此，該橋采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)與先進(jìn)的鋼箱-混凝土技術(shù)的結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)“輕型大跨、高強(qiáng)美觀、快捷施工”的要求。

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