浅谈钢桁架梁桥位拼装的施工工艺及难点控制.docx
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浅谈钢桁架梁桥位拼装的施工工艺及难点控制
浅谈钢桁架梁桥桥位拼装施工工艺及难点控制
张鹏
[江苏广亚建设集团有限公司]
摘要：
花园街跨京杭运河大桥为下承式钢桁架梁结构，主桥全长250米，设计为双向6车道，其中钢桁架梁作为主要受力结构辅以横梁、托架、桥面板及人行道板采用栓接及焊接形式，本文主要讨论的是在桥位拼装过程中施工工艺流程、施工难点及解决方法
关键词：
钢桁架梁桥栓接及焊接工艺流程施工难点解决方法
1.工程简介
花园街跨京杭运河大桥位于武宜大桥与龙城大桥之间，主桥主跨一跨跨越京杭运河，两边跨分别跨越312国道、河滨东路。
主桥跨径布置为65.7+120+65.7＝251.4m。
本桥没有设置联接系，仅在两个中间墩上方设置两道桥门。
主桁节间间距为8～
13.5m，主桁高度采用二次抛物线变化形式。
图钢桁梁立面布置图（单位：
mm）
主桁由两片钢桁架组成，主桁中心距26m，在两片主桁架的外侧各挑出6.5m（桁架中心至悬臂端部）的悬臂支撑非机动车道及人行道，桥面总宽度为39m。
图钢桁梁横断面布置图（单位：
mm）
2.钢桁架梁主桥桥位拼装施工工艺
2.1主要施工工艺
2.2拼装场地处理临时钢管支撑
本桥的上部结构为钢桁架梁拼装时采用悬臂拼装技术，就是首节杆件采用有支架施工，当首节杆件施工完成形成稳定骨架时撤除支架约束，使得接下来拼装的杆件处于全部悬臂状态，所以在首节杆件拼装时我们在主桁轴线上距离主墩两侧各13m处设置了Φ800mm双拼钢管支撑（如图一）。
（图一）
2.3首节杆件安装测量放线
因钢桁架梁桥首节段杆件拼装精度直接影响后续各节段的杆件拼装精度，可谓一步走错步步错，严重的后果可能发展为最后两边合拢不上，因此我们按照设计轴线和标高进行严格放线和复核，安装首节杆件时我们采取如下测设及就位方法如下图。
2.4履带吊的选型及作业
因本桥最重一根杆件为下弦E7杆件重量为42.5t,最高一个杆件为主墩正上方A8组合杆件吊点最高高度为离地面约30.05m，且杆件运输采用船运至桥位处，综合考虑吊装机械的安全性、机动性比拟多种吊装机械最重确定采用150t履带吊作为吊装机械。
常规吊装各种吊装机械比选
序号
吊装方法
优点
缺点
1
汽车吊车
可以进行本桥的安装
转点耗费时间较长，需要有车辆进行安装杆件的搬运
2
履带吊车
可以进行本桥的安装，可以带杆件灵活移动
对行走场地地基处理要求稍高
3
龙门吊安装
不受地面状况限制，可在全桥范围内，便捷进行杆件安装
对轨道地基要求高，本桥靠运河驳岸侧宽度不够，无法设置驳岸侧轨道基础
4
船吊
一定条件下可进行杆件安装
本桥桥面较宽，无法全面进行安装，一定程度上碍航
综上，我部拟采用履带吊车来进行本桥的安装。
履带吊参数复核计算
本桥采用4台150t履带吊在两个主墩两侧，对称安装。
吊装杆件弦杆、腹杆、桥面板、横梁、人行道块体，其中下弦杆最重，最重的杆件达40.3t，桥面板分块制作后，最重块体14t，因此，选择150t履带吊（见下图一）。
从船上起吊最重40.3t的E7构件时，因为E7为主桁架首节拼装杆件，可选用作业半径12米、30米长主臂，此时履带吊可吊重55.9t，安全系数n=55.9÷40.3=1.39>1.2，是安全的；此时履带前点可选择处于距离驳岸5米处，主吊索下垂点伸出驳岸12-（5+（7.2÷2-1.45））=4.85米，采用800吨船运输时，船宽9.6米，主吊索达到船中心位置时，运输船需贴着驳岸停靠，需事先进场清淤船对河道进行清淤，以满足船只的吃水需求。
E7杆件吊装上岸放置于履带吊前口范围，此时单台履带吊选用作业半径8米主臂30米起吊重量可达98吨，起吊高度28.9米，安全系数n=98÷40.3=2.43>1.2，满足吊装需要。
重物履带吊吊装覆盖全桥所有构件（见下图二）。
图一150T履带吊参数
图二履带吊覆盖区域
2.4首节段杆件安装
2.4.1下弦杆安装
将杆件由运输船吊装上岸后在地面上临时摆放下，调整好履带吊位置后直接进行下弦杆的吊装工作，吊装至指定位置后按照测量事先放样完成的调整好轴线和标高点和已焊接的限位铁块定位下弦杆件如下图。
待首段杆件下弦杆安装结束后需对下弦各节点轴线和标高进行复测确保在其在设计和规范允许的范围内。
2.4.2横梁安装、支架搭设
待首节段杆件下弦杆安装结束并经复测验收合格后，开始进行横梁的安装，因横梁一般情况下较长且材质不变，所以一般情况下钢桁架桥的横梁柔性都比较大，即使在下弦杆轴线和标高都正确的情况下在安装时在线型及标高都和设计有较大误差。
此时需在横梁中心位置下方搭设脚手架以保证横梁在中心位置处不下绕，确保横梁标高与设计相符，并采用拉结钢筋将横梁两两对拉以保证轴线正确。
2.4.3上弦杆组合件场地拼装、人行道托架安装
在横梁轴线和标高调整的同时，履带吊和拼装工可同时在拼装场地完成上弦和腹杆的组合杆件的拼装、和人行道托架的安装，如下图
2.4.3上弦杆组合件安装
待上弦杆组合件在场地上拼装完成后，重要的是要进行上弦支架的搭设如上图所示，待支架搭设完成后进行上弦杆组合杆件的吊装，如下图，在上弦杆组合杆件的拼装中特别强调一点就是自我安全意识一定要高，在高空作业时要悬挂安全带，还有就是起吊的钢丝绳的选择要通过计算求的组合杆件的重心位置，然后使吊装的几根钢丝绳的吊点的投影要在组合杆件的重心上（推荐计算方法为在CAD中根据图纸按一定比例将组合杆件图画出然后在工具-查询-面域质量特征中查询质心坐标），根据查询结果绘制制如下图，钢丝绳吊点设置及长度选择就明确了。
2.4.4门架安装
在上弦杆组合杆件安装完成后进行钢桁架桥的门架安装（只在首节段杆件中会有全桥共两个），其实只要前面几道工序安装的精度足够的话，门架安装是比较简单的，见下图现场安装照片
2.4.5桥面板及人行道板安装
桥面板和人行道板我个人觉的应该是钢桁架梁桥位拼装施工中最容易操作的工序之一了，通过之前的各个工序中的不断校正，在安装桥面板及人行道板时整体钢桁架梁已经形成了稳定的结构且轴线标高都在设计及规范允许的范围内，在纵向确定一个基准桩号后就尽管吊起来往上面放。
如下图
2.4.6杆件高强螺栓施拧及桥面板、人行道板焊接
待一个节段拼装完成后对各杆件接头处进行用高强螺栓更换冲钉并进行高强螺栓的安装及初拧和终拧，对桥面板及人行道板进行修整和CO2气体保护焊及埋弧焊焊接施工如下图。
2.5首节段完成后进入下个节段施工，工序不变
2.6拼装过程中难点和解决方法
a.在横梁拼装过程中多次遇到拼装距离变小横梁放不下去就不了位的情况。
b.在上弦组合杆件安装时时有上弦拼接板安装完成之后下弦杆和腹杆孔位偏差较大情况。
c.时常遇到上弦组合件安装时下弦杆件接头处开口腹杆插入不了。
d.检查车轨道安装工序应放在哪个工序后面。
列表分析如下
序号
吊装中难点
解决方法
a
横梁不能就位
每节段先行进行最外侧的一根横梁安装
b
一端安装完成另一端孔位偏差较大
一端先行之安装一个两面对称的孔待另一端安装上一个孔位时在进行全部安装、必要时需履带吊在一端施加一个向上的拉力
c
下弦、上弦杆件开口较小、腹杆插入困难
在安装前先行准备好千斤顶将开口稍微打开，不过个人建议还是在场内加工时稍微做大1~2mm
4
检查车轨道安装工序
本桥位采用的是整个钢桁架梁安装完成后在桥位下用两台吊车配合安装施工
但是个人觉得或许在安装横梁时一起安装较好
3总结
目前钢桁架桥梁在国内桥梁施工中非常普遍，特别是栓接和焊接施工工艺相结合的桥型也是非常的多，且施工工艺及方法多样，本文根据个人自身经历的工程简单介绍了钢桁架桥梁在桥位拼装施工过程中的施工工艺和技术要点，因能力有限可能还有很多的施工细节未来及阐述，相信在以后的工作过程中随着能力的增加对施工过程控制会有更加深入的了解。
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