橋梁工程鋼桁梁雙向全懸拼施工方法

1、橋梁工程鋼桁梁雙向全懸拼施工方法1前言 鐵道部隧道工程局一處承擔施工的南昆鐵路橫口3#大橋全長369.45 m，其中6#跨、7#跨為264 m連續(xù)鋼桁梁、5#墩、6#墩、7#墩身高分別為57 m、61 m、38 m；八渡4#大橋全長355.33 m，其中5#跨、6#跨為264 m連續(xù)鋼桁梁，4#墩、5#墩、6#墩身高分別為61 m、74 m、40 m。 兩座大橋由于溝谷深切、橋墩身高，原設計采用單向全懸臂拼裝，該方案鐵道部有成熟的施工經(jīng)驗，懸拼時結(jié)構安全容易保證，但需拼裝及拆除64 m平衡梁，增加了一倍工作量，工期延長，且高強度螺栓經(jīng)過一次使用后，表面狀況發(fā)生變化，扭短系數(shù)離散值增大，第二次使

2、用施擰質(zhì)量難以控制。 經(jīng)過反復研究比選，決定借鑒預應力鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂灌筑的方法采用自中間墩頂向兩側(cè)雙向?qū)ΨQ全懸臂拼裝方案，與原設計方案相比，實際采用方案投入設備少，施工周期短拼裝工作量減少，社會、經(jīng)濟效益顯著。 2工法特點及適用范圍 (1)相鄰墩臺不受懸拼影響，均可正常施工；(2)不需架設32 m軍用梁及滿布膺架； (3)依靠鋼梁自重平衡，不需加壓重，主桁拼裝工作量減少一半，增加一個作業(yè)面； (4)原設計20 t高架索道改為33.5 t高架索道，減小了索道造價，并充分利用索道運輸能力，取消了軌道運梁設備及拼裝吊機； (5)本工法適用于高山深谷中連續(xù)鋼桁梁架設。 3工藝原理 該方案雙向?qū)ΨQ

3、懸拼， 依靠鋼梁自重平衡， 施工過程中保證結(jié)構安全的關鍵是墩、 梁間臨時固結(jié)措施， 經(jīng)過比選， 選用焊接工字型鋼板梁作為施工托梁， 與三角形墩旁托架相比， 結(jié)構簡單，安裝、拆除方便。 施工托梁在鋼梁拼裝過程中使中間墩與鋼桁梁形成t型剛構， 傳遞鋼桁梁恒載、 施工荷載、 不平衡力矩等， 中間兩個節(jié)間的拼裝平臺。 施工托梁的高度根據(jù)受力情況及鋼梁懸臂端撓度、支座高度、千斤頂工作高度等多方面綜合計算確定。因?qū)嶋H施工過程中不可能保持絕對平衡，施工托梁應能承受不平衡力矩。 4施工工藝 4.1施工托梁 (1)考慮到施工托梁加工、運輸方便及高架索道起重能力限制，每片托梁分為三段制造，在中間墩頂現(xiàn)場拼裝。 (

4、2)施工中應加強對施工托梁的觀測，可用水準儀觀測托梁撓度值，推計托梁內(nèi)力；有條件的話也可用靜態(tài)電阻應變儀觀測托梁應變情況。施工過程中還有必要重點監(jiān)測施工托梁的焊縫、栓接等部位，確保結(jié)構安全。 4.2施工準備 高架索道是桿件吊裝的關鍵設備，人員亦需通過索道上橋，施工前應對高架索道進行加載試驗，確保索道安全； 鋼梁桿件進行清點，按拼裝順序堆碼整齊； 預拼場地進行清理，砌筑預拼臺座； 中間墩頂設工字型施工托梁，調(diào)整中線標高。 4.3桿件預拼 為加快架設進度，減少高空作業(yè)量，根據(jù)鋼梁結(jié)構特點、施工方案特點、高架索道起吊能力等因素，對鋼梁桿件在橋下預拼，主要方法如下： (1)下弦桿懸臂前方的節(jié)點板、拼裝

5、板、填板、下平縱聯(lián)節(jié)點板與下弦桿預拼裝，為方便下個節(jié)間下弦桿安裝入檔，保留適量沖釘，所有高強度螺栓均未擰緊。 (2)斜桿單獨安裝。 (3)上、下游豎桿與鐵路橫梁及橫向聯(lián)結(jié)器預拼成整體吊裝，為方便上弦桿安裝入檔，按規(guī)定保留適量沖釘，高強度螺栓不擰緊。 (4)上弦桿單獨擰緊，為方便下節(jié)間上弦桿安裝入檔，上弦桿懸臂端上部拼裝板暫不安裝。 (5)平縱聯(lián)交叉桿在橋下預拼為整體吊裝。 (6)縱梁安裝時由于橋上施工場地較好，不在橋下預拼。 桿件預拼前檢查桿件編號、尺寸、保護涂裝情況，對少量銹蝕脫落的噴鋁面按要求補噴。每組桿件預拼后，均由檢驗員全面檢查拼裝件的各部分尺寸、編號、數(shù)量、位置、方向等是否符合設計要

6、求，確認無誤后，填寫預拼桿件檢查表，并在桿件上標識橋上安裝位置及“合格”字樣。 4.4懸臂拼裝 (1)鋼梁有代表性的節(jié)間為e6、e4，拼裝時應盡快使主桁形成穩(wěn)定結(jié)構，兩側(cè)桿件必須對稱拼裝，保持兩側(cè)平衡，減小不平衡力矩，確保結(jié)構穩(wěn)定，盡快安裝好縱橫向聯(lián)結(jié)系，保證鋼梁結(jié)構的空間穩(wěn)定性；先裝的桿件不妨礙后裝桿件的安裝。 (2)架梁用沖釘，材質(zhì)為35號碳素鋼，直徑22.7(-0.05+0)，hrc40。 (3)主桁桿件拼裝時，按孔眼總數(shù)的50%均勻分布打入沖釘和上足30%的高強度螺栓，并作一般擰緊后方可松鉤，其他桿件上足30%沖釘、30%高強度螺栓后松鉤，松鉤后立即補足剩余孔的高強度螺栓，并作一般擰緊

7、，然后將這部分高強度螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰。 (4)第二步將沖釘換成高強度螺栓，并作一般擰緊，一次卸下的沖釘數(shù)量，最多不超過沖釘總數(shù)的20%；將全部沖釘換成高強螺栓后，按工藝進行初擰和終擰。 (5)鋼梁拼成立體系統(tǒng)，經(jīng)檢查桿件編號和數(shù)量符合設計要求，板束密貼情況滿足規(guī)定即可進行栓合。主桁節(jié)點栓合方向，應由節(jié)點中心向外呈輻射狀擴展栓合。 (6)為保證鋼梁安全和設計預拱度，主桁節(jié)點高強度螺栓終擰應不落后于懸拼端兩個節(jié)間。 (7)安裝過程中，對施工臨時荷載及其位置必須嚴格控制，不得任意搬運多余施工用具和施工材料進入懸臂端；當懸臂安裝接近相鄰墩時，對鋼梁上所有臨時荷載進行一次全面檢查，以保證

8、施工安全，為盡量減小鋼梁自重，鐵路縱梁、檢查設備等暫不安裝，待鋼梁上到兩相鄰墩后再安裝。 (8)桿件對孔時，應用數(shù)個沖釘均勻地插入孔中，再用小錘輪番輕擊沖釘，使桿件孔眼重合，嚴禁用大錘猛擊沖釘強行過孔。 (9)懸拼過程中，對鋼梁的平面和立面位置應隨時測量并做好記錄，以便指導施工。 (10)高強度螺栓應按規(guī)定、規(guī)格、方向安裝，不得以長代短或以短代長，同一節(jié)點同一規(guī)格不宜使用兩種或兩種以上批號的高強度螺栓，造成多種施擰扭矩上橋，不便管理。 (11)安裝過程中，制動聯(lián)結(jié)器不能成為完整的體系，使其不能受力。 (12)為避免平縱聯(lián)因主桁變形產(chǎn)生拼裝應力，在拼裝過程中，僅對上下平縱聯(lián)兩端的高強度螺栓進行初

9、擰，以保證拼裝過程中鋼梁的剛度和空間穩(wěn)定性，鋼梁拼裝完畢并調(diào)整位置后，再把上下平縱聯(lián)兩端高強度螺栓放松重新施擰。 (13)懸拼至相鄰墩后，支點附近各大節(jié)點和其相關的聯(lián)結(jié)系，應在起頂前栓合完成。 (14)因懸臂拼裝時下弦桿將產(chǎn)生下?lián)希瑫斐尚睏U及上弦桿安裝困難，可在斜桿及上弦桿一端安裝就位后，用一5 t倒鏈牽引其另一端就位。 5質(zhì)量控制 5.1桿件存放及預拼 (1)桿件堆放場地，應平整穩(wěn)固，并有良好的排水系統(tǒng)，以防止地基沉降不均引起桿件歪斜傾倒。 (2)桿件支點應設在自重作用下桿件不致產(chǎn)生永久變形處。同類桿件多層堆放不宜過高，各層間墊木應在同一垂直線上。主桁弦、斜、立桿疊放不得超過五層。 (3)

10、防止雨水在桿件表面積存。 (4)桿件應在存放場或預拼場預先涂裝面漆至少一遍，如因條件限制，可在架設后涂裝第二道面漆，但第三道面漆必須在回梁完成后涂刷。 (5)鋼梁桿件進場后，應對照設計文件清查數(shù)量和編號，并按設計文件、鐵路鋼橋制造規(guī)則，對制造廠提供的技術資料和實物桿件進行檢查或抽查。質(zhì)量檢查主要內(nèi)容如下：鋼梁試拼記錄； 焊縫檢查記錄(包括桿件冷熱矯后，無裂縫的試驗資料)； 主桁弦、斜、立桿及縱、橫梁外形尺寸公差，重點檢查弦桿端頭(節(jié)點板和拼接板的覆蓋范圍)的寬度，以滿足節(jié)點摩擦力； 桿件邊緣孔邊飛刺是否鏟除干凈； 磨光頂緊部件公差； 節(jié)點連接處板面出廠時的摩擦系數(shù)試驗資料； 由于運輸和裝卸不當

11、造成的桿件損傷變形； 桿件缺陷在工廠漏檢者； 搬運過程造成的桿件油漆或噴鋁面的缺陷。(6)在拼裝前，應用廠方附送的與鋼梁摩擦面同工藝處理的試驗板進行摩擦系數(shù)驗證。 (7)每根桿件預拼后，均應經(jīng)值班技術人員檢查簽認，并填寫預拼桿件登記卡片，然后由質(zhì)量檢查人員檢查驗收，對檢查合格的預拼桿件，值班技術人員和檢查人員共同簽字，并在桿件上作出“檢查合格”的標記。 5.2鋼梁拼裝 (1)主桁桿件拼裝時，按孔眼總數(shù)的50%均勻分布打入沖釘和上足孔眼總數(shù)35%的高強度螺栓，并作一般擰緊后方能松鉤；其他桿件上足孔眼總數(shù)30%的沖釘、孔眼總數(shù)30%的高強度螺栓后松鉤。松鉤后立即補足剩余孔的高強度螺栓，并作一般擰緊

12、。然后將這部分高強度螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰，終擰后的高強度螺栓檢查合格后，用黃油漆作標記。第二步將沖釘換成高強度螺栓，并作一般擰緊。一次卸下的沖釘數(shù)量，最多不超過沖釘總數(shù)的20%。將全部沖釘換成高強度螺栓后，按工藝進行初擰和終擰，終擰后的高強度螺栓檢查合格后，同樣用黃油漆作標記。妨礙栓合的交叉型平縱聯(lián)桿件，可暫撥離，栓合完畢后復位，但兩交叉聯(lián)結(jié)桿件不得同時撥移，必須保持支撐的作用。 (2)桿件對孔時，應用數(shù)個沖釘均勻地插入孔中，再用小錘輪番輕擊沖釘，便桿件孔眼重合。嚴禁用大錘猛擊沖釘強行過孔。 (3)高強度螺栓使用不得以短代長或長代短，同一點節(jié)不宜使用兩種或兩種以上批號的高強度螺栓，

13、造成多種施擰扭矩上橋，不便管理。一個點最好不超過兩把扳手，扳手標定扭矩要達到設計要求。 (4)為保證鋼梁安全和設計預拱度實現(xiàn)，主桁節(jié)點高強度螺栓終擰應不落后于懸臂端兩個節(jié)間。 5.3高強度螺栓 (1)鋼梁桿件保管、運輸、包裝方面應采取一些措施，防止噴鋁面擦傷、污染、脫皮及疊合面局部變黑等。擦傷部分補噴鋁，污染的表面用汽油或丙酮清洗。栓接板面應平整，無焊接飛濺物，無油污，孔邊板邊無毛刺飛邊，嚴禁在栓接板面上作任何標記。凡表面狀況有變化的高強度螺栓，使用前需重新扭矩系數(shù)試驗，根據(jù)試驗所得扭矩系數(shù)重新確定施擰扭矩。(2)高強度螺栓的施工分為初擰和終擰，高強度螺栓的初擰和終擰應在同一工作日內(nèi)完成。初擰

14、完畢的高強度螺栓逐個用敲擊法檢查，檢查合格后，用白色油漆在螺栓、螺母、墊圈及構件上劃一直線標記，便于檢查終擰時有無漏擰以及墊圈或螺栓是否轉(zhuǎn)動。 (3)終擰采用扭矩法，使用900 nm定扭矩電動扳手。使用前定扭矩扳手必須標定，其扭矩誤差不得大于使用扭矩值的5%。每班操作前及操作后必須對施工扳手進行扭矩校正，校正結(jié)果填入記錄表中，并由校正人簽認。在操作后進行扭矩校正時，如發(fā)現(xiàn)其誤差超過允許范圍，則應對該工班用該扳手終擰的高強度螺栓全部用檢查扳手進行檢查、處理。 (4)電動扳手應與控制箱配套使用，不得混雜，并應獨立供電及配置穩(wěn)壓電源，使其與大型機具電源分開，避免起動時電壓波動影響電動扳手輸出扭矩的準

15、確性 (5)終擰完成后，應用紅色油漆在螺母上作出標記。 (6)電動板手采用軸力計，風動扳手采用表盤扳手，人力扳手采用掛重法標定。鋼梁用的各種扳手，每天要有專人檢查校正，建立履歷薄，并登記。 (7)高強度螺栓的終擰扭矩檢查應在終擰4小時以后、24小時之內(nèi)完成。終擰檢查，先觀察全部終擰后的高強度螺栓，檢查初擰后用白色油漆標記的螺栓與螺母相對位置是否發(fā)生轉(zhuǎn)動，以檢查終擰有否漏擰，之后用表盤扳手進行緊扣檢查。檢查合格者在螺栓末端點以黃色油漆標記。 6安全措施 所有拼裝架設作業(yè)均應遵照鐵路橋涵施工安全規(guī)則(tbj403-87)的有關規(guī)定執(zhí)行，重點做好以下安全防范： (1)電氣設備的絕緣防范； (2)起重吊裝作業(yè)的安全防范； (3)高空作業(yè)的安全防范。 7效益分析 該工法由于減少了大量設備的投入，并且主桁拼裝工作量減少一半，每聯(lián)鋼梁主桁拼裝