施工技术 大型钢箱梁高胎位总拼装暨步履式顶推施工技术 刘召宁 （中铁宝桥天元实业发展有限公司，陕西宝鸡７２１００１） 摘要：通海路立交桥跨越湟水河和通行线路部分采用独塔单索面斜拉桥，主桥钢箱梁断面大，无法采用大节段加 工、水路运输方案。工程在施工中工厂内只加工板块单元，施工现场设立总拼胎架，并采用步履式顶推顺利实现了 钢箱梁架设，解决了高桥墩、大跨度、大断面、独塔钢梁跨既有线架设问题，开辟了钢箱梁安装架设新思维、新方法。 关键词：钢箱梁；总拼胎架；顶推 ＤＯＩ：１０．３９６９ｌ／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９９６３．２０１３．１１．０１９ ＥＬＥＶＡＴＥＤ ＴｏＴＡＬ ＡＳＳＥＭＢＬＩＮＧ ＡＮＤ ＷＡＬＫＩＮＧ ＪＡＣＫＩＮＧ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ｏＦ ＬＡＲＧＥ ＳＴＥＥＬ ＢｏＸ ＧＩＲＤＥＲＳ Ｌｉｕ Ｚｈａｏｎｉｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂａｏｑｉａｏ Ｔｉａｎｙｕａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｂａｏｊｉ ７２１００１，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ Ｔｏｎｇｈａｉｌｕ ｏｖｅｒｐａｓｓ ｓｔｒｅｔｃｈｅｓ ａｃｒｏｓｓ Ｈｕａｎｇｓｈｕｉｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ Ｘｉｎｉｎｇ Ｃｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｔｏｗｅｒ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｏｖｅｒｐａｓｓ．Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｌｏｎｇ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｌａｒｇｅ ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｒｉｄｇｅ．Ｈｅｎｃｅ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｐｌａｔｅ ｕｎｉｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｉｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｗｈｉｌｅ ｊｉｇｓ ｗｅｒｅ ｅｒｅｃｔｅｄ ａｔ ｗｏｒｋｓｉｔｅ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｗａｌｋｉｎｇ ｊａｃｋｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｓｔａｌｌ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒｓ，ｉｔ ｗａｓ ｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｒｅｃｔｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ ｔｏｗｅｒ ｓｔｅｅｌ ｇｉｒｄｅｒ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｐａｎ ａｎｄ ｌｏｎｇ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ａｃｒｏｓｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐａｓｓｉｎｇ ｌｉｎｅ．Ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｎｅｗ ｉｄｅａｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒｓ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｓｔｅｅｌ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ；ｍａｓｔｅｒ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｊｉｇ；ｊａｃｋｉｎｇ １工程简介 支座位置每隔２ ｍ设置一道不同形式的横隔板，横 通海路是西宁市的一条南北向城市主干道，是 隔板上设有横向和竖向的加劲条以防止横隔板发生 西宁市城市道路框架“一环、四横、十一纵”中的一 局部屈曲。钢箱梁顶板和底板均设置有沿桥纵向贯 纵。通海路位于海湖新区，该斜拉桥是跨越湟水河 通的ｕ形加劲肋（厚度为６ ｍｍ），局部为板式加劲 的关键桥梁。主桥结构形式为独塔单索面斜拉桥， 肋（厚度为１２ ｒａｍ）。为加强抗风能力，主梁悬臂端 半飘浮体系。斜拉桥共３跨，其具体跨径布置为 设置宽１．５ ｍ的风嘴，并兼做桥面照明灯杆的基 （１３５＋７１．５＋３８．５）ｍ，共计２４５ ｍ。南侧连接墩为 座，桥梁主体结构及钢箱梁横断面见图１。 ３号桥墩，主塔为４号墩，辅助墩为５号墩，北侧连 接墩为６号墩。 ２施工难点及关键工艺项点 主梁采用倒梯形钢结构扁平箱梁，箱梁顶面全 ２．１ 工程施工难点 宽３７ ｍ，底板水平段宽２Ｏ．８８６ ８ ｍ，两侧弧形底板 １）桥幅宽，质量大，安装高度在２０ ｍ左右，无 各宽８．‘０５６ ６ ｍ，弧形底板直圆点处切线与水平底 法采用水路运输。２）主塔位于桥梁轴线位置且桥梁 板之间夹角ａ：＝＝２５。。道路中心线处梁高为３．２ ｍ， 分别跨越湟水河及通车道路，安装不能影响车辆通 顶板分别向两侧按照１．５ 的横坡降低且底板保持 行。３）斜拉桥索导管安装精度高，锚座角度各不相 水平。箱梁顶板和底板在锚索区厚度均为３Ｏ ｍｍ， 同，施工控制难度大。４）没有可供参考的同类型桥 其他区域分别为１４ ｍｍ和１６ ｍｍ。箱梁横断面上 梁现场总拼及现场施工经验。 共设置６道全桥贯通的腹板，分别为主腹板、次腹板 ２．２施工总体方案及关键工艺项点 和边腹板。横断面中心线两侧各２ ｍ设一道（Ｎ－度 １）施工总体方案。根据本工程设计要求及桥位 为３０ ｍｍ）的主腹板，形成宽４ ｍ的斜拉索锚索区。 作者：刘召宁，男，１９７８年出生，工程师。 次腹板（厚度２０ ｍｍ）距中心线９．４ ｍ，边腹板（厚度 Ｅｍａｉｌ：ｋｉｎｇｌｚｎ＠１６３．ｅｏｍ 为１６ ｍｍ）距中心线１７ ｍ。根据锚索位置、钢箱梁 收稿日期：２０１３—０５—１４ ７６ 钢结构 ２０１３年第１１期第２８卷总第１７８期 刘召宁：大型钢箱梁高胎位总拼装暨步履式顶推施工技术 析。因桥梁设计跨度过大，需在中间设计临时墩，临 时墩南岸共布置５组１Ｏ个临时墩，北岸共布置４组 ８个临时墩。 总拼装胎架采用１ ｍＸ１ ｎｌ条形框架基础，在临时 墩立柱位置采用２．５ ｍＸ２．５ ｍ扩大基础，临时墩（Ｌ１／ Ｌｌ’、Ｌ９／Ｌ９’号）基础与框架式条形基础做成整体， ５号、６号临时墩支承于主塔承台上。其余临时墩采用 独立基础，基础混凝土构造截面为８ ＩＴＩ×７ ｒｎ，顶面 ５ ｍ×４ Ｉｎ，高度２．５ ＩＴＩ，总拼装胎架基础见图３。 ｂ ａ一主桥结构；ｂ一钢箱梁横断面 图１主桥结构及断面 场地情况，钢箱梁在钢结构制作厂制作成板单元，汽 车运输到现场，在桥位处搭设临时支墩及总拼装钢 ６号墩侧 中心侧 平台，箱梁在平台上拼装成梁段，焊接成型后，采用 步履顶推，实现架设。 ２）关键工艺项点。ａ．总拼胎架的基础设计；ｂ． 幽３总拼装胎架临时墩基础 ４０ ｍ×４０ ｍ、高２０ ｍ的钢梁总拼装胎架设计及施 基础采用钢筋混凝结构，混凝土强度等级为 工；ｃ．高胎位大型钢梁线型及断面控制方法；ｄ． Ｃ２０，基础施工采用大开挖，在开挖到设计标高后， 步履式顶推设备的施工原理及顶推过程钢箱梁控 铺垫厚１００ ｍｍ、强度等级为Ｃ１５混凝土垫层，然后 制、调控方法。 绑扎钢筋、立模板、浇筑混凝土，在混凝土基础顶设 置与钢柱连接的预埋钢板。 ３关键工艺项点控制 ３．２钢梁总拼装胎架设计及施工 综合考虑现场及主塔位于桥梁中轴线，桥梁分 采用桥梁设计软件ＳＡＰ ２０００（ｖ１４．１．Ｏ）对临时 别跨越湟水河和通车道路等问题，施工总体方案采 墩立柱、钢平台支架和梁、顶推过程中的各种工况进 取在桥梁两端即３号、６号墩位置设置４０ ｍ× 行详细的受力计算，保证各构件的强度、稳定性、变 ４０ ｍ，高２０ ｍ的总拼 胎架，采用步履式顶推设备 形各项指标均满足要求。 整体顶推钢箱梁的方法实现桥梁安装架设，总拼装 平台立柱为 ５２９×１２钢管，下部与钢筋混凝土 胎架布置见图２。 基础承台采用螺栓连接，桩顶焊接Ｈ型钢横梁，横 梁上设置由小Ｈ型钢构成的总装胎型，胎型构造横 向及纵向见图４。 钢平台在安装现场进行加工，对接等重要焊接 检测采用超声波进行探伤。支架吊装北岸采用 ２５０ ｔ履带吊，南岸主要采用１台ＴＣ６５１５Ｂ－１２Ｅ塔 式起重机。 ３．３ 高胎位大型钢梁线形及断面控制措施 图２总拼装胎架布置 ３．３．１钢梁线形控制措施 １）根据南北两岸桥梁设计线型，设置总拼胎架 ３．１总拼胎架基础 作为钢梁拼装的外胎，胎型按一定斜度设置降低调 利用桥梁地质勘测资料作为基础数据，采用桥 整片设置的高度；北岸胎架斜度３．５ ，南岸胎架斜 梁设计软件ＳＡＰ ２０００（ｖ１４．１．０）对基础进行受力分 度为１．５ ，总拼装胎架构造见图５。 Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．２０１３（１１），ＶｏＬ ２８，Ｎｏ．１７８ ７７ 施工技术 解除箱梁与拼装平台的约束一顶推前移一调整钢箱 梁线型与标高一整体标高，安装永久支座一组拼 Ｃ１、Ｃ２节段一重复以上的步骤，直至完成南岸钢箱 梁的组拼与顶推一拆除导梁（南岸导梁拆除在顶推 最后阶段采用每３ ｍ割除一次的工艺）一南北岸梁 段合龙，调整线型与标高，箱梁焊接成整体一安装斜 拉索，根据施工监控指令调索一拆除顶推设备与临 时支架。 ｂ ｄ ｅ 步骤１．ｂ一步骤２；ｃ步骤３；ｄ一步骤４；ｅ一步骤５ 图ｌ０钢箱梁顶推工艺流程 ４．３线型调控方法 ４）在主梁顶推到主塔位置，围板要顶进主塔时， 采用边顶推边测量边纠偏，保证主梁围板顺利顶进 主塔，且要保证围板周圈板式支座与主塔间隙满足 设计要求。 ５顶推合龙效果 １）主梁中线控制。主梁施工测量以桥梁轴线为 基准设置主控制线１条，在次腹板位置设置副轴线 ２条，并设置１条横基准线作为拼装安装钢梁基准。 ２）主梁拼装高程控制。主梁安装采用四等水准 技术要求，基准点设在主塔下横梁顶面。高程线型 测量时，均以塔柱上的水准点为起算点，测定梁面各 线型点的高程。 ３）在每轮顶推完成后及时进行测量，利用顶推 设备对钢梁进行横向纠偏。 桥梁南北岸合龙后，合龙接口无错台、错位现 象，各构件对位平顺，钢梁控制要素检测数值如表１ 所示，均满足要求，全桥线型符合设计图纸要求。 ｎｌｌｎ 表１钢箱梁控制要素检测结果 注：表中第１行数值为钢箱梁制作允许偏差值。 参考文献 ６ 结 语 ［１］ＪＴＪ ０４１—２０００公路桥涵施工技术规范Ｉｓ］． ［２］ＴＢ １０２１２ ９８铁路钢桥制造规范Ｉｓ］． ［３］ＧＢ ５０２０５—２００２钢结构工程施工质量验收规范Ｅｓ］． ［４］ＪＢ ２１０４—９１液压千斤顶Ｉｓ］． ［５］ＪＴＧ Ｆ ８０／１ ２００４公路工程质量检验评定标准［ｓ］． ［６］王伟锋，崔锡根．钢箱梁桥吊装精度控制技术［Ｊ］．钢结构， ２０１１，２６（１）：７５—７８． 本工程顺利完成了长２４５ ｍ，宽３７ ｍ，总质量 ７ ０００ ｔ钢梁的安装架设；大型钢箱梁线型及断面尺 寸符合设计图纸要求。高胎位总拼装、步履式方顶 推是钢梁制作及安装方法的创新。步履式顶推方法 架设跨线、跨河钢梁安全、平稳非常适用，可供类似 工程借鉴。 ［７］ 刘申，宋仁进．公路钢箱梁顶板定位安装精度控制技术［Ｊ］．钢 结构，２０１１，２６（３）：５１—５４． ８０ 钢结构 ２０１３年第１１期第２８卷总第１７８期
