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摘要：文章以晋中南铁路通道跨日东高速公路特大桥的钢桁梁施工为工程实例，从工程施工方案、平面布设、支撑体系及吊装系统设计、搭设及拼装施工等方面做了详细的阐述。特别对施工中的步骤、方法等重难点做了全面介绍，对相关工程建设具有部分参考价值。
关键词：钢桁梁；临时支墩法；拼装；施工
新建晋中南铁路通道跨日东高速公路特大桥80m双线整体节点无竖杆平行弦三角桁架下承钢桁梁，81.5m全长，桥面12m全宽，11.5m桁高，重1451T。主桁截面采用焊接箱型断面，主桁分成下弦八段，上弦七段，均成中心对称分布，最大杆件24.1T重。采用钢筋混凝土挡碴墙，钢桥面，柔性防水层。桥面结构情况为：桥面16mm钢板、环氧富锌漆、沥青粘结层、沥青混凝土30mm、沥青粘结层、沥青混凝土30mm。
钢桁梁的安装采用临时支墩原位拼装法，即在钢桁梁的同一水平位置搭设平台进行原位拼装，拼装完直接落在其支座上。在钢桁梁两个桥墩之间搭设辅助支撑，根据设计分段节点情况，在分段节点和八三式铁路军用墩上部根据标高设置临时钢支座，下弦平面拼装完成，以八三式军用铁路墩作为钢桁梁荷载主要支承点。高速公路行车道上方架设工字钢、木模板组成的支撑系统形成的操作平台以及交通安全防护棚。杆件首先用吊车配合吊至操作平台，再用龙门吊作为主要运输工具进行钢桁梁杆件的吊装就位，将单个杆件逐渐安装形成整体结构。
整个施工先地面后桥面，再回到地面，钢桁梁安装按照由下弦平面到上弦平面，由6#墩至5#墩的顺序进行安装，
钢桁梁临时支墩安装平面图
整个过程分为三个阶段：
第一阶段，支撑以及吊装体系安装：第一步，根据公路管理要求及施工需要，做好交通安全防护工作，清理6#墩附近的空地作为施工场地和构件堆放场；第二步，基础钢筋混凝土施工及在公路两侧临时墩前方设置防撞墩，同时进行八三式军用铁路墩拼装；临时支墩采用基础尺寸（4.5m×2.5m×1.0m），混凝土为C30标号，加设间距10cm、Φ10的钢筋网片；第三步，地基处理符合标准后，进行钢筋混凝土基础施工；第四步，八三式军用铁路墩安装；第五步，通长工字钢纵梁架设、工字钢分配梁架设，安装操作平台和防护栏杆，安装轨道；第六步，安装龙门吊并进行调试；第七步，支撑和吊装系统、安全交通防护系统进行验收，验收合格后准备钢桁梁安装施工。
第二阶段，安装钢桁梁：第一步，根据钢桁梁试拼预拱值设置临时支座，调整支座标高；第二步，安装球形铁路钢支座；第三步，下弦杆安装、端横梁、中间横梁、次横梁；第四步，腹杆安装、上弦杆、横联、上平联、桥门架；第五步，拱度值复核，冲钉和临时螺栓置换；第六步，检查用吊车安装检查，面漆涂装，钢桁梁整体验收。
第三阶段，吊装及支撑体系拆除：第一步，防护安全栏杆、木模板、分配梁工字钢拆除；第二步，龙门吊和轨道拆除；第三步，纵梁工字钢拆除；第四步，八三式军用铁路墩及基础钢筋混凝土拆除；第五步，安全交通防护拆除，恢复道路交通，完工清场。
1.施工现场的平、立面布置图
安装钢桁梁过程中主要杆件通过龙门吊完成的吊装就位，起吊点位于6#墩附近的空地，杆件通过25t汽车吊转运至操作平台，由6#墩至5#墩顺序安装。堆放构件场周围用围挡封闭，将工具房运至施工现场，并搭建临时库房一间，用于高强度螺栓存放。在施工场地周围设置排水沟，利于雨水的集中排放。
2.选择安装机具设备
2.1吊装设备
根据现场实际情况和工程特点，钢桁梁的安装采用临时支墩拼装法，安装过程中主要通过龙门吊完成杆件的吊装就位。最重杆件约为25t，根据杆件最大重量，选用单梁门式起重机30t完全能满足吊装要求。
龙门吊由厂家专门定制生产，起重量达30t，16m起重高度，16m轨距，约30t自重，运行中在操作平台进行操作。
由构件堆场吊往操作平台的杆件通过25t、50t两台汽车吊实现。
起重吊装作业中用于吊挂、绑扎的钢绳绳扣是用来连接吊装重物与吊钩的吊装用索具。吊装准备阶段，由起重工人编插绳扣两端的绳环，不得小于钢丝绳直径的15倍插接长度，不得短于300㎜。用来作钢丝绳扣的钢丝绳，其强度计算时的安全系数取K=8～１０，用作构件在地面上翻滚转动吊挂时取K=6。本工程在吊装下弦杆件时选用两点绑扎法，吊点分布于下弦与横梁交叉处，钢丝绳两根，每根长为6m。
用最重下弦杆件为例，吊装使用的钢丝绳按下列公式验算其已选直径的钢丝绳单根的许用拉力（KN）：
P=Sb/K（KN）
式中：P、许用拉力
Sb、破坏拉力
K、安全系数，取值查表6
计算：；,选定钢丝绳与水平面的为60°夹角，根据计算，当最重的下弦杆件为25t时，钢丝绳的破坏拉力为796.7KN，查五金手册，选用36mm直径，6×37+1纤维芯钢丝绳抗拉强度为1700Mpa的，其最小破断拉力856KN，大于承受的拉力796.7KN，吊装满足要求。
钢丝绳绳扣绑扎及吊挂时，应该考虑其受力的最薄弱处，其薄弱点在钢丝绳的弯曲处。应按薄弱点选择钢丝绳的直径。
由于场地条件较好，能近距离起吊，选用一台50t汽车吊进行吊装。当工作幅度为6m时，徐工QY70B汽车吊（见徐工QY70B汽车吊性能表）臂长25.7m能起吊25吨。
2.2顶升工具
在各支承点拆除临时支座和调整拱度值的顶升工具选用QL100t螺旋千斤顶。
2.3高强度螺栓施拧
高强度螺栓数量多，为了确保质量和施工进度，施工采用电动扳手（规格为回P1D-LP-1000J），扭矩检测采用QZ-100型指针式扭力扳手。
2.4焊接设备
现场焊接采用BX1-500型交流焊机和ZX5-630型直流焊机。
3.吊装系统和支撑体系设计
在现场架设八三式军用铁路墩组成的支撑系统，通过龙门吊进行各杆件的吊装就位。根据钢桁梁设计分段节点，在6#、5#桥墩之间架设多组八三式军用铁路墩，工字钢分配梁铺通长工字钢，但承放龙门吊的工字钢分配梁和钢桁梁断开，之间留0.1m的间隙；其上铺满用于通行和安全防护的木模板；操作平台四周设1.2m高防护栏杆以及0.2m高的挡板，并挂安全立网，操作平台底部挂安全网。
八三式军用铁路墩和立柱安装
八三式军用铁路墩的基本器材包括基本杆件编号（1）3.5m、（2）2m、（3）1.5m、水平撑杆（4）、斜撑杆（5）、本工程架设采用2×3形式，即两排，每排3根立柱，长宽中心线尺寸为1.5m×3.5m，立柱之间通过角钢作支撑。
八三式军用铁路墩拼装过程中要注意，螺栓施拧的扭矩值需保持一致，用扭力扳手检测；在高速公路上作业时需要挎好工具包，防止螺栓、扳手坠落伤击车辆影响交通。高速公路上安装临时墩的地方，其来车方向侧设置长2米、宽40公分、高60公分防撞墙。
通长工字钢纵梁及轨道的安装
通长工字钢纵梁采用40#，每米重73.8kg。
4.钢桁梁安装
4.1安装顺序
根据采用龙门吊原位安装的施工方法和钢桁梁的结构特点，钢桁梁安装的总体顺序为立面方向从下到上，平面方向自6#墩到5#墩，下弦整个平面一次性安装完毕，腹杆和上弦平面从6#台开始分段安装，平面安装顺序示意图。钢桁梁安装：第一步，根据试拼预拱值做临时支座，调整支座标高；第二步，安装球形铁路钢支座；第三步，安装下弦杆、端横梁、中间横梁、次横梁；第四步，安装腹杆、上弦杆、上平联、横联、桥门架；第五步，复核拱度值，置换冲钉和临时螺栓；第六步，安装检查用吊车，面漆涂装，钢桁梁整体验收。
钢桁梁节点拱度
4.2安装支座
钢梁支座安装前，先检查锚栓孔的位置、直径和深度，不合格的要及时处理合格，支承垫石表面进行凿平凿毛，并预留2～4cm高度空隙，以保证砂浆质量。
支座进场时，需附有制造厂家的成品合格证、供货单位监理签证的铸件探伤和缺陷焊补记录以及支承密贴性检查记录；并复核支座作外观检查和组装后的轮廓尺寸。
4.3起吊
钢桁梁的安装采用临时支墩拼装法，安装过程中主要通过龙门吊完成杆件的吊装就位。
吊装过程由起重工负责专门指挥和地面遥控器的操作。
起吊前核实卡环、钢丝绳是否安全可靠，检查栓合位置有无泥垢等杂物，若有应清除干净。
起吊后应进行试吊并离地30cm高时停止起吊，检查起重机四个支腿有无沉降，吊具有无断丝和严重变形现象，确保无误后方可继续吊装。
对于腹杆等就位后呈斜向布置的杆件，吊装时需找好杆件的平衡点，便于就位顺利。
4.4对孔
杆件就位后对孔时，应在栓孔基本重合瞬间将小撬棍插入孔内拨正，然后微微起落吊钩，使杆件转动对合其他孔眼。冲钉只能用小锤轻轻敲入孔内，不能用强迫过孔的方法对孔，以免孔边变形。对孔困难时，须查明原因，用吊车或千斤顶顶移，或抬高杆件某一部分使孔眼对合。
箱形横梁安装时应预先将与主桁接头板拼接的拼接板拼接在主桁上，然后插入箱形横梁，便于施工。
腹杆和上弦进行分段配套安装，同时用250mm*160mm*10mm矩管作上弦悬挑段的临时支撑，便于安装的稳定和穿装螺栓。
上弦及上平联安装时，在节点处搭设脚手架和捆扎跳板，用于临时操作。
4.5穿入冲钉
对好孔眼后，首先在栓孔群四周打入四个定位冲钉，随即安装4～6个普通螺栓。确认板缝间无任何杂物时，即拧紧螺栓，同时安装其余栓孔的冲钉和螺栓。
安装时，冲钉和普通螺栓总数不得少于孔眼数的1/3，其中冲钉占2/3，与螺栓均匀布置。孔眼较少的部位，冲钉和螺栓总数不得少于6个或全部穿足。
4.6调整平、立面位置和预拱度
安装工作开始后要随时观测下弦的平、立面位置，并及时进行调整。吊装时，测量人员要配合施工，采用两台经纬仪从不同方位对下弦的轴线、标高进行检查，同时施工人员采用吊线坠的方法进行检查，发现安装偏差过大，立即进行校正，下弦安装按设计要求起拱并将拱度值加大10mm。
5.临时支座拆除、钢桁梁阶段验收
高强度螺栓终拧并检测完毕，进行钢桁梁阶段检查、验收。通过2台100t的千斤顶将钢桁梁临时支座处微微抬升，然后拆除临时支座。同时记录下钢桁梁的拱度值变化。
6.心得体会
6.1钢桁梁临时支墩拼装受诸多因素影响，方案的制定应密切结合施工现场的实际情况，遂一检算，并进行技术、经济对比，择优选用。在承载力较好、稳定的地基，钢桁梁底距地面高度不大时可选用临时支墩原位拼装法施工。
6.2临时支墩原位拼装法施工较拖拉法施工，加快了工程进度，缩短了施工工期，降低了工程施工成本。
6.3临时支墩拼装施工中，其地基处理、支架计算是关键，必须认真分析现有的地基情况，考虑各种不利因素，根据设计荷载，收集数据并进行周密计算；预压沉降观测，达到稳定后方可进行下道工序施工。