连续钢桁梁双向全悬拼工法.pdf

1 9 9 9年 6月 铁道工程学报 第 2期(总 6 2)J 0 uRNAL oF RAI L WAY ENGI NE ER I NG S OCI E TY J u n e 1 9 9 9 No 2(S e r 6 2)文 章 编号：1 O O 6 2 1 0 6(1 9 9 9)0 2-0 0 2 7-3 0 连续钢 桁梁双 向全悬 拼工法 7 一，c 孙兆远 (铁 道部 隧道 工程局 第一 工程 处，新 乡 4 5 3 0 0 0)提要：隧道 工程 局第 一 工程 处 承 建 的南 昆铁 路横 口 3 大 桥、八捩 4 大 桥 主跨 均 为 2 6 4 m 上承 式 连续 钢 桁 蘩，借 鉴 预 应力钢 箭混 凝土 连续 蘩悬 臂蔼 筑 的方 法，采 用取 向对 称全 悬 臂拼 装架 设，获 得成 功。该工 法机械 设 备投 入步，拼装工 作量 减少 一半，增 加一 十工作 面，施 工 周期 短，社会、经 济效 益显 著。主题词：钢桑 墨蛰 工法 分 类 号；U4 4 5 4 l文献标 谀 码；A-_一 1前 言 l l 、袭 晰钢圻采 铁 道 部 隧 道 工 程 局 一 处 承 担 施 工 的 南 昆铁 路 横 口 3 大桥全 长 3 6 9 4 5 m，其中 6 跨、7 跨 为 2 6 4 m 连续 钢桁粱、5 墩、6 墩、7 墩身高分 别为 5 7 m、6 1 m、3 8 m；八 渡 4 大桥全 长 3 5 5 3 3 m，其 中 5 跨、6 跨 为 2 6 4 m 连 续 钢 桁 粱，4 墩、5 墩、6 墩身高分别 为 6 1 m、7 4 m、4 0 m。两座大 桥 由于 沟 谷深切、桥墩身 高，原 设计采 用 单 向全 悬 臂 拼 装，该 方 案 铁 道 部 有 成 熟 的施 工 经 验，悬 拼 时 结 构 安 全 容 易保 证，但 需 拼 装 及 拆 除 6 4 m 平 衡粱，增加 了一 倍工 作 量，工 期延 长，且 高强 度 螺 栓 经 过 一 次 使 用 后，表 面 状 况 发 生 变 化，扭 短 系数离散值增大，第二次使用施拧质 量难 以控制。经 过 反 复研 究 比选，决 定 借 鉴 预 应 力 钢 筋 混 凝 土连续 粱悬臂 灌筑 的方法采 用 自中 间墩顶 向两侧 双 向对 称全悬 臂拼 装方案，与原 设计 方案 相 比，实 际 采 用 方 案 投入 设 备 少，施 工 周 期 短 拼 装 工 作 量 减 少，社会、经 济效 益显著。2 工 法 特 点及 适用 范 围(1)相 邻 墩 台不 受 悬拼 影 响，均 可 正 常 施 工；(2)不需 架设 3 2 m 军 用梁及满布膺 架；(3)依靠 钢 粱 自重 平 衡，不需 加 压 重，主 桁 拼 装 工 作 量 减少 一半，增 加 一 个 作 业 面；(4)原设 计 2 0t 高架 索道 改为 3 3 5t高架 索道，减小 了索 道造价，井 充分 利用 索道 运输 能力，取 消 了 轨 道 运 粱 设 备 及 拼 装 吊 机；(5)本 工 法 适 用 于 高 山深 答 中 连 续 钢 桁 粱 架 设。3工 艺原 理 该 方 案 双 向 对 称 悬 拼，依 靠 钢 梁 自重 平 衡，施 工过程 中保 证结构 安全 的关键是墩、粱 间 临时 固 结 措 施，经 过 比 选，选 用 焊 接 工 宇 型钢 板 梁 作 为施 工托 梁，与三角 形墩旁 托架相 比，结构 简单 安 装、拆 除方 便。施 工 托 粱 在 钢 粱拼 装 过 程 中 使 中 间墩 与钢 桁 梁形成 T 型刚 构，传 递钢 桁 梁 恒载、施 工 荷载、不平 衡 力矩 等，中 间两 个 节 间的拼 装 平 台。施工 托梁 的高度 根据受力情 况及 钢粱悬 臂端 挠 度、支座高 度、千斤 顶工作 高度 等多 方面综 合计 算 确定。因实 际施 工过 程中不可 能保 持绝 对平 衡，施工托粱应能 承受 不平 衡力矩。4施工 工 艺 收稿 日期1 9 9 9 0 2-2 8孙兆 远工程 师男1 9 7 0年 出生铁道 部罐遭 工 程局一 址 四公 司息 工程师 维普资讯 http:/ 2 8 铁道工程学报 1 9 9 9年 6月 4 1 施工托梁4 4悬臂拼装(1)考虑 到施工 托 粱加工、运 输方 便及 高架 索 道 起 重 能 力 限 制，每 片 托 梁 分 为 三 段 制 造，在 中 间 墩 顶 现 场 拼 装。(2)施 工 中应 加 强 对 施 工 托 粱 的 观 测，可 用 水 准仪观 测托 粱挠度 值，推 计托 粱 内力；有条 件 的话 也可用静态 电阻应变仪观 测托 粱应 变情 况。施工过 程 中 还 有 必 要 重 点 监 测施 工 托 粱 的 焊缝、栓 接 等 部 位，确 保结 构 安 全。4 2施工准 备 高架 索道 是杆 件 吊装 的关键设备，人员亦需通 过 索 道 上 桥，施 工 前 应 对 高 架 索 道 进 行 加 载 试 验，确 保 索 道 安 全；钢 粱杆 件 进 行 清 点，按 拼 装顺 序 堆 码 整 齐；预 拼场 地 进 行 清 理，砌 筑 预 拼 台 座；中 间墩 顶 设 工 字 型 施 工 托 梁，调 整 中线 标 高。4 3杆件预 拼 为 加 快 架 设 进 度，减 少 高 空 作 业 量，根 据 钢 粱 结 构 特 点、施 工 方 案 特 点 高 架 索 道 起 吊 能 力 等 因 素，对钢 粱 杆 件 在 桥 下 预 拼，主要 方 法 如 下：(1)下 弦杆 悬 臂 前 方 的节 点 板，拼 装 板、填 板、下 平 纵 联 节 点板 与 下 弦 杆 预 拼 装，为 方便 下个 节 间 下 弦 杆 安 装 人 档，保 留适 量 冲 钉，所 有 高 强 度 螺栓 均 未拧 紧。(2)斜 杆 单 独安 装。(3)上、下 游 竖 杆 与 铁 路 横 粱 及 横 向联 结 器 预 拼 成整体 吊装，为方 便上 弦杆 安装人 档，按 规定保 留适 量 冲 钉，高 强度 螺拴 不 拧 紧。(4)上 弦 杆 单 独 拧 紧，为 方 便 下 节 间 上 弦 杆 安 装人档，上弦杆悬臂端上部拼装板暂不安装。(5)平纵 联 交 叉 杆 在 桥 下 预 拼 为 整 体 吊装。(6)纵梁 安 装 时 由 于 桥 上 施 工 场 地 较 好，不 在 桥 下 预拼。杆 件 预 拼 前 检 查 杆 件 编 号、尺 寸、保 护 涂 装 情 况，对少量锈蚀脱落的 喷铝 面按要求 补喷。每 组 杆 件 预拼 后，均 由检 验 员 全 面 检 查 拼 装件 的各部分 尺 寸、编号 数量、位置、方 向等是 否符合 设计 要求，确认无误 后，填写 预拼 杆件 检查表，并在 杆件 上标 识 桥 上 安 装 位 置 及“合 格 誓 样。(1)钢 梁有 代表 性 的节 间为 E 、E。，拼 装 时应 尽快 使 主桁 形成稳 定结 构，两 侧杆 件 必须 对称 拼 装，保 持 两 侧 平 衡，减 小 不 平 衡 力 矩，确 保 结 构 稳 定，尽 快 安 装 好 纵 横 向 联 结 系，保 证 钢 粱 结 构 的 空 间 稳 定 性；先装 的 杆 件 不 妨 碍 后 装 杆 件 的 安 装。(2)架 梁 用 冲钉，材 质 为 3 5号 碳 素 钢，直 径 2 2 7(一 o O 5 +0)，E I RC 4 0。(3)主 桁 杆 件 拼 装 时，按 孔 眼 总 数 的 5 0 均 匀 分 布 打 人 冲 钉 和 上 足 3 0 的 高 强 度 螺 栓，并 作 一 般 拧 紧后 方 可 松 钩，其 他 杆 件 上 足 3 0 冲 钉、3 0 高 强 度 螺 栓 后 松 钩，松 钩 后 立 即补 足 剩 余 孔 的 高 强 度螺栓，并作 一般拧 紧，然 后将这部 分高强度 螺栓 按 施 拧 工 艺 逐一 循序 初 拧 和终 拧。(4)第 二 步 将 冲钉 换 成 高 强 度 螺 栓，并 作 一 般 拧 紧，一 次 卸 下 的 冲 钉 数 量 i 最 多 不 超 过 冲 钉 总 数 的 2 O ；将 全 部 冲钉 换 成 高 强螺 栓 后，按 工 艺 进 行 初拧 和终 拧。(5)钢 粱 拼 成 立 体 系统，经 检 查 杆 件 编 号 和 数 量符合设计要 求，板束密贴情 况满足规 定即可进 行 栓合。主桁节 点栓 合方 向，应 由节 点中心向外呈辐 射状扩展栓合。(6)为保证钢 粱 安全和 设 计预拱 度，主桁节 点 高 强 度 螺 栓 终 拧 应 不 落 后 于悬 拼 端 两个 节 间。(7)安装过程 中，对 施工 临 时荷 载及其 位置 必 须 严 格 控 制，不得 任意 搬 运 多 余 施 工 用 具 和施 工 材 料 进 入 悬 臂 端 当 悬 臂 安 装 接 近 相 邻 墩 时，对钢 粱 上 所 有 临 时 荷 载 进 行一 次 全 面 检 查，以保 证 施 工 安 全，为 尽 量 减小 钢 粱 自重，铁 路 纵 梁、检 查 设 备 等 暂 不 安 装，待 钢 粱 上 到 两 相 邻 墩 后再 安 装。(8)杆件 对孔 时，应用 数个 冲钉均 匀地插 入孔 中，再用小锤轮番 轻击 冲钉，使杆件孔 眼重合，严禁 用 大 锤 猛 击 冲钉 强 行 过 孔。(9)悬 拼 过 程 中，对 钢 粱 的 平 面 和 立 面位 置 应 随时测量并做好记 录，以便指导施工。(1 0)高 强 度 螺 栓 应 按 规 定、规 格、方 向 安装，不 得 以长 代 短 或 以 短代 长，同 一 节 点 同一 规 格 不 宜 使 用 两种或两种 以上批 号的高强度螺栓，造成多种施 拧扭矩上桥，不便管理。(1 1)安装 过 程 中，制 动联 结 器 不 能 成 为 完 整 的 体 系，使 其 不 能 受 力。维普资讯 http:/ 第 2期 孙 兆远：连 续钢 桁 桀 双 向全悬 拼工 法(1 2)为 避 免 平 纵 联 因 主 桁 变 形 产 生 拼装 应 力，在 拼装过 程 中，仅对上下 平纵 联两端 的高强度螺栓 进 行 初 拧，以保 证 拼装 过 程 中钢 梁 的 刚度 和空 间稳 定 性，钢 梁 拼 装 完 毕 井 调 整 位 置 后，再 把 上 下 平 纵 联 两 端 高 强 度 螺 栓放 松重 新施 拧。(1 3)悬 拼至相邻 墩后，支点 附近 各大节点 和其 相 关 的联 结 系，应 在 起 顶 前 栓 台 完成。(1 4)因 悬 臂 拼 装 时 下 弦 杆 将 产 生 下 挠，会 造成 斜 杆 及 上 弦 杆 安 装 困难，可 在 斜 杆 及 上 弦杆 一 端 安 装 就位 后，用 一 5 t 倒 链牵 引 其 另一 端 就 位。5质 量 控 制 5 1 杆 件存 放及预拼(1)杆 件 堆 放 场 地，应平 整稳 固，并 有 良好 的 排 水 系 统，以 防 止 地 基 沉 降 不 均 引起 杆 件 歪 斜 倾 倒。(2)杆 件 支 点 应 竣 在 自重 作 用 下 杆 件不 致 产 生 永久变 形处。同类杆件多层堆放不宜过高，各层问 垫 术 应 在 同 一 垂 直 线 上。主桁 弦、斜、立杆 叠 放 不 得 超 过 五层(3)防止 雨 水 在 杆 件 表 面 积存。(4)杆件应 在存 放场或预拼场预先涂装面漆至 少 一 遗，如 因 条 件 限 制，可 在 架 设 后 涂 装 第 二 道 面 漆，但 第 三 道 面 漆 必 须 在 回梁 完 成 后 涂 刷。(5)钢 梁 杆 件 进 场 后，应 对 照 设 计 文 件 清 查 数 量 和 编 号，并 接 设 计 文 件、铁 路 钢 桥 制造 规 则 ，对 制造 厂提供 的技术 资料 和实物 杆件进 行检查 或抽 查。质 量 检 查 主要 内容 如 下：钢梁试拼记 录；焊楚 检 查记 录(包 括杆件 冷热矫后，无 裂缝 的 试 验 资 料)；主桁 弦、斜、立杆 及 纵、横 梁外形 尺寸公 差，重 点 检 查 弦 杆 端 头(节 点 板 和 拼 接 板 的 覆 盖 范 围)的宽度，以满 足节点摩擦力；杆 件边缘孔边 飞刺是 否铲 除干净 磨 光顶 紧部 件公 差；节 点连 接处板 面出厂 时 的摩 擦 系数试验 资 料；由于运输和装卸不 当造成的杆件损伤 变形 杆 件缺陷在工厂漏检者 搬运过程造成的杆件油漆或 喷铝 面的缺绍。(6)在 拼装 前，应 用 厂 方 附 进 的 与 钢 粱 摩 擦 面 同工 艺 处 理 的试 验板 进行 摩擦 系 数 验证。(7)每 根 杆 件 预 拼 后 均 应 经值 班 技 术 人 员 检 查 签 认，并 填 写 预 拼 杆 件 登 记 卡 片，然 后 由质 量 检 查 人 员 检 查 验 收，对 检 查 台 格 的 预 拼 杆 件，值 班 技 术 人 员 和检 查 人员 共 同 签 字，并 在 杆 件 上 作 出“检 查 合 格”的标 记。5 2 钢 梁拼装(1)主桁 杆 件 拼 装 时，按 孔 眼 总 数 的 5 O 均 匀 分 布 打 冲钉 和 上 足 孔 眼 总 数 3 5 的 高 强 度 螺 拴，并 作一 般 拧 紧 后 方 能 松 钩 其 他 杆 件 上 足 孔 眼 总 数 3 O 的 冲 钉、孔 眼 总 数 3 O 的 高 强 度 螺 栓 后 松钩。松钩后立 即补足剩余孔 的高强度螺 栓，并作 一般 拧 紧。然后 将这 部分 高强 度 螺 栓接 施拧 工 艺 逐 一循序初 拧和终 拧，终拧后 的高强度螺栓检查台格 后，用 黄油漆作 标记。第二步将 冲钉换成高 强度螺 栓，并作一般拧 紧。一次卸下的 冲钉数量，最 多不 超 过 冲钉 总 数 的 2 O 。将 全 部 冲 钉 换 成 高 强 度 螺 栓 后，按 工 艺 进 行 初 拧 和 终 拧，终 拧 后 的 高 强 度 螺 栓 检 查合格后，同样用黄 油漆作 标记。妨 碍栓 合的交 叉 型 平纵 联 杆 件，可 暂 拨 离 栓 合 完 毕 后 复位，但 两 交 叉 联 结 杆 件 不 得 同时 拨 移，必 须 保 持 支 撑 的 作 用。(2)杆 件 对 孔 时，应 用 数 个 冲 钉 均 匀 地 插 孔 中，再用小锤轮番轻击 冲钉，便杆件孔眼重台。严禁 用 大 锤 猛 击 冲 钉 强 行 过 孔。(3)高强 度 螺 栓 使 用 不 得 以 短 代 长 或 长 代 短，同一 点节 不 宜 使 用 两 种 或 两 种 以上 批 号 的 高 强 度 螺栓，造 成多种施拧扭矩上桥，不 便管 理。一个点最 好 不 超 过 两 把 扳 手，扳 手 标 定 扭 矩 要 达 到 设 计 要 求。(4)为保证 钢粱安 全和 设计 预拱度 实现，主桁 节 点 高 强度 螺 栓 终 拧 应 不 落 后 于 悬 臂 端 两 个 节 间。5 3高 强 度螺 栓(1)钢粱杆 件保管、运输、包装方面应采 取一些 措施，防止 喷铝 面擦伤、污染、脱皮及叠合面 局部变 黑等。擦伤部分补喷铝，污染的表面用汽油或丙酮 清 洗。栓 接 板 面 应 平 整，无 焊 接 飞 溅 物，无 油 污，孔 边 板边无 毛刺飞 边，严禁 在 栓接 板 面上 作 任何 标 记。凡 表面 状 况 有 变 化 的 高强 度 螺 栓，使 用 前 需 重 新 扭 矩 系数 试验，根 据 试 验 所 得 扭 矩 系数 重 新 确定 维普资讯 http:/ 铁道工程学报 l 9 9 9年 6月 施 拧 扭 矩。(2)高 强 度 螺 栓 的 施 工 分 为 初 拧 和 终 拧，高 强 度螺栓 的初 拧和终拧 应在 同一工作 日内完成 初拧 完毕 的 高强度 螺 栓 逐个 用 敲击 法 检查，检查 合 格 后，用 白 色 油 漆 在 螺 栓、螺 母、垫 圈及 构件 上划 一 直 线标记，便 于检查终 拧时有无 漏拧 以及垫圈或螺栓 是 否 转 动(3)终 拧 采 用 扭 矩 法，使 用 9 0 0 Nm 定 扭 矩 电 动扳手。使用前定扭矩扳手 必须 标定，其扭矩误差 不得大于使用扭矩值的土5 。每班操作前及操作 后 必须 对施 工 扳 手 进 行扭 矩 校 正，校 正 结 果 填 人记 录表 中，并 由校正人签认。在操作后进行扭矩校正 时，如发现 其误差 超 过允 许 范围，则 应对该 工班用 该扳 手终拧 的高 强度螺 栓全 部用检 查扳 手进 行检 查、处理。(4)电动扳 手应 与控制箱配套 使用，不得混杂，并应 独立 供电设 配置稳压 电源，使其与大型机具 电 源 分 开，避 免 起 动 时 电 压 波 动 影 响 电动 扳 手 输 出扭 矩 的准 确性 (5)终拧完 成后，应用红 色油漆在 螺 母上作 出 标 记(6)电 动扳 手 采 用 轴 力 计，风 动 扳 手 采 用 表 盘 扳手，人 力 扳手 采 用 挂 重 法 标 定。钢 粱用 的 各 种 扳 手，每 天 要 有 专 人 检 查 校 正，建立 履历 薄，并登 记。(7)高强度螺栓的终拧扭 矩检查应 在终 拧 4小 时 以后、2 4小 时 之 内完 成 终 拧 检 查，先 观 察 全 部 终 拧 后 的高 强 度 螺 栓，检 查 初 拧 后 用 白色 油 漆 标 记 的 螺 栓 与螺 母 相 对 位 置 是 否 发 生 转 动，以 检 查 终 拧 有 否 漏 拧，之 后 用 表 盘 扳 手进 行 紧 扣 捡 查。检 查 合 格者在螺挂末 端点 以黄色油漆标记。6 安 全措 施 所有 拼装架设 作业 均应遵照 铁 路桥涵施工安 全 规 则)(TB J 4 0 3-8 7)的有 关 规 定 执 行，重 点 做 好 以下 安 全 防 范：(1)电气 设 备 的 绝 缘 防 范；(2)起 重 吊 装 作 业 的 安 全 防范；(3)高空 作 业 的安 全 防 范。7 效 益分 析 该工法 由于减少 了大量设备的投人，并且 主桁 拼 装 工作 量 减少 一 半，每 联 钢 粱 主桁 拼 装 架 设 时 费 用减少 一半 以上；每联 钢梁拼装架设时增加 了一个 作业 面，主桁 拼装工期仅 为原 方案 的 1 4，社 会、经 济效 益显 著。高 强 度 螺 栓 没 有 二 次 倒 用，可 确 保施 拧 质 量。8工 程 实 例 铁 道 部 燧 道 工 程 局 一 处 承担 施 工 的 南 昆 铁 路 横 口 3 大 桥、八 渡 4 大 桥 沟 谷 探 切、桥 墩 身 高，主 跨 均 为 2 6 4 m 上 承 式 连 续 钢 桁 桀，施 工 采 用 本 工 法，节 约 了大 量 人 力、物 力，优 质、高 效 地 完 成 了 钢 粱拼 装 任务。横 口 3 大 桥 主桁 拼装 仅用 了 2 7 天 八 渡 4 大 桥 主桁 拼 装 仅 用 了 3 0天 钢 粱 预 拱 度 完 全 符 合 设 计 要 求，施 工 过 程 中设 有 发 生 任 何 事 故。ERECTI NG 2 6 4 m CONTI NUOUS S TEEL TRUSS BY BI DI RECT1 0NAL C0M PLETE CANTI LEVER ASS EM BLY M ETH 0D SUN Zha o y ua n Fi r s t En g i ne e r i n g De p a r t me n t，Tu n n e l En g i n e e r i n g Gu r e a u o f M OR Ab s t r a c t：Th e He n k o u a n d B a d u ma i o r b r i d g e s we r e c o n s t r u c t e d b y t h e F i r s t En g i n e e r i n g De p a r t me n t o f t h e Tu n n e l En g i n e e r i n g Bu r e a u o f M OR Th e No 3 s p a n o f He n k o u Br i d g e a n d t h e No 4 s p a n o f Ba d u Br i d g e a r e t h e ma i n s p a n s b o t h b e i n g t he d e c k b r i d g e wi t h 2 6 4 m c o n t i n u o u s s t e e l t r u s s Ta k i n g t h e b a l a n c e d c a n t i l e v e r e r e c t i o n me t h o d f o r t h e c o n t i n u o u s p r e s t r e s s e d r e i n f o r e e d c o n c r e t e b e a m a s r e f e r e n c e，t h e b i d i r e c t i o n a l s y mme t r i c c o mp l e t e c a n t i l e v e r a s s e mb l y me t ho d wa s a p p l i e d a n d t h e S U C c e s s f u l r e s u l t s h a d b e e n o b t a i n e d By u s i n g t h i s e r e c t i o n me t h o d，t he r e we r e f o l l o wi n g a d v a n t a g e s：t h e i n v e s t e d ma c hi n e r i e s b e i n g mi n i mu m，a s s e m b l y wo r k s de c r e a s i n g o n e h a l f，i n c r e a s i n g a n ot h e r wo r k i n g a r e a，s h o r t e n i n g t h e c o n s t r u c t i o n p e r i o d，a n d h a v i n g s i g n i f i c a n t s o c i a l a n d e c o n o mi c a l b e n e f i t s Ke y wo r d s：s t e e l t r u s s c a nt i l e v e r a s s e mb l y；b i d i r e c t i o n a 1；c o n s t r u c t i o n me t h o d 维普资讯 http:/