摘要：本文结合工程实例，从施工方案选择、施工工艺确定以及具体安装施工等方面，对山区大跨径悬索桥钢桁加劲梁的施工技术进行研究分析，以为相关实践及研究提供参考。
关键词：山区；大跨径；悬索桥；钢桁加劲梁；施工技术
钢桁加劲梁是当前国内大跨径悬索桥施工的主要型式之一，并且在山区峡谷修建悬索桥工程实践中应用较多。由于受山区桥梁施工中运输条件差以及现场加工场地较小、安装方式受制约影响较大等情况影响，而采用钢桁加劲梁施工能够有效克服上述施工问题，在一定程度上节约施工成本，在山区悬索桥施工中应用较为广泛，且技术条件相对成熟。下文将结合工程实例，在对山区大跨径悬索桥施工情况及问题分析基础上，对山区大跨径悬索桥钢桁加劲梁施工的具体技术和工艺进行研究。
1、工程概况
某高速公路桥梁施工段位于构造剥蚀与侵蚀的深切峡谷地貌区，并且山区峡谷地形贯穿整个桥梁施工段，峡谷两侧地形陡峭，呈V字形沟谷分布。其中，该高速公路一端主墩部位为突出小山脊地段，呈上缓下陡的斜坡地形，另一端为延伸山脊，两侧为近于垂直沟轴线的山湾地带，整个山脊宽约为120至200m左右，长约500m，山脊顶部为台状耕地，地势相对平缓。整个高速公路桥梁施工中，现场施工的运输以及场地条件相对较差，其中，高速公路一端平整台地可用于进行加劲梁制作，整个高速公路桥梁施工采用628m单跨悬索桥结构形式，属典型的山区大跨径悬索桥施工工程。如下图1所示，即为该桥梁的整体结构示意图。
图1 某山区大跨径悬索桥整体结构示意图
该桥梁施工中采用钢桁加劲梁型式，主要包括钢桁架与正交异性桥面板两个部分，其中，钢桁架包括主桁架、主横桁架以及上下平联等构件，其中，桁架高为5.6m，节间长度为8m，主桁架中心间距设置为26m，桁架杆件为工形截面，单根杆件重量控制在20t以内，由两个节间预拼成一个吊装单元，总重约为113t，整个桥梁结构中能够共设置有41个。此外，钢桁加劲梁的正交异性桥面板横向是整幅面板，包括桥面板以及U形加劲肋、纵向板肋、倒T形纵梁、横隔梁等，两节间长度为16m，纵向设置为9.6+6.4m的两个吊装桥面板块体，单块重量约为70t，整个桥梁结构中共设置有81块。如下图2所示，即为上述桥梁工程的钢桁加劲梁横断面结构示意图。
图2 山区悬索桥钢桁加劲梁断面结构示意图
2、施工特点与技术方案分析
结合上述对某高速公路桥梁施工具体情况的分析，可以看出，该桥梁施工中由于受山区峡谷地形限制，施工场地较小，并且进行大尺寸构件运输的施工运输路线设计与修建难度较大，如果进行悬索桥钢桁加劲梁施工中采用桥面吊机悬臂散拼施工方案，在施工过程中需要将加强梁杆件从高速公路施工段的一端运至另一端，施工难度非常大，因此，从施工可行性方面出发，上述悬索桥钢桁加劲梁施工中采用缆索吊装系统进行施工应用，并且缆索吊装系统的起吊能力需要满足起吊安装桥面板块体重量要求，以确保施工顺利开展。
在对上述两种山区悬索桥钢桁加劲梁施工方案对比中，可以看出悬臂散拼施工方案在进行山区悬索桥钢桁加劲梁施工应用中，虽然不需要通过在地面上进行节段拼装，但是在桥面板块件拼装中，对拼装场地仍然有较大要求，因此，若采用悬臂散拼施工方案不仅不能够达到节约拼装施工场地的目的，并且需要桥面吊机与缆索吊装系统同时作业，以满足悬索桥钢桁加劲梁施工需求；此外，采用缆索吊装钢桁加劲梁施工的悬臂拼装工艺环节中，现场拼装施工作业所花费时间更长，导致施工风险更为显著。因此，在对两种施工方案综合对比情况下，最终选择在高速公路施工路段的一端进行拼装，然后采用缆索吊装系统进行拼装节段吊装施工的方案，该方案在经济以及技术可行性、施工风险控制等方面优势更为显著，并且已有实践验证。
3、山区大跨径钢桁加劲梁施工工艺与技术
3.1 钢桁加劲梁杆件及半成品运输
根据上述桥梁钢桁加劲梁施工设计可知，钢桁加劲梁杆件的最大长度尺寸为10.3m，而半成品主要以片状桥面板拼装组件为主，单块最大迟迅为9.6×2.4m。悬索桥钢桁加劲梁施工中，杆件以及半成品组件在工厂加工
生产后，通过试拼装完成后采用火车运输方式至桥梁工程施工地区火车站后由12m半封箱货车进行运输至桥梁施工的加工平台位置处，进行施工应用。
3.2 悬索桥钢桁加劲梁拼装场地布置
在进行上述悬索桥钢桁加劲梁现场施工的拼装场地布置中，结合该悬索桥钢桁加劲梁结构型式以及施工工期安排，以该桥梁施工所在高速公路路段的一端进行钢桁加劲梁拼装施工，拼装施工的内容主要包括钢桁加劲梁主桁吊装单元以及桥面板块体总拼装等内容，其中，对钢桁加劲梁的总拼装工作从山区悬索桥施工情况上综合考虑，一般在钢桁加劲梁工件加工生产厂区内完成，然后在施工现场进行节段组拼装。如下图3所示，即为上述山区悬索桥钢桁加劲梁拼装场地布置示意图。根据下图可以看出，该悬索桥钢桁加劲梁拼装场地布置中除拼装施工区域外，还包括生活区与办公区等，是该桥梁施工的综合场地，总面积在1.3万平米，从现场施工的开挖平整路基等施工情况与尽量减小开挖、填土工程量等方面，进行悬索桥钢桁加劲梁拼装施工场地布置。
图3 某山区悬索桥钢桁加劲梁拼装场地布置示意图
为满足钢桁加劲梁拼装的场地需求，上述场地布置中，通过在场地中设置1条主桁架组拼线，在满足钢桁加劲梁现场拼装的2个吊装阶段拼装需求同时，通过结合运输路线在预拼以及存梁区、交梁处进行轨道铺设，然后使用运梁台车进行场内吊装单元的移位以及运输，其中存梁区最大存梁量为10节梁段，在桥梁钢桁加劲梁施工中，根据施工实施方案，在主桁架拼装结束后，将预拼区与存梁区改为桥面板块体总拼装区与存放区进行桥面板块体拼装和施工开展。
3.3 钢桁加劲梁加工与节段安装
上述工程在钢桁加劲梁加工中，分为三个加工阶段进行，即厂内钢桁加劲梁杆件以及桥面板生产加工、现场拼装、桥位焊接。其中，厂内加工阶段主要是进行钢桁加劲梁的桁架杆件与桥面板零件下料、矫正与加工、组装、焊接等，完成钢桁架加劲梁桁架杆件与桥面板单元构件的加工制作；而现场拼装阶段中，在进行桁架立体分段预拼装完成后，通过相应的工艺拼接进行吊装单元拼装，并对有关节点采用高强度螺栓进行连接，完成预拼装后，在保留1个复位单元与下轮预拼装外，对其与单元使用运梁台车沿着轨道线运送至存梁区进行存放，最后用于现场安装施工。
钢桁加劲梁节段与桥面板块体安装施工中采用缆索吊装系统进行安装应用，对桥面板块体以及桁架单元进行分别吊装进行。安装施工中，由于钢桁加劲梁杆件及桥面板单元在现场拼装中完成了节段拼装，因此，梁段安装需要在穿过拼装场地边跨主缆后在引桥桥面进行90度旋转，进行安装方向调整后，进行安装实施。其中坎索吊装系统跨径设置为166+628+166m，单节梁段吊装长度设置为12m，最大吊装重量为146t。
4、结语
总之，山区大跨径悬索桥钢桁加劲梁施工中，由于受到地形与悬索桥钢桁加劲梁结构型式影响，施工难度较大，需要结合施工情况进行合理的施工方案制定上，根据工艺设计进行相应的施工内容开展，以确保施工顺利进行。
参考文献
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论文作者:安志刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/16
标签：悬索桥论文; 桥面论文; 桁架论文; 山区论文; 桥梁论文; 场地论文; 缆索论文; 《基层建设》2018年第14期论文;