摘要：本文以绵阳绕城高速永明互通立交主线桥上跨G93绵遂高速公路安装40m跨钢混组合箱梁为实例，详细介绍了交通管制方案、临时支架搭设、钢箱梁安装、桥面板安装等施工工艺与方法，以期为同类上跨高速公路安装钢混组合箱梁施工建设提供参考。
关键词：上跨；钢混组合箱梁；交通管制方案；临时支架
引言
近年来，随着国家交通运输部出台的一系列推进公路钢结构桥梁建设的政策，兼具有混凝土梁和钢桥特性的钢-混组合箱梁结构代替现浇箱梁结构，上跨各种高速公路跨线桥的应用得到大量推广。钢-混组合梁抗扭性强、整体性好，一般是由钢梁和混凝土桥面板组合而成的箱型组合梁体。本文以绵阳绕城高速永明互通立交主线桥上跨G93绵遂高速公路安装42m跨钢混组合箱梁为实例，详细介绍了交通管制方案、临时支架搭设、钢箱梁安装、桥面板安装等施工工艺与方法，以期为同类上跨高速公路安装钢混组合箱梁施工建设提供参考。
1 工程概况
永明互通立交主线桥全长548m，桥梁中心桩号为K33+428.85，孔跨布置为15×20m预制砼小箱梁+1×16.7m现浇砼箱梁+9×18.9m预制砼小箱梁+1×42m钢混组合梁+1×18.9m预制砼小箱梁，共5联27跨，其中第26跨上跨G93绵遂高速公路，桥梁下部结构采用直径1.6米双柱式桥墩，基础采用直径1.8米钻孔灌注桩，上部结构采用42m跨度钢-混组合箱梁，交叉桩号为K33+652.24，路线交角为65.7°。
钢混组合箱梁横桥向分为左、右两幅。左幅桥面整幅宽20.95m，由5个单箱单室的钢箱梁组成，右幅桥面整幅宽11.75m，由3个单箱单室的钢箱梁组成。跨线桥与既有线净空高度均大于5.5m。主线桥该孔跨位置处线路纵坡0.3%，平曲线半径1500m，竖曲线半径12000m。钢箱梁底板横向水平，桥面横坡为2.0%。钢箱梁由底板、腹板、顶板、横隔板和加劲肋等构成，钢板材质为Q345C。钢箱梁高2.385m，边梁顶宽3.575m、底宽2.0m，中梁顶宽3.4m、底宽2.0m，箱梁中心间距4.0m。钢箱梁全桥钢结构总重量为538.8t，每片钢箱梁顺桥向按左、右幅各分为2个节段，全桥共计16个节段，各节段横向通过小横梁采用高强螺栓联结，纵向底板、腹板及加劲肋均采用高强螺栓联结。钢箱内设横隔板，纵向位置与横联对应。边箱外侧翼缘设置挑梁，纵向位置与横联对应。桥面板为0.2m厚预制C50钢纤维微膨防水钢筋混凝土结构，通过剪力钉与钢箱顶板连接。钢箱梁顺桥向平面分段示意图见图1，钢箱梁A-A横断面见图2。
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图1 钢箱梁顺桥向平面分段示意图
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图2 钢箱梁A-A横断面图（单位：mm）
2 施工调查及方案选定
2.1 现场施工条件
本桥小里程方向接既有绵阳绕城高速公路，第1-25跨为预应力混凝土简支小箱梁，尚处在下部结构施工阶段，小箱梁架设施工尚未开始；大里程方向为绵西高速公路标段，且台尾路基填筑尚未开始施工。该项目位于绵西高速起点接驳既有绵阳绕城高速南环线的咽喉部位，为控制性节点工程，由于工程工期紧，无法等待采用公路架桥机进行安装。
主桥下部结构25#墩、26#墩分别位于G93绵遂高速公路两侧，承台（系梁）边缘距离绵遂高速边坡坡脚最短距离为4.2m。上跨G93绵遂高速公路现状为双向四车道高速公路，是国家高速公路网成渝环线高速的重要组成部分，也是四川南向出川的大通道，车流量较大，施工期间不得中断高速公路通行，本工程施工将对绵遂高速的交通通行造成一定的影响。
2.2 施工方案选定
钢箱梁板单元首先在工厂车间拼装胎架上拼装为A1~A8、B1~B8节段，汽车运至桥址现场，然后采用临时支架法拼装、汽车起重机分节段吊装架设施工。钢箱梁现场安装架设前，需在G93绵遂高速公路中央分隔带内设置1排钢管柱临时支架，进行施工平台搭建，以便于进行现场拼接钢箱梁。钢箱梁架设时，需要对G93绵遂高速公路实行临时交通管制，分两次封闭单幅高速公路，另一幅路面实行双向通行，施工完毕后拆除临时墩，恢复高速公路通行。
3 施工部署及工艺流程
根据本工程特点，钢混组合梁安装工程采用下表所示施工部署及工艺流程：
表2-1 钢混组合梁施工部署及工艺流程表
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4 交通管制方案
4.1 施工作业控制区设置
交通管制主要通过设置交通诱导标志和设施等警告、提醒车辆减速慢行通过施工作业区。在既有高速永明互通工程交通管制点共设置六个作业控制区：①警告区(S)、②上游过渡区(Ls)、③缓冲区(H)、④工作区(G)、⑤下游过渡区(Lx)、⑥终止区(Z)。各控制区布设长度分别为：①警告区(S)=2000m、②上游过渡区(Ls)=150m、③缓冲区(H)=200m、④工作区(G)=300m、⑤下游过渡区(Lx)=50m、⑥终止区(Z)=50m，G93绵遂下行车道单幅双向通行交通组织及安全设施布置情况见图3，上行车道单幅双向通行时交通组织及安全设施布置情况则与图3相反。
4.2 交通标志及安全设施设置
（1）在上跨绵遂高速公路安装钢混组合梁施工期间，分别在施工区域点位前方0米、300米、500米、1000米、2000米处设置各种警示标识、施工公告并限制车速80km/h、60km/h、40km/h通过施工区域。
（2）增加隔离带开口施工，以供下一阶段车辆借用对面车道使用，增设开口长度大于40m。冲撞开口护栏端头而造成交通事故，在中央隔离带开口护栏端头处设置防撞桶，防撞桶使用前应灌水，灌水量不应小于其容积的90%。
（3）沿各控制区边缘摆放锥形桶，摆放间距不宜大于10米（其中上游过渡区和工作区不宜大于4米）；锥形桶之间布设黄色旋转灯，形成诱导带。黄色旋转灯采用LTE-1101J黄色DC 12V，安装高度不大于900mm，以不影响驾驶员视线为宜，安装间距按20m计。
（4）施工作业区域用硬式围挡进行封闭，减小施工对现状交通的干扰，同时在围挡上设置频闪灯，以起到更好安全提醒作用。必要时作业区域两端应设置隔离墩，施工隔离墩宜为由低密度聚乙烯等高强合成材料制成的空心半刚性装置，表面着警示或警告色，使用时内部应注水或灌砂，相邻的隔离墩之间应相连接。
（5）在施工区域外则设置夜间照明设施，照明设施应布设在工作区域侧面，照明方向应背向未封闭车道。
（6）临时标志、交通锥等安全设施的设置及布设要求、布设间距严格《公路养护安全作业规程》（JGH30）要求执行。
（7）交通组织具体实施方案需经高速交警批准后方可执行。
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图3 G93绵遂下行车道单幅双向通行交通组织平面布置图
5 临时支架搭设
5.1 临时支架结构计算
临时支架计算按照最不利工况进行分析，并假定吊装就位后梁体为简支在临时支架和相邻桥墩上的简支结构。通过钢管立柱的承压强度、刚度和稳定性，横向分配梁的强度和稳定性，以及混凝土基础的受力计算，确定临时钢管支架的结构形式。临时支架结构受力计算过程本文不作详细介绍。
5.2 临时支架设计
支架采用C30混凝土条形基础，每节条形基础尺寸为长×宽×高=6.5×2.0×0.5m。条形基础安装时要位置准确，通过在基础底面设置砂垫层来调整基础标高。
在中央分隔带内A、B两节段梁体对接处设置4组钢管支架。每组支架由6根钢管立柱组成，钢管上端横桥向并排放置2根型钢作为横梁，横梁上设置型钢临时支座，作为标高调整系统；立柱钢管利用横腹杆、斜腹杆采用剪刀撑形式加固，组成框架整体；立柱钢管底端焊接650×650mm的封板，下封板与混凝土条形基础采用预埋连接。支架立柱钢管采用Q235B材质D273×8型圆管钢，横梁采用Q235B材质HM300×200型钢，横腹杆、斜腹杆采用Q235B材质槽12#钢，临时支架立面图见图4、图5。
6 钢箱梁安装施工
6.1 节段运输与存放
钢箱梁板单元首先在工厂车间拼装胎架上拼装为A1~A8、B1~B8节段，汽车运至桥址现场。运输汽车采用大马力双驱动重型牵引车头、挂车，该批车可根据货物的高度或长度调整，采用半挂式牵引车、伸缩式挂车最大长度为20米，宽度2.5米平板车进行运输作业。钢箱梁节段按安装顺序直接运至桥位区域存放，汽车吊站位于桥下的高速公路路面上。
6.2 起重设备的选用
根据分段技术参数，本项目共计16榀吊装单元，若干小横梁吊装，节段最不利的吊装工况为22米，吊装重量约为33吨，吊装高度为9米，宽度为2.56米，梁高1.9米。根据最不利工况，选用100吨汽车吊，起重机的选择计算简述如下：
（1）起重机的起重量Q：Q=Q1+Q2 =33t（构件重量）+1t（吊钩及索具重量）=34t。
（2）起重机起升高度为（相对于地面）：H=h1+h2 =9（从停机面算起至安装桥梁表面的高度）+ 16（索具高度，自绑扎点至吊钩中心距离）=25m。
吊装最大起吊半径9m，通过上述计算得起重仰角为65°，吊臂最小长度为25.1米，查100吨起重机性能表，吊装时吊臂长25.1m，起吊回转半径8m，额定起重量40t>34t，满足吊装要求。
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图4 临时支架正立面图 图5 临时支架侧立面图
6.3 钢箱梁节段吊装
（1）复测桥台支座高程、支架标高，以及墩台轴线，在桥墩和临时支架上按箱梁位置划出纵、横基准线，在箱梁上同样划线，吊装时按线就位。
（2）沿道路方向吊装左、右幅B8~B7梁段，先连接梁段之间的小横梁，再吊装左、右幅B6~B1梁段及小横梁，调整梁段到架设线形、标高，所有指标达到设计和规范要求后进行螺栓的连接。
（3）半幅道施工完毕，按同样方式进行另一半的钢梁吊装，即进行钢梁A8~A1段的施工。
（4）全桥合拢后进行轴线及标高的复测，根据焊接工艺要求进行相关构件的补焊。
（5）拆除左、右幅的临时支架，移除支架基础，并对施工场地进行清扫，并请相关单位确认道路恢复。
7 桥面板施工
7.1 桥面板预制
混凝土桥面板在G93绵遂高速公路外侧桥址附近就近预制。预制桥面板板厚20cm，采用C50钢纤维微膨防水钢筋砼，共计82块。预制板尺寸3500*3400矩形共34块，3500*3575矩形共32块，其余异型尺寸共16块，施工时严格按照图纸尺寸在底座上放样，混凝土浇筑前再次对几何尺寸进行校核。为防止浇筑过程中模板涨模，采用Φ8串激式软轴振捣器振捣。
钢筋半成品的制作在钢筋加工棚进行，然后运至预制台座整块安装。按照设计和规范要求对钢筋进行焊接、绑扎，并设足够的垫块。钢筋绑扎完后，对规格、数量、排距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度进行检查，确保符合规范要求。
预制板均应做好板块编号工作，防止组装时错位安放。施工中应严格按结构尺寸加工模板，确保板宽，板厚，板长，钢筋保护层厚度等结构尺寸满足设计要求，保证组拼时尺寸吻合。
要加强对混凝土的养生和保护，以防止混凝土出现早期收缩裂缝和边棱破损，混凝土强度应达到设计强度90%后方可拆除模板和起吊。预制板块时，应注意上部构造预埋件及预埋钢筋的埋设。
7.1 桥面板安装
吊装预制桥面板的顺序按照自跨中向两边对称的方向进行。
钢板梁整体拼接后，平板车运送预制好的混凝土桥面板至钢板梁拼装场地，钢板梁顶面设2cm环氧砂浆调平层，25t汽车吊辅以人工安装预制底板，安装好后采用临时斜撑等方式予以固定。
绑扎钢筋，栓钉预留槽孔内灌注C50收缩补偿自密实高强混凝土，浇筑板间湿接缝和梁端及外包混凝土，形成组合梁。待混凝土达到14天龄期及90%以上强度后，安装箱间横梁，绑扎桥面板纵向湿接缝钢筋，浇筑混凝土。
浇筑桥面板板块间的接缝时，须严格控制施工时临时荷载，清除杂物（含栓钉上的瓷环）及灰尘，油脂等，保证钢梁上翼缘及栓钉的清洁。
8 结论展望
本工程在现场无法采用架桥机安装钢箱梁的不利条件下，采用分两次封闭单幅高速公路，另一幅路面实行双向通行的交通管制方案，结合临时支架的搭设，在不中断高速公路通行的情况下，历时短短20d时间安全顺利地完成了16榀42m跨度钢混组合箱梁的安装施工任务，钢箱梁节段吊装安装及横向高强螺栓连接施工质量符合相关技术规范与施工图设计文件的要求，工程完工后由第三方检测机构进行了钢-混组合箱梁静力荷载试验，检测结果为合格，并顺利通过交工验收。本项目的施工技术可为同类上跨高速公路安装钢混组合箱梁施工建设提供参考和借鉴。
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作者简介：
石裕银（1987-）男，汉族，本科，工程师，主要从事工程技术管理.
论文作者:石裕银
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：组合论文; 支架论文; 桥面论文; 高速公路论文; 混凝土论文; 交通论文; 钢筋论文; 《基层建设》2019年第30期论文;