摘要：通过成昆铁路太和安宁河特大桥4×80m简支钢桁梁架设工程实例，本文简述简支钢桁梁连续悬臂架设的临时结构设计及重点卡控要点，包括架设施工工艺、施工主要临时设施和设备、施工方法，谈谈自身施工实践经验，为类似工程提供参考。
关键词：4×80m钢桁梁；临时结构设计；悬臂架设；
1.工程概况
1.1安宁河概况
安宁河河道受季节性影响较为明显，每年10月～次年5月旱季河道内有两条水流，其余部位为孤岛、冲击滩。对应桥位51～52号墩，水深3.3米，水面宽度30米，对应桥位54～55号墩，水深1.2米，水面宽度23米。
工程河段防洪标准为20年一遇洪水，对应桥址处水位为1511.3m，相应流量Q=1880m3/s。大桥设计洪水采用100年一遇，对应桥址处水位为1512.09m，相应流量Q=2360m3/s。
1.2桥梁工程概况
太和安宁河双线特大桥，起止里程DK426+727.735-DK429+598.932，全长2871.197米，其中51号墩～55号墩跨越安宁河，桥轴线与安宁河斜交角约为34度，设计采用4×80米简支钢桁梁跨越安宁河。60号墩～61号墩跨越安宁河支流，设计采用1×80米简支钢桁梁跨越。
80米双线下承式钢桁结合梁主跨80.0米，全长82.0米。主桁采用三角形无竖杆桁架，节间10.0米，桁高11.5米，桁宽13.8米，桥面系采用密横梁与混凝土桥面板结合体系，横梁间距为2.5米。主桁构件采用Q370qE钢材，横梁采用Q345qE钢材，桥门架、中间横联及上平纵向连接系采用Q345qD钢材，总用钢量约6565吨。
2.施工总体方案
结合本桥特点，将51#墩至55#墩4孔钢桁梁和60#墩至61#墩1孔钢梁安装架设统筹考虑，做到减少场地占用，充分利用材料、设备，在55号和60号墩之间96米范围设置存梁和设备的场地，将5孔钢桁梁统筹安排进行安装架设。
4孔跨安宁河钢桁梁，其中55#至54#墩钢梁采用支架龙门吊方式安装，其余采用40吨回转吊机吊装悬拼安装架设；安装时在4孔钢梁中间采用临时杆件进行连接，使钢梁形成连续梁；在桥面设置运梁小车，将钢梁杆件运至前方龙门吊或回转吊机位置，提高安装效率。
54#至55#间第一孔钢桁梁位置设置8组临时支撑架，其余3孔梁在每孔跨中间位置设置1组临时支架，临时支墩距离永久墩40米。54#至55#龙门吊轨道梁临时支架与钢梁支撑临时墩相互连接，采用钻孔桩基础。
存梁区钢梁杆件提升至桥面运输小车上，运输到安装区，再由前面的回转吊机起吊进行悬臂拼装。
4跨80m钢桁梁悬拼过程中相邻跨之间通过临时杆件连接，形成连续梁。构件截面和形式与主桥一致，材质Q345B。
全桥悬拼架设完成后开始落梁准备工作。首先切除简支梁间临时联结杆件，而后逐孔交替落梁就位，拆除临时支架，进行钢桁梁位置细部调整，最后锚固永久支座，浇筑混凝土桥面板。
3.方案临时结构设计
3.1临时支墩设计
51#-54#桥墩位于安宁河河道内，由于河道汛期长、流速快、水量大，不便于钻孔桩施工，方案设计满足结构受力前提下尽量采取少支架为原则，因此51-54每跨间仅设置一组临时墩。
临时墩横向中心距13.8m，基础采用采用φ1000mm×12mm，8根钢管钻孔桩，设计入土深度17米。连接系分别采用φ600mm×10mm和φ426mm×8mm钢管构成。柱顶分配梁为焊接箱型，截面1200mm×1200mm，下层两根，上层一根，分别与柱顶和梁相互焊接。
3.2临时杆件设计
采取悬拼法施工时，55#-54#钢桁梁作为54#-53#这孔钢桁梁架设的配重，需将相邻两孔钢桁梁需要相互连接成整体，将简支梁变成连续梁结构，相邻两孔梁通过临时杆件与相邻两孔的上弦杆连接。
图1 55#-54#龙门吊架设图示
图2 55#-54#回转吊机上桥图示
图3 54#-51#回转吊机架设图示
图4 临时杆件连接及构件图示
图5 运梁小车图示
为使临时杆件与构件能够与上弦杆相连，临时杆件采用与桁梁同材质、同截面。便于后期切除时不损毁钢桁梁杆件主体，在加工上弦杆时，上弦节点加长200mm，杆件截面与上弦一致，长度8.65米；下弦根据两联间的伸缩缝宽度，每个梁端加长伸缩缝长度的一半即120mm，采取焊接形式，临时连接件材质Q345B，杆件焊接采用融透焊缝，钢梁架设完成后将加长部分切除。
3.3运梁小车及轨道设计
为保证51-54号墩钢桁梁架设期间不受安宁河汛期影响，杆件通过提梁平台提升至运梁小车，运送至悬臂前端，回转吊机进行起吊。
运梁小车采用I40a工字钢加工，通过焊缝连接，采用四台电动轮箱驱动，轨道采用60钢轨，压板固定，随着钢梁向前拼装，延伸轨道，实现钢梁运输。
3.4回转起重机设计
吊机为360°全旋转起吊，自重130吨，吊点至重心29m最大吊重27吨，20米最大吊重40吨，支点锚固采用精轧螺纹钢筋锚固。起重机非吊装工作状态可在钢桁上弦纵向移动，走行到工作位置后，通过四个支顶油缸将整机调平并利用反压锚固将起重机锚定在已架设钢桁梁上弦。
图6 回转吊机架设图示
4.主要机械设备配置
现场机械、设备配置表
5.主要施工工艺
5.1膺架施工
钻孔桩桩施工，根据标高修正钻孔桩长度，并在旋挖钻施工过程中对比渣样，复核地层设计参数。
膺架安装前对钻孔桩进行桩基监测，桩头预留20cm钢筋与钢管柱钢板法兰相连。
5.2钢桁梁杆件进场
钢梁厂提供产品合格证、钢材质量证明书检验报告、杆件编号施工图、工地安装螺栓表及拼装简图、杆件发送表清单、钢桁梁试拼装记录、栓接板面抗滑移系数试验报告和杆件焊缝检验记录。高强螺栓连接副进场后分批检查规格、数量、外观质量和扭矩系数。高强螺栓施工扳手使用前按计算的施工扭矩进行标定。
5.3安装走行轨道、龙门吊
龙门吊走行轨道钢轨连接必须用鱼尾板联接。必须保证轨距、轨向，钢轨位置按照方案要求通过0.8m一个的轨道压板固定，定期用全站仪校核轨距。
龙门吊安、拆专项方案报审，特种设备使用登记证，桥门式起重机安装改造重大维修监督检验报告。未进行施工作业时，龙门吊必须用夹轨器固定，并用钢丝绳拴住大梁。
5.4膺架架设钢桁梁
架梁前完成钢梁制造过程中涉及的第三方检测单位资质报审，包括检测人员、机构资质，焊接检测，产品实验板，随梁发送的栓接板面抗滑移系数，高强螺栓规格、扭矩系数等检测资料。
每日对《架梁起重机走行检查签证表》、《钢梁杆件吊装工作安全检查表》进行检查确认。
55-54号墩膺架架设后做为后续54-51号墩悬拼配重及回转吊机占位平台。膺架架设冲钉和高强螺栓总数量不得少于孔眼总数的1/3,其中冲钉应占2/3；对完成初、终拧的高强螺栓及时点涂白、红色油漆。
5.5钢桁梁上拼装回转吊机
组装前对回转吊机的电气设备进行调试并及时维修损坏零件，完成后完善回转吊机安全防护并在此调试电气设备（报警系统，风速测量系统、紧急制动系统等），最后进行试吊、取证。
5.6焊接梁间临时杆件
临时杆件是本方案实施最为关键杆件，现场临时支墩分配梁几何尺寸和加劲肋位置和设计图纸务必保证与设计一致。
临时杆件焊缝探伤报告随临时杆件一同到达现场。临时杆件和E0焊接焊缝报告必须在悬拼前出具。
5.7悬臂拼装完成54-51号墩钢桁梁
为确保悬臂端顺利上墩，根据悬臂端的最大挠度、钢梁制造预拱度、桥梁设计纵坡高差及前方墩顶设备高度等因素综合计算确定，本桥悬拼拼装悬臂孔始端墩顶临时支座的高度加高20cm。
悬拼拼装施工过程中，在悬臂孔始端设置一处固定支座，固定支座与钢梁间摩擦力抵消水平外力。临时支座设置便于钢桁梁的纵、横移梁，千斤顶顶推法进行水平移动。
吊装杆件的吊钩，必须等杆件完全固定后（主桁杆件上足50%冲钉和35%高强度螺栓，其他杆件上足30%冲钉和30%的高强螺栓并作一般拧紧）方可松钩，松钩后应立即补足剩余孔的高强螺栓，并按照规定施拧工艺进行初、终拧。
5.8成桥
每孔梁间隔交替落梁。落梁过程中相邻点高差不大于5cm，一次落梁高度不大于10cm。
为减少高空作业工程量，在钢梁厂内完成底漆、中间漆涂装和至少一道面漆喷漆，但最后一道面漆必须在钢桁梁拼装完成后检查小车安装后进行涂装。
6.重点及关键工序控制要点
6.1预拱度控制
（1）箱形杆件精度控制
针对整体节点构件的结构特点，对节点板在组装前进行预弯，设置一定的反变形量，确保焊接完后两节点板间距公差，同时调整板块单元的组装顺序。
箱形杆件隔板作为杆件组装的内胎，是控制杆件组装精度的关键。因此对隔板周边全部机加工，根据焊接收缩情况确定工艺留量；
（2）制孔精度控制
以后孔法工艺为主，先孔法为辅的制孔工艺，提高孔群精度。
采用覆盖式样板进行对位，利用专用夹具进行固定，固定完成后进行孔群的钻制。
（3）架设预拱度控制：
架设悬臂端首孔钢桁梁时，将悬臂孔下弦杆E0节点在原桥梁设计纵坡0.1%坡度的基础上进行加高，E0端部采用三维立体切割机把端上部切除4cm倒三角，把相邻孔的E0’和本孔E0按照理论预拱度高程采用码板进行临时定位，位后采用等强度的焊丝采用二氧化碳气体保护焊进行全熔透焊接。焊接完成后对E0E2端头进行复测，达到理论拱度。
架设过程中主桁杆件左右两侧对称拼装，分工况对每节段预拱度、轴线进行测量监控。针对钢桁梁预拱度监控监测，在下弦杆节点型心处设置反侧片，使用全站仪进行高程观测。
为确保钢梁拱度正确，大节点终拧不得落后于悬拼一个大节间的距离，且一次终拧完毕。
6.2临时支墩沉降位移控制
为确保钢桁梁架设安全，对跨中临时支墩沉降位移、两孔梁连接的临时杆件应力全过程、全工况进行监测。
在每根桩顶与管桩连接处、管桩与分配梁连接处各设置1个沉降观测点，每工况进行一次沉降观测。
6.3杆件应力监测
结合本桥钢桁梁悬臂架设将架设工况分为9个工况，通过midas Civil计算软件模拟每个工况钢梁受力情况，得出钢桁梁悬臂架设主梁杆件及两孔梁连接的临时杆件应力理论值。
钢桁梁架设过程对临时杆件、E0、A1、E8、A7’布设监测点，并将测得实际工况数据与理论计算值进行实时对比。
7.结语
本桥为本标段的控制工程，建设单位、监理单位都高度重视，通过方案细致研究保证了钢桁梁架设施工安全、质量，给项目带来了巨大的效益，展现九局施工面貌和企业形象。
本桥4×80米钢桁梁架设采用膺架与悬拼法结合施工，形成了一整套钢桁梁架设技术、线型监控和安全风险控制方法的总结，为今后企业类似钢桁梁项目施工提供了参考依据。
参考文献：
［1］：TB10415-2003铁路桥涵工程施工质量验收标准；
［2］：Tz203-2008客货共线铁路桥涵工程施工技术指南；
［3］：太和安宁河特大桥钢桁梁悬拼安全专项施工方案；
论文作者:邰华松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
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