1-64m客货共线铁路钢桁梁膺架法施工关键技术
摘要：通过研究1-64m钢桁架梁膺架法架设施工工艺和方法，阐述钢桁架梁安装过程中的相关关键技术和方法，以保证钢桁架梁安装的质量，为类似工程提供借鉴。
关键词：钢桁架梁施工工艺,安装过程技术方法
1 工程概况
主桁采用整体节点三角型腹杆体系下承式道砟桥面钢桁梁。主桁上、下弦杆截面均采用焊接箱型断面。上弦杆截面形式为□，下弦杆截面形式为□，腹杆截面形式为□和H形。主桁节点采用整体节点形式，主桁上、下弦杆内宽为50cm，竖板高度分别为54cm和52cm，腹杆除端斜杆采用对接形式四面拼接外，其余采用插入式与主桁整体节点连接。 主桁结构，详见图1。
图1 钢桁梁主桁结构图
2膺架总体施工方案
本桥64m钢桁梁设于81#(SDK011+045.180)和82#(SDK011+110.480)桥墩上，墩顶距离地面高6.97m，且与S323线成51°斜交角度。综合考虑本工程施工环境、设计特点及安全因素，总体施工方案设计为：沿钢桁梁中心线搭设临时支墩和门洞支架(门洞采用双向四车道，宽4m×高 5.7m的防护棚)对公路进行防护，在大节点处搭设临时支墩进行64m钢桁梁的高空组拼。在安装施工过程中采用从82#墩→81#墩顺序进行64m钢桁梁的高空安装工作。地面采用汽车吊进行构件吊装、单元元件组拼和提升，以及高空组装施工。
钢桁梁采用膺架法安装，跨间设置临时支墩，临时支墩均采用直径426mm，壁厚10mm的无缝钢管搭设，拼装支墩上用双拼I40b工字钢作为横向分配梁，[14槽钢作为拼装横联支撑，钢桁梁杆件在临时支墩上拼装、落梁。
3具体施工关键技术
3.1杆件的制造、运输及存放
(1)杆件的制造
试拼装应根据杆件施工图进行，每拼完一个单元(或节间)应检查并调整好几何尺寸，再继续进行。钢梁在工厂试拼装合格后，进行拆分。为便于工地正确安装，拆分前应对各个节段和部件进行编号，并在两端标注节点序号，以防现场安装时搞混杆件的位置和方向，保证运输及现场安装顺利进行。
(2)杆件的运输
运输时要求加工厂家对零件进行配置并统一编号，按现场拼装节段顺序配装车，用大型平板车运至施工现场。由于各杆件较重，大型、重要部位的杆件采用单层装车运输，小型杆件采用多层装运时，层间采用橡胶垫软隔离，并捆绑固定，严禁在运输途中产生滑动造成结构变形和表面油漆损坏。
(3)杆件的存放
根据该桥情况按每吨钢材堆存面积为1～1.5m2确定，吊卸杆件的机械采用50t汽车吊，杆件存放要分别种类及拼装顺序，绘制杆件存放图，按图上位置堆放整齐，杆件放于枕木或混凝土垫块上，与地面保持10～25cm的距离，支垫地面应有足够承载力。
3.2 钢桁梁预拼
由钢梁加工厂运来的都是单根杆件和一些拼接件。各部位的组拼须根据钢梁杆件预拼图进行，并注意杆件拼装程序与施工时一致。
钢桁梁的预拼指钢梁杆件到货后，在桥下规划好的预拼场地进行杆件及配件的装卸、发送、清点、检查和矫正，杆件的预拼等桥下作业工序。
弦杆、节点板、拼接板预拼定位后，其空孔重合率应满足：桁梁主桁和结合梁的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小于0.75mm的试孔器;桥面系和联结系的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.0mm的试孔器;板梁的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.5mm的试孔器。统计钉孔的重合率时，应将冲钉所占据的钉孔计算在内，如不能满足以上要求，并确认工厂制造质量有问题，应退厂解决，不得继续预拼。钉栓合的施拧质量和预拼杆件油漆质量应符合有关规定。
预铆合的杆件在预铆前板束必须密贴，板面间隙不得使0.3mm厚的插片插入20mm，检验达到规定后方算合格。
3.3 钢桁梁高位组拼
本工程钢桁梁最重杆件主桁下弦重为14.18 t(含拼接板及填板)。选用50t汽车吊进行吊装。为满足吊装距离需要，且在不封闭公路，不影响交通的情况下，吊车站位在82#墩两侧按照拼装顺序先后吊装以下杆件：下弦杆X1F、横梁H1和H2、下平联L4、L1和L9、纵梁Z1、Z1a、Z11、Z9和Z10、腹杆S1和F1F;吊车站位在81#墩两侧按照拼装顺序先后吊装剩余杆件。
3.4 临时支墩及门洞支架设置
根据山东省交通厅和东营市公路局的要求，施工期间在省道上行车道和下行车道分别设置两个4m×5.7m的门洞，确保施工期间省道双向通车。
⑴临时支墩
临时支墩为钢桁梁拼装过程中的主要受力结构，主要由直径426mm，壁厚10mm无缝钢管立柱,立柱上采用双拼I40b工字钢作为下分配梁，5根 I50a工字钢作为上分配梁，[14槽钢作为立杆横联支撑，钢桁梁杆件在临时支墩上拼装、落梁。根据受力要求，大节点E2、E4、E2′、EE2、 EE4、EE2′下置5根I50a工字钢。
线路每侧设双排临时支墩1个，单排临时支墩4个。临时支墩基础采用 1.0×1.0×1.0mC30混凝土浇筑，在基础上预埋65cm×65cm×2cm钢板，钢板下焊接8根150cm长的Φ20钢筋。钢管底端钢板与预埋钢板焊接，并在四周焊接8个三角形加劲板。再距门洞5m处设置1x1x1m(长x宽x高)C20混凝土防撞墩，行车道之间两防撞墩的净距为3.8m。
⑵门洞棚架系统
门洞支架立杆采用直径300mm，壁厚10mm的螺旋管，门洞净高5.7m。在门洞支架螺旋管顶上和临时支墩钢管适当位置处钢板上(在钢管上焊接一块 15×20×1cm钢板)放置20a工字钢作纵向分配梁，在工字钢上按间距0.6m一道均匀放置[10槽钢作横向分配梁，在[10槽钢上满铺12mm厚竹胶板。以防止高空坠物，确保公路行车安全。整个作业平台顶面(含人行道)用竹胶板满铺，四周设防落物挡板、采用细目铁丝网和尼龙绳网进行防护。
3.5.钢梁拼装
(1)捆吊
栓捆前再次检查由预拼场发来的杆件是否符合拼装顺序，该预拼好的联结板是否已经预拼好，有无妨碍拼装的螺栓等，接头处有杂物时应清除。栓捆时应注意杆件上标示的重力大小及中心位置。杆件使用专用吊具栓捆、起吊，使弦杆、纵横梁尽可能水平，斜杆保持40°-45°的倾角。
(2)对孔
杆件起吊就位对孔时，在栓孔基本重合的瞬间将小撬棍插入孔内拨正，然后微微起落吊钩，使杆件转动对合其它孔眼。弦杆先吊成较陡状态，待下端对合后再慢慢下放吊钩对合上端。对合弦杆时，用扁铲式小撬棍引导，用倒链滑车拉入节点板内。
(3)打冲钉穿螺栓
对好孔眼后，先在栓孔群四周打入不少于4个定位冲钉，随即安装4-6个安装螺栓，在确认板缝间无任何杂物时，即拧紧安装螺栓，使板缝基本密贴，再打入冲钉和穿入高强度螺栓。
高强度螺栓必须按照栓合图安装，事先在节点板上用粉笔或油漆做出明显标志，且初拧和终拧既方便施工，又防止装错。
拼装主桁杆件时，50%以上的孔眼均匀打入冲钉，30%的孔眼均匀安装螺栓并做一般拧紧后，方可摘除吊钩，再打入冲钉和穿入高强度螺栓。
(4)高强度螺栓施拧
钢梁拼装施工采用电动扳手扭矩法施拧，主要是施拧方便快捷，由于扭矩控制轴力的扳手，因各种原因显示数值与实际扭矩常有出入，故在施拧前和施拧后对扳手需做检验。
高强度螺栓终拧完成后，应设专人按照验标进行检查验收，当天终拧完成的螺栓必须当天检查完毕。
现场检验方法采用退扣检查法。即用示功扳手测定螺母退扣刚转动时的扭矩值与规定值比较，其超拧值与欠拧值不得大于规定值的10%。
3.6钢梁涂装
钢梁部件表面应采用喷丸或抛丸的方法进行除锈，且必须将表面油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物清干净，除锈后的钢表面清静度等级应达到 GB/T8923-1988规定的Sa3.0级;高强度螺栓连接部位表面清净度等级应达到GB/T8923-1988规定的Sa3.0级。
钢梁外表面、钢与混凝土结合面、人行道托架喷砂除锈等级应达到Sa3级，箱型杆件内表面喷砂除锈等级应达到Sa2级，焊缝检验合格后方能进行涂装。
4小结
1-64m客货共线铁路钢桁梁特大桥结构复杂, 制作安装要求较高, 在不中断交通的情况下进行施工，我公司通过精心组织和设计, 克服施工工期紧、场地狭窄、超大超重件吊装等困难, 按时保质完成了该交通桥施工任务。该桥梁通过动静载试验并通过计算对比分析，刚度和动力性能满足设计要求;其结构安全度符合规范要求。
