浅谈公路钢桁梁施工技术

摘要: 结合泗许高速公路亳州段66m 下承式简支钢桁梁的施工，对跨越公路钢桁梁桥施工技术进行了研究。阐述了 泗许高速亳州段K2 + 915. 5 分离立交桥钢桁梁施工跨越G311 国道施工作业方法、钢桁梁拼装方案的确立和实施，为 今后类似工程施工提供一些可借鉴的经验。

关键词: 钢桁梁,现场拼装,技术方案, 

1 工程概况

泗许高速公路亳州段K2 + 915. 5 分离立交桥，桥 梁长度133. 16m，左幅由2 × 20m 预应力钢筋混凝土 空心板+ 1 × 66m 钢桁梁+ 1 × 20m 预应力空心板组 成，右幅由1 × 20m 预应力钢筋混凝土空心板+ 1 × 66m 钢桁梁+ 2 × 20m 预应力空心板组成。其中左幅 2#墩～ 3#墩、右幅1#墩～ 2#墩间为66m 下承式钢桁 梁，钢桁梁在G311 国道K139 + 170 处以约30°角从 上方斜跨G311 国道。 

2 钢桁梁设计方案 

本桁梁位于R = 5520m 的平曲线上，由于桁梁 桥平面上做成曲线型式结构上比较复杂，制造和安 装困难，施工速度慢，采用66m 下承式简支钢桁梁 一跨跨越，弯桥直做，行车道仍按线路走向曲线布 置，左右幅桥先后分开修建，主梁、墩台、基础均 不相连。 钢桁梁主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体 系，节间长度6m，主桁高度8. 25m，高跨比为1 /8。 2 片主桁中心距采用14m，宽跨比为1 /4. 71，桥面行 车道宽度12m。由于主桁较宽，主桁杆件受力较大， 上下弦杆均采用箱形截面，截面宽度500mm，高度 均为700mm，最大板厚30mm，工厂焊接，在工地通 过高强度螺栓在节点内拼接。除端斜杆采用箱形截面 以增加面内外刚度外，其余腹杆均采用焊接H 形截 面，截面宽度500mm，高度360 ～ 500mm 不等，最大 板厚30mm。 桥面系为联合梁，由下部的钢梁和上面的桥面板 结合而成，其钢梁部分仍采用纵横梁体系。桥面系高 度控制在1. 25m 以下( 含桥面铺装厚度) 。设计横梁 高度800mm，为工字形截面，与主桁在节点上通过 高强度螺栓连接; 纵梁高度410mm，采用工字形截 面，上翼缘与横梁上翼缘板的底面齐平，在纵梁腹板 上设一对角钢与横梁腹板相连，横向每2m 设置一 道; 桥面板采用钢筋混凝土结构，板厚15cm，与纵、 横梁相交处带肋，板厚增至25 ～ 28cm，通过剪力钉 与横梁、纵梁相连。 由于桁梁较宽，上下平面纵向联结系均采用双X 形式，与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风力及弦杆 变形产生的内力。在桁梁两端斜杆所在的斜平面设置 桥门架，上弦每个大节点设置一道横向联结系。 

3 施工方案 

3. 1 现场施工环境条件 ( 1) 钢桁梁架设时，引桥及邻近地段路基施工 尚未完成。 ( 2) 下穿本钢桁梁桥的G311 国道交通量较大， 周边场地狭小。 

3. 2 架设方案 原设计钢桁梁的架设为搭设支架拖拉施工进行， 即在主桥桥下搭设的满堂支架上安装下滑道，在引桥 上拼装主桁，在主桁纵梁下设置上滑道，然后匀速拖 拉主桁就位。但由于上述现场施工环境，若继续采用 原架设方案，钢桁梁安装时，引桥上不具备拼装主桁 的条件，要推后架设日期，拖延工期; 在主桥下搭设 满堂支架，势必要对G311 国道进行临时改道，且因 周边场地狭小，小范围的改道不能满足G311 国道实 际通行需求，扩大改道长度，会增加不少费用。因 此，综合考虑，放弃原搭设支架拖拉施工法，改为设 置钢管桩临时墩，现场利用大吨位吊车直接拼装，同 时派专人对G311 国道进行交通管制。 

4 钢管桩临时墩布置 

根据桁架拼装节点位置，正常地段延主线路线走 向每隔12m 设置1 个临时墩，跨越G311 国道处分别 在国道边缘处及中心处各设置1 个临时墩，以确保过 往车辆通行。 正常地段， 每个临时墩由2 横2 纵共4 根 Φ500mm × 8mm 钢管桩做立柱，钢管桩平面联结采用 12 号槽钢，每两根横向钢管桩顶部用2 根20A 号工 字钢焊接做为钢桁梁支撑，标高不足时，焊接调平钢 板进行调整，临时墩平面尺寸2m × 1m，基础尺寸 2. 9m 长× 1. 9m 宽× 1. 5m 厚，基础采用C25 加筋混 凝土。 跨越G311 国道处，每个临时墩由横向2 根 Φ500mm × 8mm 钢管桩做立柱，钢管桩平面联结采用 12 号槽钢，钢管桩顶部用2 根20A 号工字钢焊接做 为钢桁梁支撑，标高不足时，焊接调平钢板进行调 整，钢管桩间距1m，基础尺寸0. 9m 长× 1. 9m 宽× 1. 5m 厚，基础采用C25 加筋混凝土。 在设置临时墩时，须注意主桁施工上拱度的调整，具体调整值如图2 所示。 

5 钢桁梁拼装 

5. 1 钢桁梁各部位拼装顺序 横梁→两侧下弦杆→下平纵联→纵梁→加劲小横 梁→大片( 或端斜杆) →横联( 或桥门架) →上平 纵联→下一段钢桁梁拼装; 其中大片由上弦杆和腹杆 拼装组成，因施工现场场地有限，加劲小横联拼装结 束后，直接在钢梁桥面系上拼装大片，然后用大吨位 吊车进行大片与下弦杆之间的拼装; 横联及桥门架在 钢构堆放场地拼装好，拖车运抵桥位现场，用大吨位 吊车进行横联或桥门架与上弦杆之间的拼装。 

5. 2 钢梁杆件进场验收、存放 钢梁杆件在工厂制造后应进行试拼装，验收合格 后采用重型平板式汽车运抵工地。钢梁杆件进场后， 制造厂家须提供下列资料: ①钢梁试拼记录，包括钢 梁轮廓尺寸及主桁拱度，工地栓孔重合率，磨擦面板 层间缝隙; ②钢梁杆件编号、质量、杆件发送号、工 地栓接表及拼装部位图; ③工厂出厂检验合格证及制 造过程中变更设计的杆件竣工图; ④工厂制造图及杆 件探伤和焊接试验报告; ⑤高强度螺栓成品出厂合格 证及其他技术资料。 工地栓接板面出厂时的摩擦系数f 的试验资料 ( f≥0. 55) 和随钢梁杆件同时发送的摩擦系数工地试 验板( ≥3 组) ，进行工地摩擦系数验证( f≥0. 45) 。 钢梁杆件进场后，应进行外观及杆件尺寸检查 对主桁弦杆、腹杆、横、纵梁外形尺寸公差，将弦杆 端头( 节点板和拼接板覆盖范围) 的宽度、杆件边 缘和孔边飞刺、摩擦面部件公差等作重点检查; 钢梁 杆件涂装也须用涂层测厚仪进行重点检查。 钢梁构件存放场地需经平整、硬化、方木等隔离 设施完成后方可堆料; 累叠堆放的构件之间必须设置 方木等隔离措施; 露天堆放必须进行覆盖，摩擦面保 护贴层在构件即将安装前方可清除，以避免摩擦面喷 铝层长期外露。高强度螺栓连接副必须在室内分规 格、批次堆放，同时做好室内干燥处理。 

5. 3 杆件单元预拼预栓 钢梁杆件在拼装前根据设计图、钢梁杆件拼装顺 序先将杆件预拼成单元。预拼单元质量根据起重吊车 能力和现场吊装场地条件而定。杆件单元预拼前准备 工作有: ①根据杆件拼装图，清查杆件的编号、数量 以及高强度螺栓的规格和数量; ②拼装冲钉直径及材 质的选用，拼装冲钉公称直径小于设计孔径0. 2 ～ 0. 3mm，并与工厂试拼中工地钉孔重合率相适应。冲 钉圆柱部分长度大于板束最大厚度，冲钉材质采用 45 号碳素钢制造，表面淬火处理。 钢梁杆件预拼后，对下列内容进行全面检查，符 合质量要求后才能进行栓合: ①对弦杆、节点板和拼 接板预拼件的编号、数量和方向与设计图进行对照检 查; ②试孔器检查所有螺栓孔，主桁的螺栓孔应 100%自由通过较设计孔径小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，磨光顶紧处应有75%以上的面积 密贴，用0. 2mm 塞尺检查，塞入面积不得超过25%。 ③拼装冲钉和安装螺栓的数量，冲钉不得小于螺栓孔 总数的10%，安装螺栓不得小于螺栓孔总数的20%。 

5. 4 拼装注意事项 ( 1) 每一段拼装结束后，对轮廓尺寸、对角线 以及钢桁节点拱度进行全面检查合格后，方可进行高 强度螺栓置换和施拧; 本钢桁梁高强度螺栓施拧采用 控制扭矩的电动板手，板手经过试验单位检测标定合 格方可使用，每天施工前和收工后徐进行试验检查确 认有无变动。 ( 2) 高强度螺栓施拧分初拧、复拧和终拧3 个 阶段，初拧、复拧扭矩为终拧扭矩的50%，复拧结 束检查合格后，必须对螺栓与螺母、垫圈及钢板相对 位置进行标记。 ( 3) 高强度螺栓连接副的终拧扭矩检查应在终 拧4h 以后、24h 以内完成; 时间过短预拉力损失未 完成，时间过长扭矩系数发生变化都会造成检查结果 的不准确。 

6 结语 

本工程所采用下承式钢桁梁桥在安徽省高速公路 建设中属于首次使用，因其具有自重轻、跨越能力 强、建筑高度小、施工速度快等特点，可广泛用于跨 越重要的分离立交桥梁上。泗许高速亳州段K2 + 915. 5 分离立交桥钢桁梁采取的用起重吊车在临时 墩上直接进行拼装钢桁的施工方案投入设备少，施 工周期短，拼装、架设工作量减少，节约了成本， 缩短了工期，提高了工作效率，社会、经济效益显 著，对今后高速公路同类型桥梁施工具有一定的参考价值。

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