【摘要】池州長江公路大橋為主跨828m的混合梁雙塔斜拉橋，其主梁采用扁平流線型鋼箱梁。結(jié)合結(jié)構(gòu)體系特點，主梁合龍段借助橋面吊機進行懸臂拼裝施工。引入溫度配切、臨時壓重、軸線調(diào)整等技術(shù)，實現(xiàn)了不解除塔梁臨時約束的條件下跨中的合龍。測量結(jié)果表明，合龍口軸線偏位均在4mm以內(nèi)，梁頂高程偏差控制在1～2mm，梁段頂、底口焊縫厚度均在10～20mm；合龍精度較高，滿足設(shè)計及規(guī)范要求。實踐表明，所采用的施工技術(shù)切實可行，能保證合龍后主梁線形平順。
【關(guān)鍵詞】橋梁工程；斜拉橋；鋼箱梁；合龍；溫度配切；施工技術(shù)
0 引言
鋼箱梁以其優(yōu)越的性能被廣泛用作大跨度斜拉橋主梁，隨著工業(yè)化進程的發(fā)展，多采用工廠化節(jié)段制作、現(xiàn)場節(jié)段整體吊裝等快速施工工藝。
但受材料特性、氣候、施工環(huán)境、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等多種因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)超大跨橋梁的鋼箱梁合龍段間隙過大（超出焊縫寬度要求）或過小（需二次返工切割）等問題，引起結(jié)構(gòu)不利次應力和變位。因此，大跨度橋梁鋼箱梁精確匹配、合龍的施工技術(shù)需進一步深入研究。
本文以池州長江公路大橋鋼主梁合龍段施工為例，從施工方案制訂、技術(shù)措施實施等方面系統(tǒng)介紹鋼箱梁主跨合龍施工關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了上述問題。
1 工程概況
池州長江公路大橋跨江主橋為不對稱混合梁雙塔斜拉橋，橋跨布置為（3×48＋96＋828＋280＋100）m，如圖1所示，其中北岸邊跨及輔助跨采用混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，其余梁段為鋼箱梁。全橋鋼箱梁長1301m，劃分為DJH，D1～D18和D2′共20種類型，如圖1所示。
圖1 池州長江公路大橋布置及合龍段截面構(gòu)造（單位：m）
其中，D3位于主塔位置，D7（HLD）為跨中合龍段，D18為邊跨合龍段。合龍段HLD梁段設(shè)計外形尺寸為4.4m（長）×39m（寬）×3.5m（高），由頂板、底板及加勁肋、縱腹板及加勁肋、橫隔板、錨拉板等構(gòu)成，凈重87.7t，外加連接板等總質(zhì)量約90t。除腹板、腹板縱肋及頂板U肋連接采用高強螺栓，其余構(gòu)件均采用焊接。
2 總體施工難點及方案 2.1 施工難點
1）主跨跨徑達828m，一方面，合龍口對溫度變化敏感，另一方面，鋼箱梁吊裝懸臂長，安裝精度要求高，增大了施工質(zhì)量控制難度。
2）合龍段安裝涉及高空、涉水施工、橋面吊機等作業(yè)，在大懸臂吊裝施工過程中，受施工荷載、風荷載等外部作用影響大，安全風險高。
3）合龍段安裝工序多且復雜，需對施工組織和技術(shù)方案進行嚴密論證。
2.2 合龍方案
溫度配切法即在與合龍段吊裝匹配施工期間相同溫度環(huán)境下，以合龍口長度測量數(shù)據(jù)為依據(jù)，現(xiàn)場對合龍段梁進行配切施工的方法，其可在不解除塔梁臨時約束條件下實現(xiàn)中跨鋼箱梁合龍，依據(jù)該方法制訂合龍方案。具體步驟為：通過現(xiàn)場觀測合龍口間距隨溫度變化規(guī)律確定合理的合龍段梁長度；在拖船上完成拼裝的梁體配切；利用南岸側(cè)2臺橋面吊機進行提吊作業(yè)；合龍段南、北兩側(cè)依次與SM27，NM27號梁段進行對接安裝。
3 施工關(guān)鍵技術(shù) 3.1 合龍時間及溫度確定
根據(jù)大橋施工進度及前期主梁安裝工效分析，中跨合龍段安裝時間確定為2019年3月29日。溫度變化對鋼主梁合龍段提吊就位起控制作用，需在溫度相對穩(wěn)定的時間段進行連接作業(yè)。
根據(jù)安徽省樅陽縣2014—2018年連續(xù)5年3月氣象條件調(diào)查分析，每年3月25—31日溫度基本在0～15℃，夜間溫度在0～7℃。進一步對29日氣溫觀測為0～14℃，夜間溫度在0～6℃?？紤]到22：00至次日5：00氣溫變化幅度小（估計在0～5℃），故選擇在此時間段內(nèi)提吊合龍段與南岸側(cè)梁段匹配連接。
3.2 合龍口長度觀測
為確保合龍線形，便于合龍梁段精確配切，從中跨22號梁段開始，對剩余梁段線形及合龍口距離進行聯(lián)測，確保軸線偏位及高程偏差滿足要求。
在夜間氣溫為5℃的情況下，對北岸NM27號梁及南岸SM27號梁斜拉索二次張拉完成后軸線、里程及標高進行測量。測量結(jié)果表明，北岸NM27號梁里程方向較設(shè)計值向北側(cè)偏移148mm，軸線較設(shè)計值向下游偏移4mm；南岸SM27號梁里程方向較設(shè)計值向北側(cè)偏移65mm，軸線較設(shè)計值向下游偏移5mm。因此，合龍段（HLD）所需梁長最大值為設(shè)計值4.4m，疊加伸長量0.083m，而加工長度為4.6m，滿足配切施工要求。
3.3 合龍口臨時壓重施工
南岸中跨SM27號鋼箱梁一次張拉完成后，橋面吊機自SM26號梁向SM27號梁行走12m并錨固，同時南、北岸27號鋼箱梁二次張拉完成后進行配重作業(yè)。
首先，按南岸橋面吊機（100t）加吊裝整個HLD梁段（90t）時的等效荷載在北岸施加配重，然后，根據(jù)北岸NM27號鋼箱梁端部施加配重后的標高，在南岸進一步施加臨時配重80t保證合龍口兩側(cè)協(xié)調(diào)。采用預制塊壓重，布置時按橋軸線對稱布置，避免左右不均勻荷載造成梁段扭轉(zhuǎn)。
3.4 合龍口兩側(cè)軸線調(diào)整
合龍口配重完成后，對兩側(cè)軸線等數(shù)據(jù)進行觀測并調(diào)整。具體方法為：采用?28鋼絲繩和2臺10t手拉葫蘆對兩岸27號梁端交叉對拉。其中，鋼絲繩和手拉葫蘆通過10t卸扣連接在27號梁段頂面設(shè)置的臨時耳板上，如圖2所示。
圖2 合龍口軸線對拉調(diào)整
3.5 合龍口長度測量
觀測前將橋面無關(guān)施工荷載全部清理，合龍口兩側(cè)鋼箱梁現(xiàn)場調(diào)整到設(shè)計狀態(tài)時，對合龍口兩側(cè)（SM27，NM27號）進行連續(xù)48h觀測（白天1次／h，夜晚2次／h），合龍口兩側(cè)梁段頂板與底板各布置5個觀測點，采用全站儀與鋼尺2種方法進行復核測量，分析合龍口隨溫度、日照等的變化規(guī)律。
最終選取22：00左右環(huán)境溫度6℃時測量結(jié)果作為溫度配切依據(jù)：底板上游側(cè)為4.485m，中間處為4.487m，下游側(cè)為4.479m；頂板上游側(cè)為4.499m，中間處為4.497m，下游側(cè)為4.503m，如圖3所示，可看出頂口間距大、底口間距小，為倒T形。
圖3 合龍段底口與頂口空余長度
為保證梁體能順利進入合龍口，以下口間距為基準，兼顧提升空間要求，最終選定配切長度為4.422m。在同環(huán)境下現(xiàn)場拖船上用劃線自行走切割小車完成梁體配切，保證合龍段配切長度滿足要求。
3.6 合龍段施工
合龍梁段吊裝采用南岸2臺橋面吊機進行起吊，橋面吊機主體鋼結(jié)構(gòu)為Q345B鋼，主桁采用2片菱形框架平行布置，呈H形（見圖4）。橋面吊機總重為95t，2臺橋面吊機單邊最大提升荷載為5600kN。
圖4 合龍段橋面吊機吊裝
合龍段HLD梁段設(shè)置有8個吊耳。提吊時使用4根?40鋼芯鋼絲繩（抗拉強度1770MPa，破斷力1010kN），分別纏繞吊具錨頭?158銷軸，通過8個55t卸扣與吊耳連接，如圖5所示。
圖5 合龍段提吊示意
配切后的中跨合龍段運輸至吊裝現(xiàn)場后起吊，同步觀測合龍口兩側(cè)27號梁段端部標高、軸線及間距，確保間距滿足要求。合龍段提吊過程中易受到施工荷載、風荷載等外部作用影響。
為此，正式提吊前清除合龍段以外的施工荷載，并選擇提吊開始時間為17：55。當天夜間為東南風1～2級，風荷載對吊裝提升影響很小。合龍段提升至合龍口時間為21：45，合龍口間距與測量時基本吻合，一次性提升到位。
調(diào)節(jié)合龍梁段標高和軸線滿足要求后，將合龍段邊腹板與南岸SM27號梁段邊腹板及水平肋板連接板使用臨時沖釘連接。
前期對南、北兩岸27號梁段觀測表明，當溫度每升高5℃時合龍口兩側(cè)梁段伸長2cm。合龍段在22：00入合龍口提升完成，到第2天白天最高氣溫可達16℃，鋼箱梁總體將伸長4cm。
現(xiàn)場對北岸NM27號梁段和合龍段進行配孔連接板連接，邊配孔邊打入臨時沖釘，完成HLD梁段臨時鎖定；并進行梁段環(huán)口碼縫及焊接。此時頂口兩側(cè)各2cm左右間隙，底口兩側(cè)各1cm左右間隙，滿足現(xiàn)場焊接要求。
同時，進行腹板及頂板U形肋高強螺栓安裝。待中跨合龍段環(huán)口焊接及螺栓安裝全部完成后，對南、北兩側(cè)主塔同步解除塔梁臨時錨固完成體系轉(zhuǎn)換。
4 結(jié)語
依托池州長江公路大橋，針對大跨橋梁合龍鋼施工技術(shù)實施方面進行分析研究，使得主橋中跨合龍后梁頂高程偏差1～2mm，軸線偏位最大值為4mm，滿足設(shè)計規(guī)范要求。
