梁 斌

（中鐵十三局集團第一工程有限公司，遼寧 大連116033）

1 工程概況

滬昆鐵路客運專線是國家重點在建鐵路項目，某特大橋（見圖1）由于經(jīng)過寬約250m的河道。橋梁結(jié)構(gòu)采用下承式、單支撐面系桿拱橋，橋梁全長272m，橋?qū)?5m。主跨縱向加勁梁為混凝土箱形結(jié)構(gòu)，端部設(shè)實心截面梁。拱肋為鋼箱結(jié)構(gòu)，拱肋與主梁連接段設(shè)鋼混結(jié)合段過渡。

2 鋼箱拱加工制作

鋼箱拱主要構(gòu)件有：外圍由圓弧形頂板、橢圓弧形外腹板和底板組成，內(nèi)部由中間兩道中腹板、普通橫隔板、吊點橫隔板、吊桿錨管、錨墊板、加勁肋等組成，材質(zhì)均為Q345D。在工廠內(nèi)同時安排多條生產(chǎn)線分道作業(yè)，進行專業(yè)化生產(chǎn)，以保證構(gòu)件質(zhì)量和生產(chǎn)進度。

鋼箱拱共劃分為35個制造節(jié)段，左右各分為17個節(jié)段（GL1-GL17、GL9-GL35），以拱肋中心線為軸左右對稱一致，中部拱肋為1個節(jié)段，節(jié)段長度在5.3～8.4m之間；靠近拱腳的加厚段，按圖紙長度并向薄板方向延伸至制造節(jié)段劃分線處。節(jié)段劃分端口均距橫隔板200mm以上，符合現(xiàn)行國家相關(guān)規(guī)范和標準。鋼混結(jié)合段單獨制作、發(fā)運至現(xiàn)場安裝。

3 鋼箱拱整體節(jié)段拼裝

鋼箱拱共劃分為35個節(jié)段，編號分別為GL1～GL35。廠內(nèi)進行節(jié)段制造，在預拼胎架上拼裝成節(jié)段，待各項檢查無誤后才能發(fā)運。下面介紹鋼箱拱節(jié)段制造工藝，結(jié)構(gòu)示意見圖2（以最長8.4m節(jié)段為例）。制造時將中箱分段先定位在胎架上，再定位兩側(cè)邊箱分段，最后安裝頂部分段。

圖2 鋼箱拱整體階段拼接

3.1 節(jié)段拼裝水平胎架制造

胎架是分段制造的基礎(chǔ)，要求具有足夠的剛度，胎架線型值由計算機放樣提供，胎架必須牢固可靠。

為便于節(jié)段組裝時各分段的定位，采用激光經(jīng)緯儀配合鋼卷尺在地面預埋鐵上分別做出分段的縱、橫向定位線，節(jié)段縱向中心線等定位標記，節(jié)段制造每完成一輪，要重新調(diào)整胎架線型及所有標記位置。施工時按胎架圖冊進行制造。

3.2 節(jié)段拼裝

拱肋節(jié)段采用正裝法拼裝，將各分段按胎架上定位標記線確定位置，對分段間縫口予以調(diào)整和修切，并裝焊臨時連接件，以達到工地能順利重新組裝、焊接之目的。

中箱立體單元先定位，然后左、右分段在胎架上對稱制造后，按中軸線定位，調(diào)整縱、橫向位置，使中橫隔板及端口對齊，外形尺寸滿足設(shè)計要求，預留工地拼焊間隙。

3.3 總成匹配預拼裝

鋼箱拱分段為其長5.3～8.4m（順橋向），寬6.4m（橫橋向），高3.8m，分段重均不超過100t，在工廠內(nèi)有足夠的場地和起吊、運輸能力，組織鋼箱拱的總裝匹配預拼裝。

3.3.1 總成匹配預拼裝工藝

為確保鋼箱拱節(jié)段端口連接外形尺寸的一致性，防止產(chǎn)生扭曲，消除焊接變形，節(jié)段拼裝是在6個節(jié)段一組的匹配胎架上進行，對全部節(jié)段采取分步匹配總裝（1+5節(jié)段）的制造方式進行。

當發(fā)現(xiàn)節(jié)段尺寸有誤或預拱度不符時，即可在預拼裝場地進行尺寸修正和調(diào)整匹配件尺寸，避免在高空調(diào)整，減少高空作業(yè)難度和加快吊裝速度，確保鋼箱拱順利架設(shè)。

胎架基準面以弧形拱軸線的弦線為水平面，以拱肋底板形成的擬合曲線的折線面為基面，進行水平匹配預拼裝，拼裝輪次和節(jié)段號如下：

第一輪施工：GL1、GL2、GL3、GL4、GL5、GL6

第二輪施工：GL6、GL7、GL8、GL9、GL10、GL11

第三輪施工：GL11、GL12、GL13、GL14、GL15、GL16

第四輪施工：GL16、GL17、GL18、GL19、GL20

第五輪施工：GL19、GL20、GL21、GL22、GL23、GL24

第六輪施工：GL25、GL26、GL27、GL28、GL29、GL30

第七輪施工：GL30、GL31、GL32、GL33、GL34、GL35

3.3.2 制造專用總成匹配胎架

胎架模板面平面度用激光經(jīng)緯儀檢查，模板設(shè)在每檔橫隔板處及端口處，兩節(jié)段間加放80mm間距，胎架上可同時布置6個節(jié)段。用全站儀和激光經(jīng)緯儀精確作出鋼箱拱縱向中心線和節(jié)段端口檢查線等，并刻劃在地標上。

3.3.3 拼裝前的準備

（1）編寫出詳細的節(jié)段預拼裝及預安裝工藝、預拼裝順序、各安裝階段的放樣、模擬標高計算、測量和檢查方法等，并報請監(jiān)理工程師批準。

（2）提交節(jié)段預拼裝的零部件及分段應(yīng)是經(jīng)過驗收合格的產(chǎn)品；并宜在節(jié)段進行預拼裝之后再進行涂裝。

（3）鋼箱拱預拼裝場地應(yīng)有足夠的面積，至少能容納6個節(jié)段進行預拼裝；預拼裝場地應(yīng)有足夠的承載力，以保證在整個預拼裝過程中臨時支墩不發(fā)生沉降。支墩高度的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)設(shè)計拱度及焊接變形影響綜合考慮。

3.3.4 匹配預拼裝工藝流程

以左拱第一輪匹配預拼裝為例，總成匹配預拼裝流程如下：

（1）第一節(jié)段上胎架定位（見圖3）。將GL1節(jié)段吊裝到胎架上定位，底板與胎模線形貼合，拱軸線及節(jié)段端口與地樣標記點對齊；安裝上施工鉸部件，核對銷孔標高和水平度，修正施工鉸隔板與拱肋中腹板間的間隙。

GL2節(jié)段上胎架定位，定位要求同上，另需檢查二節(jié)段間端口的間距和錯邊，修正后預裝嵌補加勁肋，安裝臨時匹配件。

圖3 第一節(jié)段定位

（2）第二節(jié)段定位（見圖4）。

圖4 第二節(jié)段定位

（3）其他節(jié)段依次定位。按照上述要求依次定位GL3～GL6節(jié)段，匹配節(jié)段間端口，消除結(jié)構(gòu)錯邊，使拱肋線型符合設(shè)計預拱度線型，節(jié)段間安裝臨時匹配件，做好各項檢查標志。

（4）以GL6節(jié)段為基準節(jié)段進行下一輪預拼。拆解GL1～GL5節(jié)段，轉(zhuǎn)至存放場地以備發(fā)運，按下一輪匹配預拼線型修改胎架，將GL6節(jié)段重新定位（見圖5），作為新一輪基準段。

圖5 GL6節(jié)段定位

（5）按新一輪線型依次定位各節(jié)段（見圖6），檢查、修正無誤后，拆解前5個節(jié)段，仍留最后一個節(jié)段作為下一輪預拼基準段。

圖6 新一輪定位圖

（6）第四輪預拼

將GL16、GL17、GL18、GL19、GL20節(jié)段分別上胎架定位，先定位中間節(jié)段GL18，再分別定位GL16、GL17、GL19、GL20。待現(xiàn)場吊裝方案確定，大吊裝節(jié)段劃分完成后，再確定何處留合攏余量。修正端口尺寸、錯邊，預裝嵌補加勁肋，安裝臨時匹配件，做好各項檢查標志。

3.4 匹配預拼裝主要工作內(nèi)容

（1）在節(jié)段總成時，完成兩節(jié)段間的箱內(nèi)嵌補加勁肋的預裝。

（2）修正頂、底板及腹板的長度。鋼箱拱空中曲線近似為一圓曲線，通過對每個節(jié)段的頂板與底板及腹板的長度差的計算，在預拼裝時對實際尺寸加以修正。

（3）修正鋼箱拱總長度。每個預拼裝節(jié)段預拼后，測量其總長度，并將該長度與理論長度比較，其差值可在下一個預拼裝單元加以修正，不使誤差累積。

（4）修整對接口。相鄰梁段的端口尺寸偏差難以避免，預拼裝時對相鄰端口加以修整，使之在空中安裝時順利對正及焊接。

（5）匹配件及檢查梯的安裝。預拼裝時已確定了相鄰節(jié)段的相對位置，則把兩節(jié)段的相應(yīng)匹配件成對地安裝在焊縫兩側(cè)，在高空吊裝時只要將匹配件準確定位，即可恢復到預拼裝狀態(tài)。按設(shè)計圖要求，安裝檢查梯及連接件等附屬結(jié)構(gòu)。

（6）節(jié)段標記、標識的制作。節(jié)段預拼裝檢測合格后，采用激光經(jīng)緯儀，鋼帶等輔助儀器工具，按工藝要求繪制各類標記。主要標記有端口橫向檢查線、節(jié)段橋上吊裝時標高測量點及橫撐定位點。

在節(jié)段腹板上，裝焊鋼字節(jié)段編號，以便節(jié)段在存放、吊裝過程中易于辨別。

3.5 鋼箱拱的檢測及測量方法

根據(jù)設(shè)計圖紙、技術(shù)規(guī)范以及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標準的要求，編制該橋鋼箱拱制作檢驗項目清冊、精度要求、無損檢測清冊、無損檢測工藝規(guī)程、檢驗工藝規(guī)程等工藝文件，并征得監(jiān)理工程師同意，作為檢測依據(jù)。

所有用于該橋制作檢測的設(shè)備工具如全站儀、激光經(jīng)緯儀、測厚儀、超聲波探傷儀、X光片機、鋼卷尺、鋼板尺、焊角規(guī)、游標卡尺等均需計量，并在計量有效期內(nèi)且處于完好狀態(tài)。

構(gòu)件下料、加工，頂、底板單元件，橫隔板單元件的首制件嚴格執(zhí)行首制件評審制度，并將檢測結(jié)果報監(jiān)理工程師認可后方能批量生產(chǎn)。第一輪節(jié)段預拼完成后，召開首制節(jié)段評審會，評審通過后方能組織后續(xù)批量施工。

4 結(jié)語

由于受到施工環(huán)境、施工場地的限制，鋼箱拱拼裝無法采用傳統(tǒng)的拼裝方式，采用工廠內(nèi)“5+1”匹配預拼裝后單節(jié)段運至現(xiàn)場，在橋上重新進行立體組拼成三個大節(jié)段，利用塔架分別對三節(jié)段進行豎轉(zhuǎn)提升并進行精確合攏。解決了施工中拼裝出現(xiàn)的各種技術(shù)難題，最后精確合攏對位，為今后類似橋梁工程施工積累的大量的寶貴施工經(jīng)驗。

[1] GB500017-2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.北京：中國計劃出版社，2003.

[2] 周永興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計算手冊.北京：人民交通出版社，2001.