双线大跨径钢桁梁拼装施工控制技术

118浅议双线大跨径钢桁梁拼装施工控制技术高伟义 中铁六局北京铁路建设有限公司

摘 要：通过津秦客专五标段津山外绕线工程，在不干扰既有大秦铁路干线正常运营情况下，在有限的拼装场地内采用对称拼装，获得成功。该方法工作面小，拼装效率高，施工周期短，经济效益显著。

关键词：钢桁梁；对称拼装；顶推施工

1 工程概述

新建天津至秦皇岛铁路客运专线津山外绕线汤河特大桥位于秦皇岛市海港区，桥梁全长 4.073km，其中在津山绕DK293+490 处跨越大秦线（K630+314），与大秦线交角为35.5°,由于交角较小,原 28# 墩处于大秦线间高路基,变更设计取消 28# 墩,采用 125m 钢桁梁跨越大秦铁路，钢桁梁底距轨面 9.92m，采用现场拼装顶推法施工。

2 总体施工方案

本钢桁梁采取工厂制作、现场拼装、要点顶推的施工方案。由于场地限制，施工现场没有足够杆件存放场地，另外受秦东下联及大秦既有线影响钢桁梁不能一次拼装完毕，先在29#到33#墩之间拼装钢梁 6 个节间，77.9m，顶推 50m 后拼装钢桁梁剩余4节，最后要点继续顶推，顶推就位后落梁。

3 钢梁杆件拼装

3.1 杆件预拼

杆件拼装按《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）标准，对主要杆件连接部位的外形尺寸进行复查，看是否在规定的允许误差范围内；对杆件外观进行检查，检查杆件在装卸、运输过程中造成的局部损伤、变形、油漆脱落等情况，如果有，应对杆件处理后才能进行杆件拼装。

3.2 钢梁拼装原则

在拼梁顺序上应本着先远后近的原则，并根据施工现场的具体情况而定。桥梁采取竖向分层拼装，即逐层上拼，拼装程序是：下弦杆→横梁→桥面板→全部腹杆→上弦杆→桥门、横联→上平纵联。

4 高强度螺栓连接副施拧

4.1 高强度螺栓连接副的安装

a）构件拼装前，必须先进行抗滑移系数试验和高强度螺栓连接副复验。抗滑移系数试验结果应满足设计要求，高强度螺栓连接副的扭矩系数作为高强螺栓施拧的依据。

b）构件拼装前，应除去毛刺、飞边、焊接飞溅物及栓接板面和栓孔内的脏物。对沾有油污处，应用汽油或丙酮擦净。栓接板面必须干燥，不应在雨中作业。对翘曲板面应予整平。应准备防雨用具，以备天气突然变化时遮盖栓接面之用。

c）构件拼装时，每个节点均应按规定穿入足够数量的冲钉和安装螺栓。采用扭矩法施拧时，严禁用高强度螺栓兼作安装螺栓。

d）高强度螺栓连接副的安装应在桥梁位置调整准确后进行。采用扭矩法施拧时，高强度螺栓、螺母、垫圈必须按生产厂提供的批号配套使用，并不得改变其出厂状态。

e）安装时，螺栓穿入方向应以施拧及维修方便为准，但方向应一致。安装时，螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈，垫圈有内倒角的一侧应朝向螺栓头、螺母支撑面。

f）安装时，严禁强行穿入螺栓（用锤直接打入），对于不能自由穿入的栓孔，应用与栓孔直径相同的铰刀或钻头进行修孔或扩孔。严禁气割扩孔。为防止钢屑落入板层缝中，铰孔或扩孔前应将该四周螺栓全部拧紧。对于经铰孔或扩钻的构件及孔眼位置，应有施工记录备案。

g）高强度螺栓应按螺栓表中列出的板束厚度所对应的螺栓长度使用。

h）施拧高强度螺栓时，高强度螺栓和扳手的发放、使用要有专人负责并记录，严禁螺栓、扳手混用。安装剩余的连接副必须装箱妥善保管，不得乱扔、乱放。在安装过程中，不得碰伤螺纹和沾染赃物。

4.2 质量检查

a）高强度螺栓连接副施工质量的检查应由专职质量检查员进行。

b）对复拧后的全部高强度螺栓连接副，用重约0.3kg的小锤敲击螺母对面的一侧，用手指紧按住螺母对边的另一侧进行检查，以防漏拧。

c）观察全部终拧后高强度螺栓连接副，检查复拧后用油漆标记的螺栓与螺母相对位置是否发生转动，以检查终拧有否漏拧。

d）对主桁及纵横梁连接处，每栓群检查其总数的 5%，但不得少于 2 套。采用松扣、回扣法检查时，先在螺栓与螺母的相对位置划一细直线作为标记，然后将螺母拧松约30°，再用检查扭矩扳手把螺母重新拧紧至原来位置（使所划细直线重合），测取此时的扭矩应在 0.9Tc h ~ 1.1Tc h 范围内。Tc h 按下式计算：

T c h = K × P c h × d

式中：T c h —检查扭矩（Nm）

P c h —高强度螺栓的设计预拉力（KN）；

e）每个栓群或节点处抽查螺栓不合格者，不得超过抽查总数的 20%，否则应继续抽查其它螺栓，直至累计总数有80% 的合格率为止。对欠拧者要补拧；对超拧者更换后重新拧紧。

f）高强度螺栓连接副的终拧扭矩检查应在终拧后 4h 以后，24 小时之内完成。

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第五层卵石层，勘察过程中未揭穿，已经揭露最大厚度为 9.2m 。

4.2 单桩的极限承载力特征值

由上述的计算式以及地质资料可计算得该桩的理论计算值：

直杆段侧阻力：1.57m ×（40kpa ×3.3m+40kpa ×3.7m ）=439.6kN

螺纹段侧阻力：1.5×[∫ (1.2×z ×19.4×tan20。＋18.5)dz ＋∫ （ 20×z ×19.3×tan18.1。＋12.2）dz ＋∫ 1.20×z ×26.5×tan30。dz]=1.57×1.20×（448.7kN+548.92kN+592.8kN ） =2996.354kN

桩端阻力：0.19625m 2×8500kpa=1668kN

经计算得直径为 500mm 螺杆桩单桩竖向极限承载力Quk=439.6kN+2996.354kN+1668kN=5104kN 4.3 单桩静载试验

根据现行《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106 -2003）（简称《规范》）4.3.4 ，试验加卸载方式应符合下列规定：加载分级进行，采用逐级等量加载；分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的 2 倍。因此，本次试验拟定的荷载分级为：1280、1920、2560、…… 4480、5120、5760kN 。

按照《规范》4.3.6 规定的慢速维持荷载法试验步骤进行，当出现《规范》4.3.8中的情况之一时，即终止加载。

由自动采集仪采集到的数据，生成的 Q-s 曲线见图 2： 由图 2 的 Q-s 曲线可见：Q-s 曲线的有三个非常明显的拐点，分别位于 a 、b 、c 三点处。出现点 a 时，为弹性受力终止点；继续加载当到第二个拐点 b 处时，此时的沉降值仍为

达到终止加载值；当加载 5720kN 时，Q-s 曲线陡降，终止试验。由 4.4.2 单桩竖向抗压极限承载力 Q u 的确定方法：对于陡降型 Q-s 曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。即取 b 点对应的荷载值，为 5120kN 。

5 结 论

通过静载试验所测得单桩承载力与理论计算值对比分析可得，采用文中所述计算方法所

得理论结果与实验值非常接近，对工程实例计算分析有一定的参考意义。

综上所述，螺杆桩在施工过程中具有无噪音、无污染、取土少、施工效率高等优点，同时对于节约材料、降低造价、提高地基承载能力具有重要的意义，在地基处理中具有广阔的发展前景。

5 工地焊接

工地焊接作业应严格执行针对本桥编制的《焊接工艺规程》。一般要求如下：

a ）凡参加本桥焊接的焊工应持有焊工资格证书，且只能从事上岗证信定范围内的工作。

b ）焊工焊前应仔细检查所用焊接设备及仪表运行情况，确认准确无误后方可开工作业。

c ）焊工必须熟悉本工艺规程和施工图，未经焊接主管工程师同意，不得更改本工艺及施工图对焊接的有关规定，并对所焊焊缝质量负责。

d ）焊接工作环境湿度应不大于80%，环境温度不应低于5℃。当环境温、湿度不能满足要求确又需要赶工时，应采取适当措施并征得主管工程师、监理认可后方可实施。

e ）主要焊缝焊接后，焊工应作记录，记录内容包括焊缝名称、焊接规范参数、质量状况、施焊日期等。

f ）所有焊缝焊接前应将距焊缝两侧 20~30 范围内的铁锈、油污、水分等焊接有害物清除干净，露出金属光泽。

g ）焊缝无损探伤检测应在焊缝外观质量检查合格 24h 后进行。

6 施工安全保证措施

上跨大秦铁路，行车密度较大，要点期间需封闭线路，

本着“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，制订缜密的施工安全保证措施。

a ）施工前积极联系铁路设备管理单位，对施工方案进行审查，通过后与各站段签定安全协议和监护协议，办理既有线施工审批手续，并按照设备单位要求对铁路设备采取保护措施。

b ）工人进场前要进行既有线施工安全教育和考试，不合格者禁止进场作业。

c ）施工中加强对线路稳定的监测和维修养护。

e ）跨线要点施工前，应做好施工前的准备工作，认真巡视现场。

7 结束语

自 2011 年 6 月 22 日开通以来，经过近半年每月对钢梁预拱度、门架、杆件垂直度以及连接副的观测抽查，相关数据完全符合规范技术要求。

参考文献：

[1]《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415—2003[2]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203—2008

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