郑州黄河公铁两用大桥主桥钢梁架设方案研究

文章编号:1003-4722(2008)03-0059-04

郑州黄河公铁两用大桥主桥钢梁架设方案研究

周外男,毛伟琦

(中铁大桥局股份有限公司,湖北武汉430050)

摘 要:郑州黄河公铁两用大桥主桥分2联布置,立面采用三主桁斜边桁的空间桁架形式,其结构新颖,架设施工难度大。经过多方案比选和研究,第1联钢桁梁采用多点纵向拖拉施工方案架设,第2联钢桁梁采用跨线龙门式吊机悬臂架设。

关键词:铁路公路两用桥;钢桁梁;连续梁;桥梁架设中图分类号:U445.46;U448.121

文献标志码:A

Research of Erection Schemes for Steel Truss Girders of Main Bridge of Zhengzhou Huanghe River Rail cum Road Bridge

ZHOU W ai nan,MAO Wei qi

(China Zhongtie M ajor Br idge Engineering ,I nc.,Wuhan 430050,China)

Abstract:T he steel truss girders o f the m ain bridg e of Zhengzho u H uanghe River Rail cum Road Bridg e are to be arranged in tw o continuous units.In the elevatio n,the girders are o f a spa tial truss ty pe composed of three main tr usses w ith their side trusses set in inclined positions.The g ir ders are structurally no vel and the erection thereof is challeng ing.T hrough compar ison and r esearch of different erection schemes,it is deter mined that the first unit of the girder is to be erected by the multi point lo ng itudinal hauling schem e w hile the second unit of the girder is to be erected by the cantilev er erectio n scheme by gantry crane spanning the Br idge alignment.

Key words:rail cum ro ad bridg e;steel truss g irder;co ntinuous girder;bridg e erectio n

收稿日期:2007-12-24

作者简介:周外男(1966-),男,教授级高工,1989年毕业于西南交通大学桥梁工程专业,工学学士。

1 工程概况

郑州黄河公铁两用大桥是石家庄-武汉铁路客运专线跨越郑州黄河上的一座特大桥,位于距新建的京珠高速公路郑州黄河大桥上游约6km 处。桥址处黄河两岸堤相距约10.5km ,主桥公路、铁路采用上下层布置,上层公路桥面为混凝土板,宽32.5m,布双向6车道。下层铁路桥面为正交异性整体钢桥面板,布双线客运专线,线间距7m 。公路引桥出主桥范围后,利用平面曲线弯出。

主桥分2联布置(图1),第1联采用(120+5 168+120)m 六塔部分斜拉连续钢桁结合梁方案,长1080m,跨越主河槽;第2联采用(120+3 120

+120)m 连续钢桁结合梁方案,长600m,处于边滩区。立面上布置成多塔长联的构造形式,结构造形连续,首次采用三主桁斜边桁的空间桁架形式,钢桁梁横断面见图2。钢梁桁高14m ,节间距12m 。横向布置为3片桁,中桁垂直,边桁倾斜,倾斜角度14.036 。下弦桁间距8.5m,桁宽17m,上弦桁间距12m ,桁宽24m 。主桁上下弦杆均为箱形截面,其中边桁弦杆适应斜桁的形式,采用平行四边形截面,中桁采用矩形截面。主桁采用整体节点形式,上下弦杆四面等强对接拼装。箱形腹杆与节点板对拼,H 形腹杆采用插入式拼接。主桁钢材采用Q370qE 。

图1

主桥立面布置

图2 钢桁梁横断面

混凝土桥面板在现场预制安装,再与钢桁梁上弦杆顶面焊接的 22m m 剪力钉结合。铁路正交异性整体钢桥面板顶板与下弦杆上翼缘在现场对接焊,腹板和下翼缘板与主桁拼接。在中主桁布置桥塔,桥塔采用钢箱结构,塔梁固结。塔高37m ,分节段工厂制造,在现场栓接。斜拉索采用 7mm 平行钢丝索,单索面扇形布置,锚具采用冷铸锚。2 第1联钢梁架设方案研究2.1 备选方案

2.1.1 方案1(跨线龙门式吊机悬臂架设)

位于水中墩部分在桥梁上下游侧分别设置栈桥,滩地部分填筑便道,设置龙门吊机走道,并作为钢梁杆件运输通道,利用跨线龙门吊机悬臂安装钢桁梁。经计算,钢桁梁最大允许悬臂90m,需在跨间设置临时墩,采用半悬臂架设钢梁。首先分别在0~1号墩、6~7号墩之间安装散拼支架和各孔的临时支墩。利用2台龙门吊机分别从两端向中间悬臂架设钢桁梁,最后在3~4号墩跨中合龙。2.1.2 方案2(架梁吊机悬臂架设)

位于水中墩部分在桥梁下游侧设置栈桥,滩地部分填筑便道,作为钢梁杆件运输通道。在已架钢

梁上布置全回转架梁吊机悬臂法安装待架杆件。此方案需在168m 跨间设置临时墩,半悬臂架设钢梁。首先安装散拼支架和各孔临时支墩。利用2台龙门吊机分别在0~1号墩、6~7号墩间的支架上散拼3个节间的钢桁梁,利用龙门吊机安装架梁吊机,架梁吊机试吊合格后,用架梁吊机悬臂架设钢桁梁,最后在3~4号墩跨中合龙。

2.1.3 方案3(多点纵向拖拉法架设)

钢梁前端设置钢导梁,在7~8号墩之间设置钢

桁梁散拼施工平台支架,利用跨线门吊散拼钢梁杆件成整体节间,在各墩顶设置拖拉动力装置,然后整体纵向拖拉钢梁及前导梁向0号墩方向移动,在空出的散拼支架上继续拼装钢梁节间,再整体拖拉,如此循环,完成钢梁的架设,见图3。前端钢导梁长108m 。第1联各跨间可不设临时墩。2.2 方案比选

方案1和方案2存在以下缺点:!第1联钢梁跨越黄河主河槽,钢梁悬臂架设需要每孔设置水中临时墩,由于临时墩受力达40000kN,结构庞大,将对黄河防洪渡汛造成不利影响,并且后期清除困难,费用较高;∀钢梁悬臂架设时上弦未与混凝土桥面板结合,因钢梁杆件最大重量达65t,架梁吊机较重,增加了悬臂的重量,对整体稳定不利;#钢梁悬臂架设全部为高空作业,第1联钢梁架设大部分位于水上,安全管理相对较难;钢梁边桁为空间斜桁面,水上悬臂架设杆件安装难度较大;∃铁路桥面为正交异性板,对焊接环境要求较高,郑州地区气候条件对焊接影响较大,高空悬臂架设时焊接防护较难,不易保证质量;%钢梁第1联长度1080m,若全联从一端开始架设,工期保证较难;若从两端向中间架设,则增加了中间合龙的技术难度。

方案3则取消了各跨间临时墩,

杆件安装及桥

图3 多点纵向拖拉法架设钢梁