小半径曲线钢箱梁架设施工技术总结

小半径曲线钢箱梁架设施工技术总结

【内容提要】：随着国家高速路网的逐步完善，跨越公路和铁路的互通立交桥也随之大量修建，尤其是山区布线困难地区极限小半径曲线桥梁跨越线路更为常见。跨线施工要求快速、安全、优质，因此对于现场的施工组织、技术和安全保障要求高，本文根据线路桥梁跨越陇海铁路小半径曲线桥梁架设施工实际，对施工中的技术、安全保障和现场组织进行了总结，施工中未发生安全、质量事故，现场组织规范合理，获得了业主及铁路部门的一致好评。

【关键词】：小半径曲线钢箱梁架设施工

1.工程概况：

连霍国道主干线天水至定西高速公路TD19合同段定西北互通立交桥位于甘肃省定西市安定区马家庄北侧，共有A、D、E匝道桥三座，跨径布置分别为：A-16×25+42（钢）+5×30m、D-4×30+45（钢）+2×20m、E-16.622+17+45（钢）+3×30m，桥梁全长965.622m，均采用钢砼叠合梁跨越陇海铁路。

钢箱梁采用工厂化制作，运至现场拼装成整体，采用DJ40m/160t架桥机架设就位后焊接梁间横向连接，使其连接成整体并在梁端箱体内填充钢纤维砼。然后在钢箱梁顶面及梁间铺设预制C50钢筋砼板，绑扎钢筋网，浇筑整体桥面砼。

本桥施工难点在于大跨度小曲线钢梁架设的桥机通过性、架设过程中的防倾覆及架设施工组织，对于多次跨越既有线短时间内架设小半径曲线桥梁施工具有一定的借鉴作用。

图1定西北互通立交桥位布置图

图2 钢箱梁横断面图

2.施工难点：

2.1施工时间紧

三次跨越陇海铁路，陇海铁路为国家铁路主干线，客、货运输繁忙，施工计划安排紧张，施工天窗时间短，每次施工天窗时间仅为40分钟，对施工现场组织要求高；

2.2施工难度大

D、E匝道桥面宽度8.5m，架桥机宽4.7m，桥梁整体位于半径为R-240m和-R160m的圆曲线上，架桥机的布设及过孔行走线路要求高，难度大；桥机最大通过梁宽为3.5m，钢箱梁最大总通过宽度为3.43m，曲线梁的运输、喂梁精度要求高，通过性差，架梁空间有限；

2.3 安全风险大

D、E匝道为曲线梁，半径小，最小曲线半径（E匝道内边梁）为156.25m，最大内矢距仍有1.43m，钢箱梁横向稳定性差，架设过程中容易发生侧翻，必须采取相应有效的技术保障措施；

3.施工准备：

3.1钢箱梁试拼与组装，组织业主、监理进行钢箱梁的验收评定工作，确保产品符合设计及规范要求；

3.2 DJ40/160架桥机进场，报地方技术监督局备案，拼装完成后请求技术监督局特检所予以验收，出具检验报告；

3.3根据现场工程实际编制施工技术方案和施工安全专项技术方案，组织专家会审，报监理工程师及业主审批，报兰州铁路局审批、备案；

3.4 复测桥梁支座垫石纵横向位置、高程、桥梁中线，标示出支座中心线、纵横轴线、钢箱梁边线、中线及端线，在已拼装完成的钢箱梁上标示出对应梁位钢箱梁的中线、边线。

3.5根据桥梁实际施工情况，在电脑上模拟架梁状态、计算出每一步骤所需时间，根据模拟结果现场划线定出桥机摆放位置及喂梁线路，确保钢梁起吊、运输时间在计划进度内；

3.6对架梁施工队进行详细技术交底和施工安全技术交底，对作用人员进行安全教育培训，确

保架梁施工质量和安全；

3.7 与铁路局各相关部室或站段签订各项施工安全协议，完善施工许可手续。

4.机械设备简介

根据总体工期进度安排，我项目进行了钢箱梁架设的施工招标，经过多次考察和遴选，最终选择了DJ40m/160t单导梁架桥机。

4.1 DJ40/160架桥机主要技术参数

4.2 DJ40m/160t单导梁架桥机应用于本桥特点

4.2.1桥梁整体位于小半径（最小160.0m)曲线上，桥面宽度仅8.5m，若采用双导梁架桥机必

须搭设支架加宽桥梁方可满足过孔及架梁作业要求，单导梁架桥机无需加宽，所需空间小，整体稳定性好；

4.2.2双导梁架桥机过孔过程中，需配重方可完成过孔作业，单导梁架桥机可自行过孔，满足铁路施工天窗时间要求；

4.2.3双导梁桥机吊梁纵移和横移就位过程中，至少有一个机腿要位于加宽支架上；单导梁桥机在吊梁纵移和横移就位过程中始终位于桥梁顶板宽度内，安全性高。

5.钢箱梁吊点选择

由于钢箱梁曲线半径过小，钢箱梁在吊装过程中由于偏心重力易发生侧翻倾覆。经我集团公司轨道设计院、集团公司和我公司技术、质量部门论证，与设计单位沟通后，采取四点吊装法进行钢梁吊装架设，即在钢箱梁两端距梁端10m处焊接专用吊装吊耳，每侧一个，共四个，吊耳配钻打孔，穿入φ8cm专用钢销，利用钢丝绳穿过钢销与桥机吊具相连，能有效平衡钢箱梁偏心重力，

5.1吊点计算

5.1.1计算原则

尽量采用有限元软件对钢箱梁吊装工况的状态进行分析，以利于指导实施。吊点位置均按照设计建议距梁端10m附近，该处设有横隔板。梁的有限元模拟均用板单元，以利于显示在四个吊点的情况下平曲线钢梁的空间状态。吊具钢丝绳以只受拉的索单元模拟。整个计算用大变形非线性选项控制。

5.1.2 计算结果

5.1.2.1反力

吊具钢丝绳最大竖向力为14.2t，水平方向分力基本保持平衡。

5.1.2.2位移

受曲率较大的影响，跨中梁面高差为7mm。平面翘曲现象不明显。

5.1.2.3 应力

吊装过程中最大应力出现在跨中为9.6Mpa。

5.1.2.4 吊具拉力

吊具钢丝绳最大拉力为14.3t，同侧两根钢丝绳拉力差在0.8t。

5.1.2.5吊耳局部应力

计算吊耳局部应力在131Mpa，能够满足使用要求。

根据计算结果，吊耳采用30mm厚Q345D钢板制作，长度1.0m，宽20cm，双侧开60度坡口与钢箱梁腹板焊接成整体；吊装用钢丝绳采用能承受60t拉力的吊装用钢丝绳。

6 桥机过孔及钢箱梁架设

6.1桥机过孔准备

过孔前，根据架桥机和桥梁实际空间尺寸，在CAD上模拟架桥机过孔作业，根据模拟结果，在桥梁顶面用红油漆标示出架桥机过孔走行路线及各节点时间位置，确保在规定时间内完成过孔作业，保证铁路线路正点开通，为后续施工创造条件。

架桥机调整好姿态，0#腿、3#腿收起，1#腿、2#腿支立于已浇筑完成的端横梁上，等待铁路信号开通。

6.2桥机过孔

6.2.1等待过孔， 1号柱、2号柱支立于已完成梁段上，收起0号柱、3号柱，此桥机动作在点外完成。

6.2.2 自行过孔第一步

桥机机臂前伸22.0m，支3号柱，收起2号柱，利用2号柱拖轮的动力2号柱前行至1号柱后23m处,到位后支好2号柱，收起3号柱， 0#柱利用拖轮动力自行过孔到达对面已完工梁体，支好0号柱。