施工技术广东建材2020年第1期南沙港铁路鸡鸦水道公铁合建连续钢桁梁合龙技术麦小金（中国铁路广州局集团公司江门工程建设指挥部）【摘要】南沙港铁路西江特大桥跨鸡鸦水道主桥为（102+175+102）m公铁两用连续钢桁梁桥，主桥下层为I级双线电气化铁路，上层为双向6车道高速公路，钢桁梁断面呈倒梯形，采用华伦形桁式结不对称合龙的特点，制定了详细的合龙方案，结合监控量测数据，确保构。本文针对钢梁悬拼跨度大、跨中顺利合龙。合龙技术【关键词】南沙港铁路；公铁两用桥；连续钢桁梁；1工程概况西江特大桥跨鸡鸦水道主桥是南沙港铁路建设重、是公铁合建连续钢桁梁桥，全长难点控制性工程之一，381m，钢梁自重14513.5t。下层为I级双线电气化铁设计速度120km/h；桥路，上层为双向6车道高速公路，面全宽34.2m,设计速度100km/h。主桥孔跨布置为102+175+102m，边支座中心距端梁1.0m，钢桁梁采用华伦形桁式结构，桁高16.4m,主桁节间长度边跨12.75m,中跨12.5m，全桥由30个节间组成。钢桁梁采用两片竖直主桁，桁间距15.0；副桁上弦桁间距为33.5m，公路桥钢桁梁断面呈倒梯形。（见图1）面横向采用辅助桁架，施工难钢梁水上、水下、高空、大悬臂拼装安全风险高，度大。且钢梁在跨中进行合龙，合龙杆件多，精度要求高，受通航条件和施工成本限制，主跨不设置临时墩，钢梁精确合龙是本工程的重、难点。主桁杆件之间采用栓接方式，构件制作线形决定拼装线形，在加工厂需要严格按照要求进行杆件试拼装，加工制作精度要求。1.2主桁构件内宽1300mm主桁下弦杆采用箱型截面，（中支点处内高1800mm，加宽至1900mm），板厚24mm～48mm。杆件重量：除了E8杆重98216.0kg，其余重19811.8kg～59446.9kg。（见图2）内宽1300mm主桁上弦杆采用箱型截面，（中支点处加宽至1900mm）,内高1400mm，板厚24-52mm。杆件重1.1工程特点及难点钢梁主跨采用全悬臂拼装架设，最大跨度长度达87.5m，拼装作业面距离水面10m～17m，下部船舶通行，(a)桥跨布置图(b)断面简图（单位：m）图1鸡鸦水道主桥钢桁梁桥跨布置及断面简图-60-广东建材2020年第1期施工技术图21/2主桁立面图除了A7杆重99323.6kg,A8杆重73810.9kg，量：A9杆重77134.0kg外，其余重15167.7kg～55434.5kg。主桁腹杆根据内力的大小，采用王字形截面及箱型截面；副桁上弦杆采用工字形截面，副桁杆件采用箱型截面。铁路桥面系采用纵横梁明桥面，在两片钢桁下弦节公路桥面系点处设置横梁，横梁通过四根纵梁相连接；采用密横梁多纵梁-混凝土组合桥面结构。（单位：mm）抗倾覆系数不小于1.3。2.1大里程侧架设方法大里程侧设置预拼场，681#墩处设置1100t.m塔在吊提升站。E0’～E2’节间利用塔吊拼装，拼装完成后，除了A7、上桁拼装70t桥面吊机及运梁小车，A8、A9、E8杆件采用全回旋浮吊拼装，其余杆件采用桥面吊机拼装。合龙前退回至680#主墩上方。1.3理论预拱度（E2、在静活载作用下，边跨E2’）、中跨E15分别产生36.5mm，223.5mm的竖向挠度。边跨杆件的伸缩值分别是+36mm、-6mm、+19mm，-11mm、-4mm、-8mm、+4mm，中跨分别是-62mm、+27mm、+28.5mm、+8.5mm。预拱度通过保持下弦及桥面系长度不变，伸长及缩短其他杆件来实现。2.2小里程侧架设方案陆地上因受场地限制，在小里程侧设置小型预拼，其余杆件及合龙口通E0E1节间利用150T履带吊拼装，过300T全回旋浮吊拼装。3合龙方案3.1合龙口状态计算找出针对X、根据设计计算和现场监控的结果，Y、Z确定作用方向最有效的调整值。并灵活决定调整方法，力的大小及其所用的工具。为预测合龙口状态，采用MidasCivil2019有限分析结果如下元分析软件，对合龙工况进行计算分析，（见图3、表1）：南沙港侧=0.0029rad鹤山侧⑴转角：（0.168°），=0.0025rad（0.144°）。南沙港侧钢梁比鹤山侧高28mm左右。⑵竖向偏差：⑶纵向偏差：上弦合龙口为闭合状态，闭合值为闭合值为24.9mm。-64.4mm；下弦合龙口为闭合状态，2施工方案在工地拼钢梁在工厂制造时各构件间全部为焊接，装除桥面板焊接外其余为栓接。钢桁梁主节点A7、A8、A9、E8构件通过水路运输至其余构件通过公路运至施工现施工现场船吊直接吊装，场拼装。中678#-679#、680#-681#墩边跨采用支架法架设，跨采用悬臂架设，提前在678#、681#墩配置Ф40的压重后PSB1080精轧螺纹钢墩顶锚固或混凝土块压重，(a）合龙工况变形分布云图(b）合龙口状态图图3合龙前合龙口状态示意图（单位：mm）-61-施工技术表1合龙前合龙口状态节点编号dx1dzdx2dzdx3dzdx4dz变形34.8-246.9-13.3-247.2-29.6-213.311.6-218.9其他广东建材2020年第1期3.3合龙设计竖向偏差及钢梁合龙需要调整合龙口的横向偏差、纵向偏差。转角、调⑴调整横向偏差。利用横向纠偏装置移动钢梁，整合龙口横向偏差。对主⑵调整竖向偏差及转角。利用竖向起顶装置，调整合龙口纵向偏差及转角。通过计墩钢梁进行顶梁，算得出，在679#墩起梁299.2mm，鹤山侧合龙口下弦在680#墩起梁256.2mm，dz=308.6mm；南沙港侧合龙口下弦dz=257mm，可消除合龙口的竖向偏差及转角。下弦△z=51.6mm，利用南沙港侧梁整体起梁来消除。（3）调整纵向偏差。利用纵向纠偏装置或合龙口顶根据计算结果，将鹤山拉装置，调整合龙口的纵向偏差。侧钢梁纵移13.4mm，将南沙港侧钢梁纵移11.7mm（纵移，再结合龙口顶拉装置进行微值根据实测值进行调整）调，消除合龙口的纵向偏差。(mm)θ1=0.0029rad=0.168°θ2=0.0025rad=0.144°△x1-3=-dx1+dx3=-64.4△x2-4=-dx2+dx4=24.9、的变形值；注：dx、dz分别表示节点在x向（顺桥向）z向（竖直向）θ1、θ2分别表示合龙位置鹤山端、南沙端的竖向转角；△x1-3、△x2-4分别表示节点1与节点3、节点2与节点4间x向的相对变形值（负值表示合龙前初始状态此处为闭口值；dx向南沙港侧为正，dz向上为正。3.2钢梁合龙敏感性分析采用MidasCivil2019有限元分析软件对钢梁合主要考虑温度变化(升温)10°，龙时敏感性分析，主墩处标高变化(升高)10mm。（见表2）表2钢梁合拢口敏感性分析Dx(纵桥向)Dz(竖向)项目小里程大里程小里程大里程上弦下弦上弦下弦基本位移35-13-3012-247-219位移45-3-401-247-219升温10°变化值(△)1010-10-1100位移33-13-2812-229-200主墩抬高10mm变化值(△)-20201819竖向位移以上为﹢，注：纵桥向水平位移以向大里程侧为﹢，变化值=升温(抬高)位移-基本位移。3.4合龙步骤（见表3）⑴悬臂拼装后的监控量测数据及分析。⑵合龙杆件如图4所示。合龙前，保持678#、681#通过利用千斤顶调整679#、边墩墩顶钢梁不动，680#主墩墩顶高差来满足合龙挠度要求（图5、图6）。⑶合龙前详细测量两侧钢梁的纵横竖偏移及转角和温差、日照影响，根据测量资料认真分析研究调整方法与步骤。⑷利用679#(680#)墩墩顶的三向千斤顶，先调整MIDAS/Civil计算结果/m主桁安装后拱度30.0110.0110.0140.0140.0080.008-0.016-0.016-0.066-0.066-0.141-0.141-0.247-0.219结果分析/m理论拱度1+340.0530.0530.0990.0990.1350.1350.1530.1530.1250.1250.0720.072-0.0230.005安装拱度误差4-25-0.007-0.007-0.011-0.001-0.014-0.013-0.0080.0040.0080.0310.0230.0340.0260.024表3钢梁安装监测数据及分析标高设置点位置墩号679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩679#主墩680#主墩桁段号E8-E9E8'-E9'E9-E10E9'-E10'E10-E11E10'-E11'E11-E12E11'-E12'E12-E13E12'-E13'E13-E14E13'-E14'E14-E15E14'-E15钢梁安装标高值/m距墩中心钢梁制造拱度主桁安装后拱度线距离/m1212.50.0420.06012.50.0420.06025.00.0850.11025.00.0850.10037.50.1270.14937.50.1270.14850.00.1690.16150.00.1690.14962.50.1910.11762.50.1910.09475.00.2130.04975.00.2130.03887.50.224-0.04987.50.224-0.019注：E14-E15节间含E15节点杆件，E14'-E15节间不含E15节点杆件。-62-广东建材2020年第1期孔加圆孔合龙铰的措施。施工技术使得上弦节点⑸利用千斤顶在上弦节点施加张力，栓孔对应，安装上弦合龙节点，最后合龙腹杆,接着再安下平联。装上、⑹合龙后，起顶678#、681#墩钢梁，并将临时支座更换为正式支座；679#、680#墩顶钢梁起顶抽出钢垫板，之后落顶使钢梁和正式支座连接。图4合龙杆件图51000T三向千斤顶4结语西江特大桥跨鸡鸦水道公铁两用钢桁梁采用桥面吊机及全回旋浮吊等设备配合下，选取合适的架设方案及合龙方案，利用监控量测的数据修正，已于2018年11月架设完工，各项指标符合设计及规范要求。【参考文献】1)液压泵2)PLC控制屏3)液压千斤顶4)传感器5)液压软管6)传感线7)电磁控制阀[1]杨启兵，杨怀志，朱星盛，等.南京大胜关长江大桥大跨度连［A］卢春房主编.高速铁路建续钢桁梁架设与合龙技术.见：设典型工程案例—桥梁工程［C］.北京：中国铁道出版社,2015.259-275.潘东发，等.武汉天兴洲公铁两用长江大桥整[2]唐可，金海霆，［A］卢春房主编.高速铁路建设典节段钢桁梁施工技术.见：型工程案例—桥梁工程［C］.北京：中国铁道出版社，2015.279-312.周云，李慧明，等.厦深铁路榕江特大桥主桥连续钢[3]鄢怀斌，［Ｊ］桁梁柔性拱施工关键技术.世界桥梁，2014,42(4):6-9.图6液压系统用倒链在合龙点横向对拉，贯通主合龙口的横向位移，桁中线；利用679#墩墩顶千斤顶消除鹤山侧钢桁梁竖利用680#墩墩顶千斤顶及681#墩墩顶向偏差及偏角，竖向千斤顶消除南沙港侧钢桁梁竖向偏差、偏角及与鹤利用679#(680#)墩墩顶的千斤山侧钢桁梁竖向差值；顶将钢梁整体向合龙点纵移。将各主梁支点调整至设计状态，进行下弦杆合龙。钢桁梁合龙在结构上采用长圆(上接第54页)涂抹上显示液，就面裂纹渗透进内部；将渗透液清洗后，可以掌握内部缺陷问题。【参考文献】[1]刘祥伦.无损检测技术在建筑钢结构中的应用[J].建材与装饰,2019(12):49-50.[2]梁万昌.建筑钢结构工程及焊缝无损检测技术应用探究[J].建材与装饰,2019(07):46-47.[3]王旭.无损检测技术在建筑钢结构行业中的应用[J].科技风,2018(13):91.[4]王陆英,王青山.无损检测技术在建筑钢结构行业中的应用[J].科技情报开发与经济,2009,19(20):202-204，220.4结语综上所述，无损检测技术在钢结构质量检测中发挥着不可替代的作用，优越性极高。另外，加强建筑施工技术以及质量检测工作力度，是保障工程质量的基础，做好质量检测工作，为建筑市场实现高效发展提供了坚实基础。-63-