杨蒙YANG Meng

（中铁十四局集团有限公司，济南 250101）

1 工程背景

西安外环高速公路（南段）与秦户路相交，采用主线上跨形式，交角141.9°，桥梁结构形式为：60+80+60m 钢箱—混凝土组合梁，一孔跨越，分左右两幅设置。结构形式采用桩基础、方柱式墩、钢箱室、预制预应力行车道板、金属梁柱式桥梁护栏。

钢箱—混凝土组合梁分两部分：槽型钢箱室和预制桥面行车道板。其中钢箱梁箱室顶宽：8.9m，翼板宽：1.2m，底宽：6.7m，箱梁高：3.8m，行车道板宽16.9m，长度分为2.3m、2.8m、3.05m、3.3m 四种；左右两幅横向独立无连接。主梁采用Q370qDNH 槽型钢组合梁，主梁总高度为4.0m，主梁内采用K 形撑，纵向间距为4m。行车道板采用预制混凝土板，横向全宽预制，并设置横向预应力；行车道板预留焊钉孔，在焊钉孔及湿接缝处对应的钢梁上翼缘板设置集束式焊钉，待预制行车道板定位安装后，浇筑焊钉孔、湿接缝混凝土与钢梁连接。（图1、图2）

图1 桥型布置图

图2 标准横断面结构形式

2 施工条件

①主线与被交线交角为141.9°，交角较大，几乎与线路平行；②线路主线上跨秦户路，秦户路为一级公路，双向四车道，路面宽度28m，交通繁忙，车流量较大；③公路两侧地表植被为葡萄树和景观树，无法设置现场施工场地。

3 钢箱梁施工方案比选

3.1 方案设计

钢箱梁制造全部按照加工图和制造工艺在工厂内切割、下料、矫正、打孔，并焊接成单元件，运输至现场进行拼装、焊接组成节段。

方案一：大节段吊装：钢箱梁在场内加工为单元件，运输至加工场地进行节段组装，根据箱梁分段图进行再切割（分段图如图3），经验收合格后拼装成型。

根据分段重量边跨采用垂直主线节段拼装，主跨跨被交路位置采用平行被交线节段拼装；边跨用35T 吊车拼装，主跨用300T 平板车运输至吊装位置，再采用350T 履带吊进行拼装。主跨吊装共需要4 次，每次中断交通需约8 小时。

表1 方案1 节段重量表

总体拼装方案如下：钢梁分段运至吊装施工现场后，采用吊车将钢梁分段吊装到现场搭设的临时支架上进行拼装作业；同一桥梁先进行左幅桥施工，再进行右幅桥施工。

根据各钢箱梁在加工方案中分段最大重量和拼装时最大起重高度，钢梁拼装临时支架采用无缝钢管进行搭设，钢梁吊装起重设备采用2 台350 吨汽车吊根据实际情况或搭配吊装或单独吊装。

方案二：单元件拼装：根据桥式孔跨布置、加工制造、施工的需要，将全桥钢箱梁纵向划分成节段1~13 节段，由于结构形式的特点，横向划分为A~B 两节段。全桥钢箱梁共分为26 节段。梁段场内加工制造完成后，梁段成品采用汽车运输至施工现场，再采用龙门吊吊装。

施工各临时墩，在边跨、中跨范围搭临时墩支架，临时墩由支架基础、钢管立柱、横梁组成，支架施工完成后在支架顶部制作钢箱室拼装胎架，在胎架上分段拼装钢箱室，每次拼装节段不少于3 段，拼装检查合格后，留最后一节段参与下一批次拼装。由于各单元件重量均小于50 吨，采用龙门吊拼装满足各方面吊装要求。

支架平面布置图如图5。

图5 支架平面布置图

方案三：顶推施工：根据桥式孔跨布置、柱墩间距，在边跨设置60m 拼装平台，中跨跨中位置设置临时支墩，主梁前端设置30m 钢导梁，从小里程方向往大里程方向顶推。

首先在拼装平台上组拼钢导梁，将运输至现场的钢箱梁单元件在拼装平台上拼装成整体；每次顶推长度20m，依次顶推大里程60m，中跨80m，顶推完成后在胎架上拼装小里程60m 边跨。

图4 钢箱梁分段及支架搭设示意图

3.2 施工方案比选

3.2.1 顶推方案与原位拼装方案比选 单元件拼装方案和大节段拼装方案均属于原位拼装方案，顶推方案与原位拼装相比，可以最带限度的减少道路占用和影响交通的时间，仅仅占用中央分割绿化带搭设临时支墩，不用封闭交通即可进行施工。顶推方案优点：

①钢箱梁施工过程不与道路交通相互干涉，施工约束少，交通安全风险低；②钢箱梁顶推过程中，梁底净空与成桥净空基本一致，最大限度的满足行车限界；③钢箱梁加工集中在拼装胎架上，施工区域较小，支架搭设和胎架设计最好为全封闭式，可无限接近工厂化，投入成本较少，易于施工管理和质量控制。

缺点：①属于高难施工技术，过程复杂，要求高；②需要专业的施工队伍与专业的步履式顶推设备，顶推过程突发问题的处理，顶推位置的特俗变化，均需要专业的调整；③同步式步履顶推除需要设置临时支墩，还需对顶推位置边墩进行检算复核反顶推力，不能满足设计要求时需要设计墩旁支架，并同时对中跨临时支墩进行单独设计，满足顶推要求；④顶推方案需要增加前导梁，经初步测算前导梁需要约200 万，与原位拼装方案相比，费用增加约75%，费用占比较大；⑤顶推过程需要在拼装胎架上进行钢箱梁拼装，每次拼装长度受胎架约束，与原位拼装方案相比施工进度增加50%。

3.2.2 单元件拼装方案和大节段拼装方案比选 这两种方案均为原位拼装方案，钢箱梁加工厂将单元件制作验收完成后运输至施工现场，首先进行支架搭设和胎架制作，其次进行单元件组拼，再进行节段拼装，最后焊接成桥。单元件拼装优点：①单元件运输方便，不要与交管部门进行超高超宽货物的运输申请；②吊装设备不需要特别大，常用型吊装设备选型多，容易满足施工需要；③支架搭设方案设计为常规工艺，计算团队能力要求较低；④施工工期短，支架上设计原位拼装胎架，单元件可直接上桥拼装，吊装、拼装、焊接形成流水作业；⑤最大节段的单元件设计，可以最大限度的减少焊缝总量；⑥支架原位拼装焊接，不需要单独设置拼装场地。缺点：①支架法施工，支架数量较多，临时工程投入较大；②支架立柱占用一部分既有道路，影响道路交通，但不中断交通；③审批手续涉及交管部门，审批流程比较复杂。

图6 钢箱梁顶进方案示意图

3.2.3 方案比选 基于本工程钢箱梁施工环境综合考虑施工成本、施工工期、交通影响程度、施工设备等因素，经比选确定方案二为最优方案，各方面因素对比如表2。

表2 方案各类因素对比表

3.2.4 方案研究结论 由于本项目施工工期不属于关键性控制因素，经过比选最终确定方案二为最优选择，在节约施工成本的条件下，既可以充分利用既有的龙门吊资源，又不中断交通，方便交通导改方案的审批办理。本项目采用方案二施工，自现场拼装开始至最终验收完成，共5.5个月，很好的完成了施工任务。

3.3 单元件拼装施工工艺

根据本钢桥的特点确定钢梁制作分为三个阶段：单元件制作、节段吊装、桥上连接（施工现场）。即：下料→板单元制作→运输→拼装场地胎架及原位拼装胎架搭设→吊装→桥上连接（梁段连接）→检测验收。

3.3.1 板单元划分 板单元是钢梁制作的基本单元，在满足设计要求、保证桥梁制造质量的前提下，对节段进行板单元划分。本桥板单元制作按结构类型的不同划分为底板单元、T 梁单元、隔板单元和K 形撑单元等，所有单元件均根据最大板块进行设计，减少钢桥的整体焊缝，同时采用“双定尺”进行钢板定做。

3.3.2 节段吊装 板单元在加工厂制作完毕后采用汽车运输至桥址，采用龙门吊进行梁段拼装，钢箱梁由两边向中间拼装。根据吊装重量、现场情况、站位情况选用两台50T 龙门吊进行吊装作业，先吊装底板单元，然后吊装隔板和T 梁或腹板单元，焊接成梁段。

3.3.3 桥上连接（梁段连接） 采用整箱体在胎具上进行组装。胎架设置的胎形与施工控制确定的预拼线形一致。胎架具有足够的刚度和几何尺寸精度，并按工艺文件要求检测胎架的几何尺寸是否符合施工控制的要求。钢梁预拼装时3 个标准梁段连续匹配，按施工控制确定的预拼线形组拼，梁段拼装顺序与吊装顺序相同。

4 结束语

本项目结合施工环境和钢桥特点等，对设计方案进行设计和比选，在影响交通最小、节省施工成本、加快施工进度、减少焊缝提高钢桥质量等方面，通过各个因素的分析，最终得出最适合本桥的最优施工方案，具有明显的经济效益和社会价值，为同类施工环境的钢箱梁施工提供经验。