武汉青山长江大桥跨乙烯管廊桥钢板梁施工技术分析

管义能，鲁金龙

(1.武汉青山长江大桥有限公司，湖北 武汉 430000；2.武汉和纵盛地产有限公司，湖北 武汉 430000)

1 工程概况

青山长江大桥是武汉市四环线的跨江桥梁，位于天兴洲长江大桥下游约7.5 km，阳逻大桥上游约12.0 km，大桥全长7.548 km，包括2.442 km的南岸引桥、1.638 km的主桥和3.468 km的北岸引桥等部分。[1，2]

跨乙烯管廊桥从吴沙大道和已建乙烯上游管廊Jd-32～Jd-41顶跨过，沿道路中心线全长143 m，跨度为(32+2×41+29)m，主梁平面位于圆曲线上，沿道路中心线曲线半径2 200 m，主梁立面纵坡-0.503%。为缩小跨径，主跨桥墩采用斜置形式，S44#～S46#桥墩平行于道路，斜交58°；S43#、S47#桥墩与桥梁线路中心线正交布置。主梁采用多纵梁正交异性桥面板结构，沿道路中心线分为两幅，左幅段全宽为20.25 m，垂直中心线方向有六片纵梁，右幅段全宽为24.25 m，垂直中心线方向有七片主梁，每片梁的横向距离为3.6 m[3]。主梁顶板采用T肋加劲，底板根据受力的要求采用变截面；纵向梁的腹板高度为1.95 m，纵向梁之间沿曲线径向每隔4 m设置一道横向隔板。构部件材料选用Q345qD钢、10.9S等级的高强度螺栓和ML15电弧螺柱焊用的圆柱头剪力钉。钢梁在工厂分段预制，运输至现场吊装完成后焊接成桥。

2 跨乙烯管廊桥钢板梁总体施工方案

钢梁在工厂分段预制成型后，采用特种运输车型运输至现场，搭设临时支架，采用汽车吊或履带吊在支架上拼装，横向多片纵梁分别吊装，第一片梁安装时临时固定、确保稳定，后面主梁安装时及时与相邻梁段横向连接，预拱度横向随纵梁分片布置，纵向在支点处抄垫调整。

施工顺序以吴沙大道为合拢段，在43#墩侧从43#往在47#吊装，在47#墩侧从47#往43#吊装，在吴沙大道处合拢。同时以吴沙大道合拢段为界，43#墩侧先吊装右幅再吊装左幅，47#墩侧先吊装左幅再吊装右幅，安装顺序为先完成各区域纵梁节段的横向接缝连接，各区域纵梁节段架设完成并连接为整体后再进行纵梁顺桥向接缝的连接。

3 跨乙烯管廊桥钢板梁施工技术

3.1 钢梁拼装支架

(1)临时支架地基处理

临时支架的基础采用高为70 cm(80 cm)的C30混凝土条形基础，基础露出地面20 cm，局部软弱地带的条形基础下采用碎石换填，确保地基承载力不小于100 kPa。

(2)临时支架结构

采用2 m×2 m的井字型临时支架，其支撑立柱采用四根φ273×8 mm的钢管，钢管间的连接采用L70×5 mm的等边角钢。分配梁选用H型钢，其规格为H440×300×11×18，腹板的每个受力部位均设一道筋板。支架长度方向分为6 m标准支架，3 m标准支架，2 m标准支架三种类型。

(3)临时支架布置

选用25 t起吊量的汽车吊进行临时支架吊装，立柱置于混凝土条形基础上，与条形基础上的预埋件进行焊接并在立柱柱脚处焊接加劲板，立柱与立柱间用螺栓进行有效连接。

3.2 支座安装

(1)支座灌浆

浆体严格按照灌浆料厂家提供的配合比采用电动搅拌机进行拌制。灌浆前，用水平尺检测支座钢板水平度，提前计算本次灌浆需要的浆体量，确保搅拌量稍微大于计算量，以防浇筑过程中发生浆体不足的情况。灌浆过程中，首先将灌浆管置于垫石与支座间隙的中心部位，慢慢由支座中心向四周注浆，不留气泡，使灌浆材料注满间隙，以从支座底板四周的间隙观察到灌满为标准[4]，单个支座灌浆应在10 min内完成。

(2)支座养护

当灌浆施工发生在在冬季低温(小于5 ℃)尤其负温条件下时，必须要选用电热棒、电暖风等工具对锚栓孔和施工面提前施加防冻、加热措施，浆体搅拌时可将水加热至15～30 ℃灌浆施工完成后，为了提前达到设计强度，一般采用棉絮包裹、暖风机吹热风(温度≥30 ℃)等方式进行保温养护[5]。

(3)支座拆模

模板拆除需满足灌浆料硬化并达到设计强度的要求，不能提前拆除。拆模过程中，一方面要检查是否存在因漏浆和拆模不当对砂浆层造成破损，另一方面也要检查支座污损及表面防锈漆涂刷，如果存在以上现象，此时一定要采取补浆、清除及补漆等处理措施。

3.3 钢梁安装

(1)钢梁吊装

钢梁吊装应结合钢节段的结构形式和重心选择合适的吊装方式，本工程采用四绳起吊、吊装点对称设置的方式，钢丝绳与水平方向的夹角应不小于60°。结合现场实际情况，选择满足要求的吊车、钢丝绳、卸扣和吊耳进行节段吊装。梁段吊耳安装时应将吊耳安装到梁段强结构位置，尽量分布在三维模拟计算出的梁段重心上。吊装过程中，如出现偏重现象使梁段倾斜，应通过卸扣调整钢丝绳长度使其处于水平状态。选择钢丝绳和卸扣时，需要考虑计算安全系数和不均匀系数的影响，确保吊装安全。

(2)钢梁架设

安装好临时支架，整个吊装分12种工况，依次选择旋转半径、额定起重量、负载率均满足相应工况需求的履带吊按如下顺序进行吊装：ZA-1～ZA-6、YH-1～YI-7，ZB-1～ZB-2、ZC-1～ZC-2、YG-5～YG-7，ZB-3～ZB-4、ZC-3～ZC-4、YG-3～YG-4，YA-1～YA-2、YH-1～YH-2、ZH-1～ZH-2，YB-1a～YB-2a、YB-1b～YB-2b、ZG-5b～ZG-6b，YB-3a～YB-4a、YB-3b～YB-4b、ZG-3b～ZG-4b，YB-5～YB-7、ZG-1～ZG-2，YC-5～YC-7、YF-6～YF-7，YC-1～YC-4、YF-1～YF-5、ZC-1～ZC-6、ZG-3～ZG-6，YD-5～YD-7，YD-1～YD-4、ZE-1～ZE-6，YE-1～YE-7、ZF-1～ZF-6。

(3)钢梁焊接

①焊接准备：焊接前必须先进行工艺评定试验并出具报告，据其确定焊接工艺，焊接过程中不能擅自修改焊接参数。焊接前，需要对所有焊缝的锈迹、油渍和预涂底漆进行清理，清理范围为焊缝两侧20～30 mm，以出现金属光泽为合格标准。当环境温度低于5 ℃或板厚大于30 mm时，钢板焊接前应采取预热措施，焊接作业指导书有具体要求时，预热温度应符合其要求，否则应设为80～150 ℃。

②定位焊：正式焊接前，应先进行定位焊。定位焊焊缝长度为50～100 mm，间距400～600 mm，焊脚尺寸不应大于设计焊脚尺寸的1/2。定位焊缝和正式焊缝应采用一样的焊接工艺，必须满足相关质量要求，不能出现夹渣、焊瘤、裂纹等问题，有裂纹的部分应该在确保焊件装配尺寸正确的情况下进行修复，并将有裂纹的焊缝拆除。

③焊接施工：梁段吊装就位后，系统检查底板和相邻梁段面板间的拼接情况，主要包括间隙尺寸、吻合程度以及接头坡口尺寸、临时连接件定位等方面，确保面板吻合间隙与成桥线型一致。所有对接焊缝应在起、熄弧处分别设置一对引(熄)弧板[7]。焊接完成后，对熔渣进行清理，一般选用气割的方法将两端引板切除，保证切口平滑顺直，不能对母材造成损伤；同时，拼接处纵向与垂直应力方向的对接焊缝也许进行打磨处理，保证匀顺；所有焊缝按相关要求采用超声波、磁粉或射线检验。

3.4 高强螺栓施工

(1)施工准备

施工前应进行施拧工艺性试验，测量能够对扭矩系数产生影响的因素，包括扭矩系数、预拉力损失、温度与湿度四项，根据试验结果设定施拧扭矩，拧紧后还需再次检查扭矩，同时对每批连接板板间的滑动摩擦系数等参数进行复验[6]。组装前，对连接板摩擦面进行清理，以免减小其抗滑移系数，主要去除油迹、污垢，以及板边、孔边的毛刺、飞边和其他附着物。高强度螺栓的初拧和终拧是施工过程的重要环节，为便于操作管理和施工质量控制，本工程均选用定扭矩电动扳手。电动扳手电源应设专用电源线，同时为了确保拧栓过程的电压始终保持在200～220 V之间，有必要配备稳压设备，其输出电源线长度应控制在15 m以内，防止造成电压损失。

(2)高栓安装

穿放螺栓前，先将高强螺栓孔内的灰尘、锈迹全部清除，确保栓孔洁净。实际安装过程中，如果遇到螺栓不能顺利穿放的栓孔，此时严禁强行传入，必须采用与栓孔同等直径大小的钻头或绞刀进行修整或扩孔，将调整情况记录备案，严禁采用气割方式扩孔[7]。修整或扩孔前，必须先将栓孔周围的螺栓拧紧，不留间隙，避免因其产生的铁屑进入板层缝。高栓安装时，应在螺母和螺栓头两侧各设置一个垫圈，注意垫圈方向，有倒角的一面应分别朝向螺母支撑面和螺栓头[8]。

(3)高栓紧固

①高栓初拧

初拧前应检查拼装部位的高栓是否符合规定，检查螺栓规格、螺母及垫圈方向、螺栓朝向是否符合要求，检查无误后先用套筒扳手将高强度螺栓作一般拧紧，并做标识(标识为一个白点，标记在螺母侧螺栓中心)，再用相应的初拧电动扳手，自中间向两边、自中排向边排上下层对称初拧，施拧的同时要跟踪对称卡游，避免螺栓随螺母转动。

初拧完成后，用白色油漆笔对该接头已初拧高栓划线做标记并检查，采用0.3 kg小锤敲击螺母一侧，手按住相对的另一侧，如颤动较大者为不合格[9]，应予复拧，复拧扭矩等于初拧扭矩。同时用0.3 mm塞尺插入杆缝，插入深度小于20 mm者为合格，合格后划线标识。

②高栓终拧

终拧前应检查初拧是否符合要求及有无漏拧的高栓，符合要求方可进行终拧。终拧的方法及施拧顺序与初拧基本相同，终拧完成后，用红色油漆笔在螺栓端部做终拧标记，并详细记录终拧日期、终拧扭矩、扳手编号、天气情况和施拧人员等相关信息备查[10]。

在终拧完成4～24 h内，须对终拧情况进行检查。实际操作时一般选用紧扣法[11]，在螺母棱角处用画针划线并延伸至垫圈，用标定好的数显扳手再次拧紧螺栓，读取螺母划线相对于垫圈划线刚刚转动时的扭矩值，偏差不超过检查扭矩值的5%为合格。

3.5 压重混凝土施工

钢板梁压重采用铁砂混凝土，在钢板梁制造时，为便于压重混凝土浇筑，顶板压重区每个箱式设置一个500 mm×260 mm的浇筑孔，全部浇筑完毕后，封闭此部分预留孔。压重混凝土共计293 m3，其中左幅126 m3，右幅167 m3，压重铁砂混凝土在商混站拌制，通过混凝土罐车在规定时间内送至施工现场，经混凝土泵输送至指定位置。

4 结 语

武汉青山长江公路大桥建设规模大、技术含量高、环境复杂，需要跨过吴沙大道上的乙烯管廊Jd-32～Jd-41。结合现场实际条件及特点，制定了跨乙烯管廊桥钢板梁施工方案，综合考虑了施工的经济性、合理性、安全性和可靠性，确保了跨乙烯管廊桥施工的顺利进行。该桥已于2018年12月完成，实践证明前期施工方案的选择是正确、合理的，可为今后其他类似工程提供借鉴。