工程概况

石武客运专线郑州黄河公铁两用桥主桥第一联采用( 120+ 5 @ 168+ 120) m 的六塔连续钢桁结合梁斜拉桥 。2 号~ 5 号墩于黄河主河槽, 其余墩位于滩地。钢桁梁采用无竖杆的三角形桁式, 桁高14 m, 节间间距12 m。横向布置为3 片桁, 中桁垂直, 边桁倾斜, 倾角为141 036b。下弦桁间距81 5m, 桁宽17 m, 上工采用在岸上固定的拼装平台上散拼成整体节间, 分阶段顶推到位的方法架设。钢梁顶推到位后再安装公路桥面板、钢塔和挂设斜拉索。

施工方案的比选及确定

施工方案的优点和难点在方案讨论阶段曾提出过3 种方案: 第一种是采用双栈桥龙门吊机悬臂架设方案; 第二种是采用架梁吊机悬臂架设施工; 第三种是采用顶推法施工。由于本桥跨越黄河, 黄河滩地风力较大, 采用梁顶弦桁间距12 m, 桁宽24 m。上层公路桥面宽321 5 m。下层铁路桥面为双线客运专线, 线间距7 m。该结构体系用于公铁两用桥尚属世界首次。铁路桥面为正交异性整体钢桥面板。节点处设节点横梁, 间距12 m, 桥面板与主桁的连接在工地现场完成。桥面板顶板连接采用焊接, 横梁腹板、底板和纵肋连接采用栓接。上弦平面在节点处设置横撑杆连接3 片桁, 横撑采用工字形截面。公路桥面板与横撑不结合。普通节点处不设横向联结系, 只在支点处设桥门架。上弦平面考虑施工时的安全, 设置临时平面联结系。为交叉形式的平面联结系。第一联钢梁总质量近21 6 万t。3 片主桁在中主桁布置桥塔, 桥塔采用钢箱结构, 塔梁固结。塔高37 m, 每个主塔布置5 对拉索。主塔立面布置为/ 人0字形, 从塔顶的单箱截面向塔根渐变为双箱截面。根据工程结构及所处的环境特点, 第一联钢梁施移动式钢梁架设吊机悬臂拼装时, 安全条件较差, 且拼装对点困难, 尤其是斜边桁杆件, 起吊对点更加困难;同时因钢梁跨度较大, 为满足结构安全必须在水中设置强大的临时墩, 临时墩在使用完毕按河务部门要求必须全部清除至局部冲刷线以下, 费用较高。架梁吊机悬臂拼装施工速度较慢, 施工均为高空水上作业, 施工安全风险较大, 加上施工工期较紧, 架梁吊机悬臂拼装整体施工效率不高。经过多次研讨和反复优化, 最终确定主桥第一联钢梁采用多点同步顶推施工方案。该方案为在岸上设置钢梁拼装平台, 钢梁全部在平台上拼装, 分批次拼装和顶推, 直至全联完成。经过业主组织专家评审, 认为该方案先进、可行, 适应本桥工程特点。

 顶推施工方案的优点和难点

由于本桥为钢桁梁, 只能节点受力, 且跨度较大,为168m, 钢梁第一联联长达1 080 m, 质量近3 万t , 其顶推施工科技含量高, 顶推架设的规模和施工难度大;在散拼支架上拼装钢桁梁, 能实现工厂化作业, 支架上设置的防雨棚, 可避免因雨季、冬季的天气变化对焊接、高强度螺栓施拧的不利影响, 能保证拼装质量; 同时采用多点同步顶推施工, 不需要在河中间设临时墩,减少了高空作业和水上作业, 不仅有利于保障施工安全, 而且减少了对河道的干扰。第一联采用多点同步顶推方案, 因铁路桥面无纵梁, 其顶推跨度、顶推总吨位和顶推长度大, 施工过程中如何保证长大杆件的吊装和空间斜边桁的定位、多点顶推同步性、桁片受力均匀性、墩顶滑道的精确定位循环进行以上步骤, 每次顶推7~ 8 个节间, 直至除S( M) E0 节段外的第一联全部钢桁梁拼装完成、顶推到位。导梁在过1 号墩后, 即可分节段拆除导梁。用轮胎吊机拼装最后半节间钢桁梁直至全部杆件拼装完成。最后依次拆除墩顶滑道梁, 进行钢桁梁体系转换并且安装正式支座。及墩旁托架顶推过程中的安全性, 是顶推方案实施的难点。

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