枝城长江公铁两用桥正交异性板架设关键技术
陈志敏“"，高洪波”
重点实验室，湖北武汉430034；3.中交第二公路勘察设计研究院有限公司，潮北武汉430052） （1.中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司，湖北武汉430074：2.楼梁结构健廉与安全国家
[摘要】枝城长江大桥为公铁两用钢桁架桥梁，公路桥桥面板病害严重，行车道板与纵向钢梁呈大量脱空状态，桥面行车产生较大扰动.本次维修拆除原公路桥混摄土桥面板，安装正交异性例桥面板.采用MIDAS建模计算，分 析新桥面板安装过程托架和纵梁的受力情况.介绍新桥面板的架设方案、方续，详细闹述架设设备选型和设计、架设精度控制、线形控制方法.
[关键司]桥梁工程：公铁两用桥；旧桥改造：架板机：设计：施工技术
[中围分类号】TU758.11
[文戴标识码]A[文章编号]1002-8498（2017）02-0049-05
Key Technology of the Construction of the OrthotropicPlate of the Zhicheng Yangtze River Railway and Highway Bridge
(1. Wshan Bridge Sperial Technoiogy Co. Lad. China Raileay Major Bridge Engineering Group Wahan Chen Zhimin'² Gao HongboHubei430074 China ;2. State Key Lborutory for Healah and Safety ef Bridge Stractures Wahax Mabei 430034 Chiso; 3. CCCC Second Highwy Comsua Co. Lul. Wuhan Hubei 430052 Chine)
Abstract ;Zhicheng Yangtze River Bridge is a two purpose steel truss bridge or highway snd railway thehighway bridge deck disease seriusly a large void appears between deck and longitudinal beams thedeck has a large disturbsnce while driving. The original highway bridge concrete bridge deck was removed and the orthotropic steel bridge deck was installed in the repair. By using MIDAS modelingcalculation the stress of the bracket and the longitudinal beams in the installation process of bridge panelwas anslyzed. The erection scheme and method of bridge panel were introduced the equipment selectionand design erection accuracy control linear control method were expounded in detail.
Key words; briges; railway and highway bridge; old bridge reconstruction; erecting plate machine; design; construction
本文依托枝城长江大桥公路桥维修加固工程为促进旧桥改造施工技术现代化、标准化、提为研究背景，在现有正交异性板安装方案方法的基
0引言
高效率、缩短工期、保护环境、节能减排，特别是邻础上，结合本项目的独特性，对铁路正常运营条件营和航道安全尤为关键，特别是铁路正常运营条件方案方法进行详细闹述，同时对架设精度控制、线下公路桥正交异性板安装质量控制极其重要.正形控制方法进行分析和研究.履带式起重机、杆式起重机、独立设计的架板机装设备及方案不仅关系到正交异性钢板能否安全、1742.3m，公路桥全长1744.796m.主桥孔跨布置 等，根据特定作业环境选择，设计具有针对性的品桁架桥、第1座公铁同面的长江大桥.铁路桥全长高效安装到位，还关系到正交异性钢板安装质量.
交异性板安装常用的吊装设备有：汽车式起重机、1工程概况
枝城长江大桥是长江上第2座公铁两用连续钢为（4×1605×128）m钢桁架桥.主桥布置如图1所示.
主桥公路桥全长1280m，宽7.1m，分左、右2幅，位于从2片主析架下弦的节点外侧悬臂伸出的
图1桥型布置Fig.1 Bridge layout
托架上，托架上设置4片纵梁，支撑5m宽行车道和1.45m宽人行道.原桥采用16m1联混凝土正交异性板，16m设置1道伸缩缝，本次加固设计为拆除原有混凝土桥面板，采用新增32m1联正交异性钢桥 面板，全桥共80联，32m设置1道伸缩缝.正交异性钢桥面板与原桥支撑纵梁结构采用高强度螺栓栓接.主桥横断面如图2所示.
2架设方案比选
架且铁路正常运营、一侧为临江面且桥下为长江主 本项目公路与铁路同面，公路一侧为铁路主桁航道，作业空间狭小，可采用的架设安装方法各有利弊.架设方法比选如表1所示.
3架板机选型及设计
图2主桥横断面（单位：m）Fig.2 The cross section (unit: m)
3.1架板机选型
新制正交异性钢桥面板分成4m节段制造，便于运输和安装，标准节段桥梁横向宽7m，里程方向
长4m，最大单位重10t.根据整机吊重、走行方式、吊装方式、功能需求、优缺点进行选型设计.本架
表1架设方案比选Table 1 Ereetion scheme parison and selection
方案 利用钢织梁上安装四氟板作为滑道， 方案摆述 优点 无法保证孔位对齐质量，预拱度 缺点 备注32m1联拖控 置预拱度，钢梁与垫块连成整体从桥 桥南端32m作为钢频需拼装胎架，设 每联重80t，拖拉力48kN，拖 拉力较小 无法保证；横向、纵向纠偏不便：方式与32m拖控方式一致，不需要设 南端往北端拖拉 能更好保证预拱度、线形、对 安全风险高 必须等正交异性板全部拆除完4m1节段拖控 置胎架，直接从桥南增往北拖拉 齐孔位质量 成后才能进行钢梁安装工作251起重机架设 4n节段吊装 齐孔位质量：租赁容易、移动 能更好保证预拱度、线形、对 安全风险高，配重回转受铁路桥 “m”字梁影响，不能演足现场能更好保证预供度、线形，对齐 方便 要求 配重回转受铁路桥“m"字爱影履带式起重机架设4m节股吊装 孔位质量，租赁容易、移动方 便、地面接触面积较大 响，不能满足现场要求架板机架设 4m节段吊装 结构轻便、自动化程度高、空 需要设计和定制 最优方案间占用少
表2架板机选型设计
Table 2Ereeting plate machine type selection design
方案 吊重 整机 走行 受力 吊装 优点 缺点 备注质量 前后轮均在钢额梁上走 方式 方式 方式 无需铺设轨道 自重大，前后错国施工1 15t 35t 行，后端走行 前轮在钢织梁上走行，后 配重、前辅图 后悬臂吊装 安全风险高2 15t 18t 轮在混凝土路面和人行 无需错固和 配重 中间吊装 点反力最小 无需错固和配重，支 需铺设轨道 最优方案道钢梁上走行 前后银周或 身吊装，不需在钢纵 轨道可靠起重机自 需铺设轨道，前后均需15125.61 前后轮均在混凝土路面 上走行，前端走行 配重1.25倍 错团拉力 吊装 梁上走行，安全性 储图端或配重较高
3.2架板机结构
3.3原桥结构应力计算
板机设计需满足以下要求和特点：全自动、结构简单、自重轻、设备高度小、可提升下放纵移横移、吊具具备360°旋转功能.
同的架板机，依据设计和功能要求进行比选.架板 根据支腿受力部位不同，设计3种结构形式不机设计选型如表2所示.
结构钢纵梁上走行，中后支腿在已安装正交异性板 架板机设计为6支腿门式结构，前支腿在原桥上走行.前支腿设置限位装置，中后支腿设置轮箱走道.自重18t，起吊能力为15t，起吊高度为2m.较小自重能有效减小施工过程中原桥钢纵梁、托架 结构应力.架板机结构立面如图3所示，支腿立面如图4所示.
图3架板机结构立面示意
Fig. 3 Ereeting plate machine structure schematic
图4支题立面Fig. 4 Supporting leg facade
利用MIDAS对原桥托架、纵梁、已架桥面板、架桥机结构进行统一建模，考虑托架与原桥主桁架节 点为固结约束，钢桥面板与钢纵梁采用弹性连接约束，轨道与钢桥面板采用弹性连接，架板机与轨道采用弹性连接.
分别计算架板机空载、架设最重桥面板静载、纵向 架板机自重18t，待架桥面板最大质量为11t.移动桥面板、横向移动桥面板4种工况下托架和纵梁的强度、挠度.
机构为最不利情况.最大位移发生在架板机主梁 通过计算，提梁纵向移动时架板机及桥梁自身处，位移值为6.4mm，小于允许挠度值L/600=13mm，状态安全.提梁纵向移动过程中，托架前端部的应力值最大，为90.7MPa，小于Q235钢材容许
应力，状态安全.
4正交异性板架设方案
4.1架板机的布置和架设方向
全桥共设置4台架板机，左、右幅两端各设置1台同步架设，严格控制架设同步进度和桥梁荷载，尽量减小对铁路主桁架的偏载影响.梁下设置吊架平台、铁路主桁架侧设置防侵界防护网.架板机的布置和桥面板架设方向如图5所示.
图5架板机布置及架设方向Fig. 5 Ereting plate machine layout andinstallation direction
4.2架设工艺流程
装完毕后在已架正交异性板和原桥钢纵梁上拼装 前2段正交异性板采用汽车式起重机安装，安架板机.桥面板架设的工艺流程如图6所示.
Fig.6 Bridge deck erection process 图6桥面板架设工艺流程
4.3临时设施设置
本项目铁路在中间，公路在两侧，公路与铁路同面.公路施工时务必将公路作业区与铁路营业线隔离分开，采用防护网隔离带避免侵界施工，防 护网采用抱箍方式固定在铁路主桁架上.采用吊架平台降低航道运营安全，吊架平台固定在支撑纵梁上.铁路防护网布置如图7所示，梁底吊架平台布置如图8所示.
4.4线形控制
4.5运输
4.6起吊纵移
4.7横移
图7铁路防护网
Fig.7Railway protection network
图8吊架平台Fig.8 The hanger platform
一断面上钢梁标高相同，由于安装偏差导致4道 正交异性板支撑结构为4道钢纵梁，原设计同钢纵梁同一断面高程存在1-2cm高差.新设计正交异性钢板与钢纵梁间采用垫板调平后采用高强度螺栓连接.
一断面支撑点上采用钢垫板进行抄平，还需满足桥梁 安装前需进行全桥高程通测，拟合全桥高程，同纵向高程线形需求.依据拟合高程，钢板高度为2.6~7.4cm，配备2.4，8.10 20 30，40mm厚规格.
采用平板运输车运输单块正交异性板，运板汽车运输至架板机中后支腿之间，等待吊装.平板车货箱高度要求≤1.2m，货箱长度≥6m.
间距严格控制，吊耳与正交异性钢板采用焊接.吊 正交异性板上设置4个吊耳，4个吊耳级横向耳对角线中心为正交异性钢板浇筑混凝土后的理论重心，起吊时吊耳对应架板机硬吊具的耳板.运间，操作d车和吊具纵横移动对应正交异性钢板吊 板车将正交异性钢板运送至架板机下的中后腿之耳位置，利用可循环使用吊耳和插销连接正交异性钢板吊耳，起吊正交异性钢板，运梁车驶出.操作性钢板上方30-50cm，防止自由高度过大.操作d 提升装置下降，使正交异性钢板降落至已架正交异车纵向移动至中前题待安装区域.
本方案的亮点之一为横移.正交异性钢板需
4.8吊具旋转
4.9就位
4.10临时焊接
4.11架板机行走
4.12架设精度控制
窄边运入架板机中后腿之间，起吊运抵至中前腿之间后需旋转90°就位.又由于架板机距离铁路主桁架净距只有0.6m，正交异性板运抵至中前腿中心时
冲突，故需将正交异性钢板横移远离铁路主析架， 不能及时旋转，会导致正交异性钢板与铁路主桁架横移距离为1m，横移完成后再旋转.
进行360°回转，360°回转有利于正交异性钢板架设 本方案亮点之二为360°回转系统，可将被吊物精确初步就位.
正交异性钢板横移到规定位置后遥控操作旋转吊具旋转90°，使正交异性钢板与桥需纵输线锤 直，然后起吊下落正交异性钢板.有效避免了有限空间位置人工旋转带来的安全隐患.
回转完成后，操作d车及横移装置使正交异性使待架正交异性钢板与已架正交异性钢板在高程、 钢板初步就位.再利用千斤顶进行平面位置微调，线形上精确对位.
正交异性钢板8块为1联，纵桥向32m设置1道伸缩缝，8块正交异性钢板架设完成后从中间往 两边统一焊接，考虑纵向收缩变形，8块正交异性钢板的安装总长度比设计扩大2cm.
临时焊接方式固定，正交异性钢板支撑于原桥纵梁 待架正交异性钢板与已架正交异性钢板采用上，临时固定后架钢板机可在未与已架正交异性钢板焊接成整体和高强度螺栓未施柠前的待架正交异性钢板上走行，继续架设下一块待架正交异性钢板.
首先把2根可移动的轨道铺设到已焊接并固定好的正交异性钢板上，去掉原可移动轨道上的止挡指挥架桥机纵向行驶至指定位置，并使前支腿与原 及限位开关并安装于刚铺设好的轨道上：然后遥控桥钢纵梁镇固.
采用高强度螺栓连接，每块正交异性钢板与钢纵梁 1）钢纵梁配孔正交异性钢板与原桥钢纵梁对应一处螺栓孔群，每块正交异性钢板共设置4处螺栓孔群.新制正交异性钢板螺栓孔群需与原桥钢纵梁上既有螺栓孔群匹配，且钢纵梁部分螺栓孔群需扩孔.采用螺栓扩孔器进行配孔，先刻画出螺 检孔群中心和螺检中心，依据中心点进行配孔，尽量减小原有螺栓孔群偏差.
2）钢垫板抄垫先测量现场原有螺栓孔群实
高.全自动可横移360°旋转架板机已申请和颁发了实用新型专利（专利号：ZL201420380366.1），该架板机结构形式和架设方法得到了行业内和专业 结构的认可，全自动、结构简单、自重轻、设备高度小、可提升下放纵移横移、吊具具备360*旋转功能等优点和架设理论可在今后公铁两用桥维修加固工程上得到广泛应用.
际尺寸，根据测量尺寸进行钢垫板配孔.配孔完成统一存放，钢垫板安装前进行喷砂处理.现场按照监控提供标高对正交异性钢板进行抄垫，按实际需求选择不同型号的钢垫板，以保证桥梁成桥线形.
3）节段对位正交异性钢板均在厂内预拼装保证工地端口的对合精度.在纵梁上标识出基准线，并严格按照标识进行正交异性钢板节段定位.
架板机与正交异性钢板之间的连接.施工人员借 4）精确调整正交异性钢板初步就位后，解除助千斤顶对正交异性钢板进行精确定位，控制正交异性钢板平面位置和对角线偏差.精调后即可进人正交异性钢板安装阶段.
参考文献：
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5）线形控制采用严格控制钢垫块高度的方式控制局部高程，新安装的正交异性钢板高程趋势线形不做调整，与主桁架高程趋势线形保持同步.依据原桥主桁架平曲线线形控制正交异性钢板里 程方向线形和偏位，保持桥面板边线与原桥主桁架线形平行一致.
5结语
枝城长江大桥公路桥正交异性钢板共计80联640节段，利用4台架板机进行架设，累计用时85d， 架设速度远远大于焊接速度.全过程未发生既有线和航道安全事故，临时设施和架板机方案经济合理、优质高效，正交异性钢板就位速度快、安装精度
实施了北部城区给水工程.
张家口宣化北部城区给水工程主体完工
据了解，该工程设计总规模日供水能力4.32万m，总投资约为8400多万元.工程项目包括：在宣泵站设计总规模日供水能力2.2万㎡；对现有东水 化区北外环路与经三路东南处新建加压泵站，加压厂二级泵房及变配电室进行扩建改造，满足北山园区和开发区北部区域供水需要；于高铁新城、北山园区和开发区东北部铺设直径200~700mm配套输配水管网，总长48887m.
为进一步满足张家口宣化区北部城区城市建设发展的供水需求、保障区域用水安全，去年7月该区北部城区给水工程项目开工建设，经过近半年的紧张施工，日前，该工程项目主体已完工并通过验 收.工程竣工后，可满足即将建成的北山园区、高铁新城、东新区北部约11.72km²区域居民生活和工业给水需要.
断推进，该区对北部城区加快了规划与建设.宣化 近年来，随着宣化区城市建设及城区改造的不区北部城区位于城区京藏高速以北，西起柳川河，东至刘家窑村东侧，北至草帽山、奶奶怀山、黑山沟路和高铁新城均位于此.现有城市给水设施已不 及卧虎山，南至京藏高速，规划建设中宣化北外环能满足该地区供水需要，一方面导致部分居民只能使用自备水，水质卫生无法得到保障；另一方面使得水资源无法进行统一管理，用水无计划，宣化东部新区和北部城区供水高峰时的水量也较少、水压 较低，严重影响居民生活.为此，根据宣化区整体规划及城市发展建设需要，宣化供水有限责任公司
该工程峻工后，可满足即将建成的北山园区、高铁新城、东新区北部约11.72km²区域的居民生活和工业给水需要.目前，北山加压泵站的清水池、加压泵房、变配电室、加氯间及管理办公用房已 完工，其他后续项目正在逐步完善中.
（摘自“东方网“2017-01-12）
（施工技术）官方
