1 工程概况

　　国家高速公路青兰线平阴黄河大桥是新建泰(安)东(阿)高速公路跨越黄河的通道，桥址位于济南平阴和聊城东阿交界处，全桥长3.916km。主桥为(180m+430m+180m)双塔中央索面组合箱梁斜拉桥，桥面宽35.5m，宝瓶型索塔。采用塔墩刚接、塔梁分离的半漂浮体系，主梁与桥塔下横梁间设置支座。45号共用墩接滩内引桥，46,47号为主塔，48号共用墩接跨大堤桥。结构布置如图1所示。

　　主梁由顶板、底板、腹板、横隔板及挑梁通过焊接形成钢构架，其上架设预制桥面板，现浇混凝土湿接缝，与钢梁顶板上的剪力钉形成整体，组成钢-混凝土组合箱形梁。钢箱梁采用单箱三室断面，全宽35.5m，悬臂长4.75m，截面中心梁高4.0m，标准横断面如图2所示。

　　图1 平阴黄河大桥主桥结构布置示意(单位:cm)  

　　图2 主梁标准横断面示意(单位:cm)  

　　主桥钢箱梁总长789.0m，为便于制造和运输，划分为A～I共9种类型，总计101个梁段，分为塔区梁段(梁段编号M1,0,S1)、标准梁段(梁段编号S2～S16,M2～M26)、边跨合龙梁段(梁段编号S17)、共用墩梁段(梁段编号S18～S23)和中跨跨中梁段(梁段编号M27)，梁段划分参数如表1所示，各梁段之间采用工地现场焊接形成整体。主梁设边跨和中跨合龙口。

　　表1 钢箱梁分块划分参数 

　　注:M代表中跨侧，S代表边跨侧

　　表1 钢箱梁分块划分参数

　　2 钢箱梁总体施工方案

　　经方案研究比选，塔区梁段S1～0～M1及共用墩梁段S18～S23采用搭设临时支架、吊装后拖拉滑移法架设;标准梁段M2～M26,S2～S16采用双悬拼法架设，边跨合龙后拆除边跨桥面吊机，并在S18～S23梁段施加永久压重。

　　中跨侧M2～M26梁段跨越黄河，不具备浮运条件。采用搭设施工栈桥顺梁宽方向运梁，起吊后旋转90°拼装的方法架设，该侧桥面吊机加设旋转装置。中跨侧设合龙梁段M27，采用配切合龙法施工。

　　钢箱梁先由工厂加工成板单元，运至桥位现场组装成箱梁节段并喷砂、喷漆。边跨侧梁段按架设顺序置于主梁轴线下方，主跨侧梁段置于存梁区，再由平板运梁车运输至桥位吊装。

　　3 钢箱梁施工技术

　　3.1 塔区及共用墩梁段施工技术

　　3.1.1 临时刚接及安装支架

　　塔区梁段临时刚接包括竖向、横桥向和纵桥向3个方向的限位。其中，横桥向限位为在桥塔A梁段两侧支座加劲位置浇筑混凝土，在混凝土与梁段加劲处顶紧方木，限制钢箱梁的横桥向移动;竖向和纵桥向采用临时刚接钢管支架和钢绞线进行锚固，布置了15-12钢绞线32束，张拉应力为558MPa，临时刚接钢管支架单个桥塔共设置6排6根1 000×10钢管，分别对应钢箱梁加劲处，顶部设垫梁和三向千斤顶，钢管中灌砂增加钢管承载力。

　　塔区钢箱梁安装支架为2排6根529×8型钢钢管构造，支架底部位于承台上，每排支架上部各设1根通长H588型钢轨道，轨道上布置坦克轮、连续千斤顶。临时刚接和安装支架具体布置如图3所示。

　　图3 临时刚接和安装支架布置平面  

　　边跨梁段临时搁置支架采用529螺旋钢管桩，上部设2根通长H588型钢轨道，钢管桩纵轴线与桥轴线重合。

　　3.1.2 钢箱梁吊装定位

　　钢箱梁由存梁区通过平板运梁车运输至安装现场。以46号墩塔区梁段为例，2台500t汽车式起重机按S1→0→M1顺序依次将钢箱梁吊装至安装支架坦克轮上(坦克轮与钢箱梁对应位置提前做好标记)，落梁的误差控制在5cm内。2台20t连续千斤顶顶起钢箱梁，配合坦克轮沿轨道向45号墩方向滑移，落至临时刚接钢管支架的垫梁上，支架已提前标识出每块梁段的理论外廓线，初步就位所有梁段后进行精确调位。

　　采用4台三向千斤顶进行精确调位工作。同样以46号墩塔区梁段为例，三向千斤顶对应钢箱梁横隔板位置，在顶部设置橡胶板和5cm厚钢板作为垫板，梁段调整直接在支架上进行。4台三向千斤顶同时顶起钢箱梁，按先调整轴线，再调整里程，最后调整高程的顺序，调整梁段，直至梁段高程、四角相对高差、轴线符合设计及监控要求后，将该梁段与已成梁段焊接。对于塔横轴线上的0号梁段，精调完毕后进行临时固定，防止其他梁段调整时使其位置发生变化。待所有梁段精调完毕后按设计要求张拉临时刚接预应力，将塔区梁段与承台进行锚固。

　　3.2 中跨标准梁段旋转吊装架设技术

　　标准梁段采用边跨与中跨对称的双悬拼法架设，在M1,S1梁段拼装桥面吊机，钢箱梁采用平板运梁车顺梁宽方向运梁至桥位、桥面吊机旋转吊装架梁的施工方案，中跨侧桥面吊机加设旋转装置。

　　3.2.1 桥面吊机

　　桥面吊机由主桁系统、提升系统、行走系统3部分组成。其中，主桁系统包括主桁架、横梁连接杆、滑座、斜撑杆和后锚;提升系统包括卷扬机、回转吊具、吊架和箱梁纵、横向调整机构，其中回转吊具为机械式自动旋转，该装置由2台变频电动机共同作用，双重启动、制动，能稳定完成重载在空中旋转;行走系统包括行走轨道、反压机构、顶推机构，如图4所示。桥面吊机利用6 500k N·m塔式起重机进行拼装，拼装完成后进行试吊。

　　图4 桥面吊机总装 

　　3.2.2 施工栈桥

　　施工栈桥沿主桥轴线方向正下方跨越黄河，总长312m,7m宽行车道+1m宽人行道分开布置，纵向跨径布置为2×12m+3×18m(主河槽位置)+14×15m+2×12m。其中，栈桥12m跨径选用H700×300×13×24型钢为主纵梁，15m和18m跨径均采用贝雷梁作为主纵梁，同时跨中贝雷梁设置了加强弦杆。由于跨越凌汛，栈桥上游设防冰凌桩。

　　3.2.3 钢箱梁吊装定位

　　运梁平车沿栈桥把钢箱梁运至起吊点后，将桥面吊机的吊具落至钢箱梁的正上方50cm，然后平板运梁车根据吊具位置进行精确定位。对正后，将桥面吊机吊具与梁段吊耳销接，启动卷扬机起吊钢箱梁。

　　待起吊稳定后，桥面吊机旋转机构带着钢箱梁旋转90°至拼装方向，二次起吊至桥面位置并进行粗匹配，在合适的温度、风力条件下进行精匹配，最后完成焊接工作，具体流程如图5所示。

　　图5 钢箱梁悬臂拼装示意  

　　梁段焊接完成后，拆除钢箱梁与吊具之间的连接，提升吊具至桥面，解除后锚点的约束，同时拆除桥面吊机横梁连接杆以避免其与斜拉索干涉，前移桥面吊机，准备起吊下一节梁段。

　　由于主桥中跨侧悬臂拼装较长，为了减少施工中风险，在栈桥头位置加设2道缆风绳作为安全储备，底部锚固在混凝土块上，缆风绳通过紧绳器与M5梁段钢箱梁相连，根据实际的风力情况调整松紧，6级风以上时将缆风绳拉紧，提高整体抗风能力。

　　3.3 中跨钢箱梁配切合龙技术

　　提前3d在22:00至第2天5:00时对钢箱梁悬臂端M26梁段之间的距离精确测量，根据该长度将M27梁段两侧对称配切，裁剪时每端面须比理论计算合龙长度下短1cm以方便对接，下料切割要求切口平顺以便对接合龙。

　　合龙段吊装前采用配重水箱对两侧M26梁段进行压重，压重量控制在合龙段起吊后M26前端高程。

　　合龙段施工的准备工作完成后，将钢箱梁运至起吊位置，两侧的桥面吊机同时起吊，并逐步放掉配重水。合龙段起吊至钢箱梁0.5m高度左右时停止起吊，待温度达到设计的合龙温度后重新起吊合龙段，M27梁段吊装的同时测量M26与M27梁段接口处高程，M27梁段到位后，根据测量数据调整合龙标高，当高差在10mm以内时，利用马板调节;当高差>10mm时，依靠张拉Z25拉索调节。

　　线形及标高调整完毕，立即马板及栓焊连接钢箱两侧接缝，要求两侧同时进行，最终完成合龙施工。调梁、马板及环缝焊接工作要求在日出前必须完成对两个截面的全截面焊接，避免由于温度变化而产生轴向力。

　　4 结语

　　新建国家高速公路青兰线平阴黄河大桥主桥钢箱梁采用双悬臂架设的总体方案，中跨侧桥面吊机加设旋转装置，节省了施工栈桥材料用量，保证了运梁稳定性。塔区及共用墩梁段采用拖拉滑移就位法，钢箱梁轴线、高程控制的精准度易于控制。中跨合龙段采用配切法，无须调整合龙口宽度，消除了解除临时刚接的风险，工艺简便，施工临时设施少。截至2019年7月，主梁已完成合龙施工。经测量，主梁线形平顺、内力合理。