装配式公路钢桥在地震灾区的应用

燕聘侃

[摘要]分析了四川地震灾区南坝装配式公路钢桥的设计、架桥人员的配置和架设过程，制定了使用中维修、保养措施，并通过这次钢桥架设提出了自己的体会。

[关键词]公路钢桥：地震灾区：架设

南坝大桥位于5.12大地震的重灾区四川省绵阳市平武县南坝镇，跨越涪江，是S105线上的重要桥梁，在这次大地震中原使用中的桥梁倒塌，在建中只差桥面铺装就完工的桥梁也未幸免，箱梁塌落，桥墩倾斜。为尽快恢复通车，在河槽中架设分别为36米、30米的两座装配式公路钢桥，桥墩为钢结构简易墩，距水面高度分别为7.5米和1.8米，其他河槽填成路堤，并设10道涵管。运往平武、汶川、北川、茂县和阿坝州的救灾物资都从此通过，这两座装配式公路钢桥为抗震救灾起到非常重要作用。但由于是临时性通车，防洪标准低，下大雨就有被冲毁路堤的危险，雨后多次断交。为确保抗震救灾“生命线”的畅通，决定架设162米的装配式公路钢桥。据统计南坝装配式公路钢桥是在灾区架设的数十座钢桥中长度最长的一座。

1、南坝装配式公路钢桥的设计

装配式公路钢桥全长162米，为了减小工程量，利用原架设的装配式公路钢桥36米。孔径分别为36米、27米、27米、36米和36米。采用321装配式双排单层加强型公路钢桥，设四墩两台，设计荷载为汽一20级，桥梁的防洪标准为50年一遇。

水泥混凝土桥台断面尺寸为3.0×7.5米，水泥混凝土桥墩断面尺寸为2.0×7.5米，各墩台基础周围用铅丝石笼防护。

2、桥梁架设队员的合理配置

合理配置架设队员，使队员在架设中，既分工明确，又相互配合，是公路钢桥架设的基础。根据实际抢险与平时演练不同的架设特点，选拔了灵巧精干，技术熟练，体力充沛的38名队员。根据架设现场的实际情况，设置四个班，分别是部件运送班、桁架班、横梁班和连接班，另外现场指挥和技术人员各1人。

部件运送班8人，主要任务是根据装配现场需要把部件运送至现场，并负责检查部件是否有损坏、变形。统计部件数量，确保现场装配部件的足用和配套。

桁架班12人，主要任务是安装下加强弦杆、桁架和桁架销子。桁架、横梁、连接完成后与横梁班一起安装钢桥面板。

横梁班6人，主要任务是安装横梁，桥头端柱。桁架、横梁、连接完成后与桁架班一起安装钢桥面板。

连接班10人，主要任务是安装横梁夹具、钭撑、抗风拉杆、上加强弦杆、支撑架和钢桥面板螺拴。

现场指挥和技术人员分别负责制定桥梁架设方案、架设现场的统一指挥、人员调配、应急事件处理和确定桥位、桥梁中线、布置架设场地、验算桥梁推出的稳定性、检查桥梁架设质量。

3、南坝装配式公路钢桥的架设

第一、二、三孔钢桥为连续梁，长度为90米，采用悬臂推出法架设，第四孔与第五孔(原钢桥)连接后，采用就地拼装法架设，架设长度36米。

3.1架设场地布置。桥台背面为砂砾填筑的路堤，纵向坡度为5.5％，坡度太大，不适合公路钢桥的装配与架设，需用挖掘机进行挖除、平整和碾压，经计算确保桥梁安全推出，场地长度不小于24米，纵向坡度应控制在1％以内，场地宽度不小于12米，场地平整后，确定桥梁中线并延伸至架设场地，按确定的高程、位置安放平滚、摇滚，平滚的纵向间距为3米。

3.2钢桥拼装。拼装场地较短，不具备整体拼装整体推出条件，在架设中采用边拼装边推出的方法。

根据平滚的纵向坡度，高程、推向墩的高程、鼻架的挠度确定下弦接头的安放位置。在桁架拼装中，桁架的阴阳头可朝前或后，但必须全桥一致，主桥桁架拼装前除第一节和最后一节外，安装下加强弦杆，第一节和最后一节桁架安装钭面弦杆，双排桁架应呈阶梯形拼装。安装横梁后马上安装横梁夹具、钭撑、抗风拉杆、上加强弦杆和支撑架，但不要上紧螺拴，等下一节桁架、横梁就位后再紧固螺拴。部件运送班需按各拼装班的要求运送部件，并检查各部件的质量，损坏的不满足安装质量要求的不得运至现场。架设中还应经常检查桥梁的中线偏位和桁架的顺直度情况，必要时进行调整。经检查各部螺拴、保险销紧固后，安装钢桥面板、U型螺拴或L型螺拴。

由于第五孔是使用中的公路钢桥，架设第四孔需断交，在架设前把所需部件送运至架设现场，以加快架设速度，缩短断交时间。第四孔架设时应先把坡道挖除，用吊车把第五孔桥梁一端吊起，卸除支座和端柱，补装下加强弦杆，连接第四孔第一节桁架，安放中间支座后把桥落下，再安装桁架、横梁等部件，完成后用千斤顶支起桥梁，安装桥头端柱，把中间平滚撒出，落在专用支座上。

第三孔与第四孔是断开的，钢桥面板之间有50厘米缝隙，用10厘米厚木板拼装，再用铁抓子固定。

3.3桥梁的推出。由于架设场地较短，采用边拼装边推出的方法，在鼻架未达到1号桥墩摇滚之前，悬臂推出的过程中，始终使桥梁的重心落在推出摇滚的后面，所以每次推出时都要进行桥梁的稳定性验算，确定推出的距离，保证桥梁推出时的安全。

桥梁推出时必须速度缓慢而平稳，由一人统一指挥，派专人看护摇滚，出现问题立即停止。在桥梁推出的过程中，随时观察是否发生偏移和弯曲情况，应在桥梁推移中不断进行修正。

前10节主桥采用是人工推出法，人工推出灵活易控制速度，利于指挥和纠偏。11节至20节主桥采用以铲车推为主，人工为辅的推出方法，在推出中需有专人指挥铲车司机，速度缓慢为好，随着主桥的增长，桥梁推移时中间出现水平方向的弯曲，经分析是在推移中阻力加大，产生压力，发生水平弯曲，立即停止用铲车推移。21节－30节主桥改用挖掘机通过钢丝绳牵引鼻架，桥梁1－3孔就位时，桥梁的水平弯曲消失。挖掘机作为桥梁推出的牵引动力，其特点是牵引力大，速度稳定，可控制方向。

3.4桥梁的落座。1－3孔桥梁推移到位后，拆除鼻架，先安装1号墩或2号墩的支座，由于1－3孔为连续梁，钢桥部件只有两端的专用支座，没有连续梁中间的支座，用枕木加橡胶板来进行支撑。用千斤顶分别支起1号墩或2号墩的桥梁，支撑点应在桁架弦杆与腹杆的交点处，迅速撤出摇滚，安放准备好的枕木和橡胶板，位置应在相临两桁架竖腹杆下各置一块枕木，安放好1号、2号墩支座再安放0号桥台和3号桥墩的钢桥专用支座，桥梁落座后，桥面各支撑点的标高一致。

4、装配式公路钢桥的维护和保养

4.1桥头两端要设立限重和限速标志，并有专人看管，控制车辆通行。

4.2有专人在技术人员指导下进行日常养护，保持钢桥洁净，及时发现损坏部分，对松动的螺栓进行紧固，因连续式钢桥在车辆通行时震动较大，注意经常检查抗风拉杆是否松动。

4.3在销子周围和所有螺栓外露丝扣部分涂上油脂，以防生锈。

4.4定期检查桥梁跨中的挠度，如挠度增加过快，要查明原因，采取措施。

4.5经常检查中间枕木支座情况，发现损坏及时更换。

5、在钢桥架设中的体会

5.1应加强装配式公路钢桥部件的管理，对于损坏的不符合装配要求的进行校正，不能校正的进行报废处理，否则即影响拼装时间，又存在质量隐患。钢桥部件运至现场要有部件清单，这样就可避免发生装配时缺少部件的情况。钢桥部件运至现场，堆放要整齐、有序。

5.2装配式公路钢桥一般情况下用于单孔架设。多孔连续应用不多，通过这次架设地震灾区南坝大桥，认为很有必要加强多孔连续装配式钢桥的研究，规范墩、台的尺寸及钢桥在墩、台上合理布置，研究适合钢桥使用特点的中间支座和中间桥墩上的摇滚设置。

5.3在公路抢险和应急保障中，多孔配装式公路钢桥的架设应以连续式、悬臂推出法为主，这种方法，架设速度快，需用机械少，操作简便。

5.4一般情况下，多孔装配式公路钢桥架设后使用时间较长，目前超载超限运输还未得到有效控制，为了保证公路钢桥在使用中安全，尽量缩小单跨跨径，就双排单层加强型钢桥而言，跨径不易起过27米，否则应考虑架设三排单层，或双排双层钢桥。