主桥

因能充分合理利用土地、河流、空间，共用基础节省投资等优势，使近年来公铁两用桥在大江大河上大量成功应用。已建桥梁结构形式分为以下几种:

( 1) 钢桁斜拉桥，如武汉天兴洲公铁两用长江大桥，主跨 504 m，上层 6 车道公路，下层 4 线铁路，上下桥面宽度基本一致;

( 2) 刚性悬索，采用三片桁加劲连续钢桁梁桥，如石济客专济南黄河公铁两用桥，主跨 180 m，上层 6 车道公路，下层 4 线铁路;

( 3) 部分斜拉下桥面宽度基本一致，采用三片桁连续钢桁结合梁，如郑州黄河公铁两用桥，主跨168 m，上层公路桥宽 32． 5 m，下层双线铁路，三片桁结构，边桁倾斜，上层为钢梁上弦杆与混凝土桥。

滨北线松花江公铁面板结合形成的结合桥面两用桥综合考虑使用功能、地形、地质、水文、通航、严寒气候等因素采用主跨 144 m 下加劲连续钢桁梁结构，主桁采用两片直桁，公路及铁路桥面均采用正交异形板结构。届时，该桥将成为黑龙江省内最长的跨江公铁两用桥，不仅极大提高滨北线铁路运能，还将成为连接江北新城区与江南老城区的重要交通走廊，具有极其重要的社会意义和经济意义。本文结合相关研究，详细阐述了主桥结构设计的总体思路，并介绍了桁高、桁宽、桥面系、材质等主要设计要素。

滨北线松花江公铁两用桥改建工程位于哈尔滨市区。既有滨北桥位于滨北线K2 + 620 处，是中国最早的公铁两用过江大桥，于1933 年12 月建成通车，已运营81 年。经鉴定评估认为，滨北桥钢梁各主要杆件剩余寿命严重不足，病害性状明显，滨北桥在正常条件下可使用至2016 年 使用寿命即将到期 。因此决定对本桥进行改建，改建完成后拆除既有桥。改建桥位选择在距既有滨北桥下游50 m 处，与既有滨北桥平行，桥位处松花江两岸堤坝间距离2．2 km。改建铁路滨北线正线线路全长7．0 km，桥梁长度4．171 km。根据铁路、公路的线路规划走向，在跨江主桥段及江北滩地引桥段采用公路、铁路上下层布置方式。江北公路引桥接近北大堤后 (铁路53 号桥墩位置)平面弯出，位于铁路的上游侧;南岸公路引桥过南大堤后(铁路17 号桥墩位置) 平面弯出，位于铁路的下游侧。

桥址位于哈尔滨市区，沿线经过地区大的地貌单元主要为松花江冲积平原、松花江河漫滩，地形平坦，地面高程一般在98 ～124 m。沿线交通条件便利，江南地区建筑物密集。表层由杂填土、冲填土和粉质黏土组成，上部地基土主要由砂土组成，中间不均匀夹有厚薄不等的黏性土夹层，下部为白垩纪粉砂质泥岩。本地区为北寒带气候条件，年气温36．4 ，最低气温－38．1 ;最大冻结深度2．05 m，多年平均相对湿度为66% 。松花江为季节性封冻河流，一般11 月中旬封冻，翌年4 月上、中旬解冻，封冻天数150 d 左右，一般冰厚1．1 m，最大可达1．6 m。场地50 年超越概率10% 水平下的基岩地震动水平加速度峰值为0．088 g。

4．1 铁路主要技术标准

铁路等级: 级; 设计时速: 120 km; 正线数目:双线; 设计荷载: 中 －活载。

4．2 城市道路主要技术标准

道路等级:城市快速路;计算行车速度:60 km / h;设计荷载:城－A 级，人群3．5 kN / m;桥面布置:双向六车道+ 两侧各2．0 m 人行道，桥面全宽30 m。4．3 设计洪水频率及桥梁建筑限界设计洪水频率:1 /100;校核洪水频率:1 /300;桥梁建筑限界:均按客货共线铁路建筑限界(V ≤160km / h)－桥梁建筑限界(电力牵引区段)办理;航道等级: 桥区河段航道等级为国家 级; 通航净宽:满足 级航道单孔单线通航115 m(95 m 加上由于角度大于5°需要加宽的20 m)的要求;通航净高: 南汊为主航道，北汊为副航道，主、副航道设计通航水位时通航孔净高≥13 m。

5．1 孔跨布置

根据松花江桥的建设条件和工程自然条件，在充分利用桥位的地形、地貌并满足通航要求和水文条件的情况下，并综合考虑施工组织方案。本桥主桥通航孔跨布置为:2 －96 m + (96 + 2 × 144 + 96)m + 6 －96m;铁路引桥部分跨越北岸大堤处采用1 －96 m简支系杆拱跨越，其余铁路引桥均采用24 m 及32 m标准T 梁形式。

5．2 联长划分

钢轨伸缩调节器是轨道的薄弱环节，从行车安全性、舒适性及线路少维修的角度考虑，应尽量避免设置或少设置钢轨伸缩调节器。由于线路受哈东站接轨及主孔通航净空要求，19、20 号墩分别位于纵坡及竖曲线上，21 ～32 号墩均位于平坡段。根据规范 钢轨伸缩调节器不宜设置在纵坡及竖曲线上，因此19、20 号墩处不宜设置钢轨伸缩调节器。且根据规范 对于温度跨度大于100 m 的钢梁，每一温度跨度应安设一幅钢轨伸缩调节器。综合以上考虑，将孔跨布置定为2 －96 m 简支钢桁梁+ (96 + 2 × 144 + 96)m 连续钢桁+ 6 －96 m 简支钢桁梁，并将连续梁固定支座设置在24 号墩。主桥除20 号至24 号桥墩之间钢轨温度跨度超过100 m 外，其余孔跨上的钢轨温度跨度均小于100 m，主桥仅需在21 号桥墩位置设置一幅钢轨伸缩调节器。

5．5 铁路桥面系选择

铁路钢桁梁桥面系主要有钢 －混结合桥面系、正交异性板钢桥面两种形式 。由于本桥采用连续梁结构，主桥最大联长为480 m，下层为双线铁路，活载大，横梁面外弯曲和混凝土板受拉严重，且桥址处位于严寒地区，冻融破坏影响大，混凝土抗裂性无法保证，因此，本桥铁路桥面采用自重轻、承载力强、整体性好、能参与结构整体受力的正交异形板结构，其上铺设防水层+ 6 cm 厚耐磨层。

5．6 公路桥面系选择

国内外已建或在建的公路钢桁梁桥面系的结构形式主要有:整体钢桥面+ 普通混凝土(厚度10 cm)+ 沥青混凝土(厚度9 cm)、整体钢桥面+高性能沥青混凝土(厚度5 ～7 cm)、结合梁桥面。经综合比较，3 个方案工程造价相差不大，但桥址区为严寒气候条件，该地区桥梁桥面铺装成熟应用经验显得尤为重要，因此，本设计采用钢桥面板+ 10 cm 混凝土铺装层+ 9 cm 普通沥青混凝土铺装方案。

5．7 主桥结构设计

5．7．1 主桁设计

经综合比较，主桁采用带竖杆的三角形桁架，两片主桁横向中心距为14 m，桁高14 m，节点间距。主桥(96 + 2 × 144 + 96)m 孔跨中墩处设下加劲弦，加劲弦高10 m，两侧分别设置两个节间范围; 其余孔跨主桁为平行弦桁架;主桁上、下弦杆及加劲弦杆均采用箱形截面，主桁腹杆受力较小的杆件以及受拉杆件采用工字型，受力较大的杆件以及受压杆件采用箱形。最大杆件吊装重量约为45 t。加劲弦处杆件采用强度较高的Q420qE 钢，平弦主桁杆件和桥面系等均采用Q370qE 钢。

5．7．2 联结系

为保证主梁框架的横向稳定性，在每个节点处均设置了横向联结系，联结系采用三角形桁架结构，桁高2 500 mm，联结系杆件采用H 型截面。

5．7．3 支座

主桥布置为2 －96 m + (96 + 2 × 144 + 96)m + 6－96 m，固定支座分别设置在19 号墩、20 号墩、24 ～30 号墩处。主桥144 m 跨中墩采用80 000 kN 级球形钢支座，边墩及次边墩采用20 000 kN、70 000 kN 级球形钢支座。96 m 简支钢桁梁采用20 000 kN 级球形钢支座。

5．7．4 伸缩缝装置

主桥伸缩缝装置21 号墩处采用D720mm 型，19号墩处采用D160mm 型，20 号、25 号～31 号墩处采用D240mm 型。

5．8 主桥施工方案

主桥22 ～24 号、28 ～31 号墩为水中墩，基础和墩台采用栈桥和墩位平台方案施工，承台采用双壁钢围堰施工。其他墩钻孔桩施工采用筑岛施工，承台施工采用钢板桩围堰施工。

钢梁架设通过在岸上以及水中( 不影响通航位置) 搭设临时支墩，架梁吊机架设、中间合龙的施工方案。先由21 号、25 号桥墩处分别向22 号、23 号墩方向架设至合龙口;合龙后，22 号墩架梁吊机调转回头，往19 号墩方向架设简支钢梁;23 号墩架梁吊机调转回头，往31 号墩方向架设简支钢梁;临时连接简支钢桁与连续钢桁，简支钢桁梁公路悬臂部分滞后一孔架设安装。安装完成后对桥面附属进行施工。

由于该桥设计最低温度为－43．1 极端最低气温减5 桥梁用结构钢的各项力学性能指标在规范中没有规定，因此本桥模拟桥位超低温环境对结构用钢板及各种接头形式的焊接工艺进行了试验，试验显示在超低温环境下钢板及焊接质量技术标准满足:

(1)纵、横对接焊缝金属屈服强度(Rel)和抗拉强度(Rm)不低于母材标准值;

(2)焊缝金属屈服强度(Rel)不低于母材标准或实际值，且不超过母材实际值的100 MPa;

(3)焊缝金属屈服强度(Rel)超强时，则屈强比应小于0．85(或基材实际值) ;

(4)焊缝韧性:纵、横对接接头三区(焊缝、熔合线、热影响区)－43 的却贝冲击功AkV:Q370qE不低于41 J，Q420qE 不低于47 J。 ^[1] 

流溪河大桥位于广花公路差头～新街段 K7+426 处，大桥全长约 。 流溪河大桥主桥为带336m挂梁的预应力混凝土T形刚构桥，跨径为52．5m+，上、下游分左、右两幅布置。主桥 T 构悬臂52．5m由预制的暗管箱形梁段利用预应力钢绞线悬拼而成，梁段与梁段间采用环氧树脂胶接。 构箱梁截面为单箱双室，在悬臂根部及端部各设1道隔墙。左幅箱梁顶、底板宽度分别为 、 ，右幅11．5m9．36m箱梁顶、底板宽度分别为 、 ；箱梁中13．45m11．16m心高度从11号块的1．8m 到0号块的4．8m 呈二次抛物线变化。主桥挂梁为25mT 梁，其中左幅每跨6片T梁，右幅每跨7片T梁。挂梁的中梁梁宽均为 、梁高均为 ；挂梁的边梁梁高均1．78m 1．8m为 ，左、右幅挂梁的边梁宽度分别为 、1．8m 2．14m；挂梁的跨中腹板厚 、梁端腹板厚2．21m 0．14m。 梁与 T 梁间通过横隔板侧面及顶板的0．36m T预埋钢板焊接在一起。由于交通量剧增，流溪河大桥出现桩基下沉 ，虽然交通部门制定了流溪河大桥应急抢险段交通组织方案对其进行抢险加固，但检测鉴定结果显示，原桥已经不宜继续承受车流荷载，需拆除并建设新桥，以满足不断增加的交通通行需求及通航等级级的要求。由于爆破拆除方案存在施工风险大、需封航、暂停通车、警戒范围大等不利因素，综合考虑桥下通航状况、工程经济性、安全性，根据相关工程经验并与提出利用 2台 50m架桥机联体主桥 0 号块临时固结，依次拆除左幅 25mT 梁和 T构箱梁的11号块至1号块，将架桥机横移至右幅桥，按照左幅桥拆除方式拆除右幅桥。

2．1 两端悬挂T梁拆除施工技术

在拆除悬挂 T 梁前，利用风炮机凿除盖梁或牛腿上 T 梁腹板两侧的防震挡块；安装架桥机后，首拆除架桥机正下方的2片 T 梁之间的连接，并将这2片T 梁吊离，以2片 T 梁为1组，将其余分组的T梁横移至架桥机正下方，逐片拆离、吊装剩余的梁片，最后转运 T 梁至凿除区进行凿除。

2．1．1 拆除顺序

遵循“移梁不移机”的原则拆除 T 梁，即架桥机安装后，保持架桥机固定不动，以2片 T 梁为1组，使其横移至架桥机下方，逐片拆除。左幅 6 片 T 梁的拆除顺序为：拆除T3号梁→拆除T4号梁→横移T5 号、 号梁 → 拆除 T5 号梁 → 拆除 T6 号梁 → 横T6移 号、 号梁 拆除 号梁 拆除 号梁。T1 → T1 → T2T2

2．1．2 T梁切割

采用机械及氧气切割T 梁之间的连接，采用碟式切割机切割T梁顶板混凝土面板之间的连接，采用链条切割机切割横隔板板体，采用氧气切割横隔板之间的连接钢板。采用链条式切割前，需在每道横隔板两侧各20cm处，沿T梁接缝中心线位置钻穿绳孔（孔径为5cm，孔深穿透翼板）。在T梁横移到位前，不能切割两两连体的 T梁横隔板、湿接缝和面板，T梁横移到位后方可切割，然后逐片拆除。在T梁切割前，利用木楔将每片T梁两端横隔板底部与盖梁之间紧固，以防在拆除过程中相邻 T梁发生侧翻事故。

2．1．3 T梁吊装

吊装T梁前，将天车移至 T梁的正上方，并保证梁体吊点与梁的中心在同一条直线上。吊钩上部钢丝绳与吊钩利用铁丝连接在一起，以防钢丝绳抖动脱钩；在钢丝绳与梁体倒角处垫弧形钢板，以避免倒角处的钢丝绳弯折损伤严重。

利用架桥机的2台天车吊装 T梁，首先单端起吊T梁约5cm，并紧固 T梁的另一端，梁体起吊后，转换吊装T梁的另一端。两端同步提升 T梁，待梁体底板高出桥面1．2m处时，同时纵移天车至引桥桥面运梁平车位置。

2．1．4 T梁横移

架桥机固定不动，其正下方 T梁吊装后，横移两侧 T梁至架桥机2片主导梁间。由于单片 T梁横移稳定性较差，故采用2片 T梁一起横移。在没有横移T梁的情况下，先起吊架桥机主导梁中间2片（左幅）或1片（右幅）T梁，余下梁体分组，两两一体横移。T梁横移前进行千斤顶、牵引装置、滑移装置等安装准备工作，利用千斤顶顶升 T梁，待 T梁顶升至满足滑道安装高度后，拆除支座，安装滑道并调平，同时将滑块安装到滑道内，千斤顶回油，使梁底落到滑块顶面，最后安装牵引装置，完成梁体横移。T梁横移的关键技术如下：

（1）T梁顶升。千斤顶支撑在腹板的底部，靠近支座垫石外侧位置，每片 T梁采用2台千斤顶顶升，每端各设置1台。通过位于桥面的泵站控制千斤顶顶升，当T梁顶升高度不能满足滑道安装高度的要求时，需利用木楔将 T梁临时支撑，在千斤顶下垫置小钢座或者钢板，再次顶升 T梁直至满足要求为止。

（2）滑道制作及安装。滑道采用[28a槽钢，并将[28a槽钢反扣，在底部铺设1层厚3mm的不锈钢板，不锈钢板与槽钢采用电焊固定。在不锈钢板上部设置聚四氟乙烯滑块，在聚四氟乙烯滑块上反扣[20a槽钢，纵向上在聚四氟乙烯滑块两侧设置小钢筋条挡住滑块。T梁顶升至满足滑道安装高度后，在支座垫石上安装滑道（其中心线对准原支座中心线）。由于施工空间有限，采用手拉葫芦与天车相互配合的方式安装滑道。安装好的滑道放置在交通船上，运至已拆除的 T梁下方，利用天车将滑道吊起至T梁底部，利用钢丝绳绑住滑道的一端，通过手拉葫芦将滑道送至安装位置。

（3）梁体横移。钢丝绳捆绑4片T梁（2片为需要横移的T梁，2片为没有安装滑道的 T梁），通过对拉使滑道上的梁体滑移。为了防止另外2片没有安装滑道的T梁被拉动，利用木楔将T梁横隔板底面与盖梁面紧固；同时在翼板处，利用木楔将翼板与盖梁背墙或者悬挂处箱梁横隔板紧固。

2．2 主桥T构箱梁拆除施工技术

将T构两侧箱梁各分为11块，利用2台50m架桥机及吊具、两侧对称依次拆除箱梁。主要采用机械切割箱梁节段间的连接，先利用碟式切割箱梁顶、底板，并进行预吊装，再利用绳锯切割箱梁腹板。箱梁节段分体后，利用牵引装置使箱梁节段转动90°，利用纵移天车将梁段放到滑车上，最后利用滑车将梁段运至引桥路基上，进行破碎处理。主桥 T构箱梁拆除流程见图3。

2．2．1 吊具安装

箱梁11号块拆除后，安装自行研制的吊具。吊具由双拼45工字钢和双拼36工字钢加工而成，利用吊杆（8条直径50mm的40Cr型钢）将吊具与梁体锚固。吊具通过吊带与吊钩连接，其中吊带由5cm厚锰钢板加工而成。吊具安装时，首先钻出吊装孔及切割用孔，将吊具移至切割块段，安装吊杆（吊杆从顶板倒角处穿过进入箱梁），依次安装三角垫板及吊杆双螺母，并且预紧螺母；吊具安装后，用扳手复拧吊杆螺栓，并且预吊紧；利用10t手拉葫芦和钢丝绳连接箱梁翼板和吊钩。

2．2．2 安装防抖钢丝绳

吊装块段与T构分离瞬间会产生较大冲击力，不利于结构稳定。为减少梁体分离时的瞬间冲击力，在切割梁块段的顶板钻直径为15cm的孔，通过10t手拉葫芦连接梁体前端的固定小扁担钢丝（直径28mm），完成切割梁块段与 T构其他块段的临时连接。

2．2．3 梁体切割

按照两边依次对称的方式切割梁体，切割时，主墩两端最多允许相差₁个块段。为保证箱梁拆除过程中的稳定性，每次只能在1个梁段上按照设计要求钻穿绳孔。切割时，箱梁沿悬拼接缝切割顶板及腹板楔块上部，底板及腹板楔块下部不切割。顶板采用碟式切割机切割，腹板采用绳式切割机切割。在悬拼段截面，桥梁采用环氧树脂粘结，割除预应力筋后，箱梁靠自重与相连块段分离。

2．2．4 梁体空中转体

为保证梁体空中转体的顺利进行，确保梁体围绕吊钩中心旋转，避免梁体旋转过程中吊带扭曲，梁体按以下步骤进行空中转体施工：慢慢放松反向卷扬机的钢丝绳，放松长约15m，同时放松两侧反拉10t葫芦，使梁体在吊钩下方稳定，通过吊钩使梁体下移1m；向前移动梁体至距后支腿15m处；启动架桥机天车上的2台卷扬机，拉住箱梁翼板中部孔位，同步操作卷扬机使梁体绕吊钩中心旋转90°，使梁体两边牵引钢丝绳在同一条线上，制动牵引卷扬机，降低箱梁转体的转动惯量，直至梁体转动惯性消失。最后放松2个卷扬机钢丝绳，提升梁体使其底面高出桥面1．2m，将梁体纵移到平车上。梁体空中转体示意见图4。

流溪河大桥主桥为带挂梁的预应力混凝土 T形刚构桥，针对该桥拆除施工，提出了一套针对带挂梁的预应力混凝土T形刚构桥拆除施工技术，主要包括：两端悬挂 T梁横移拆除技术、T构箱梁吊装拆除技术。在两端悬挂T梁拆除中，遵循移梁不移机的原则，两两一体横移 T梁，保证了横移过程中T梁的稳定性。在T构箱梁拆除中，针对箱梁吊装的施工难点，采用了自行研制的吊具，安装了防抖装置，并采用梁体空中转体等关键技术，保证了箱梁拆除的安全性。该桥拆除工作已顺利完成，整个施工过程没有影响通航、没有使用水上设备，对周边的影响较小，该桥拆除施工技术可以为其他同类工程提供参考。 ^[2]