“曲线钢—混组合变截面全焊接连续钢桁架桥建造关键技术”项目研究依托北京市跨温榆河顺于路西延桥工程进行，所采用的技术原理如下。

       通过研究采用三维智能建模技术精确放样、研制三维高精度构件焊接胎架、优化焊接工艺、多节段工厂预拼调整技术、运输减振防碰撞措施、现场拼装三向位移控制技术、预留嵌补调整段等系列关键，确保了桥线形与设计符合良好。合理设计了钢桁梁现场拼装临时支架及砂箱系统，确保了施工期临时支架的沉降变形、强度在安全可范围内，采用门式吊机吊装方案及配套三向变形控制措施进行钢桁梁节段拼装。研发了悬挂于钢桁架上弦杆的新型三脚架支撑结构作为桥面板混凝土浇筑支撑架。

桥梁钢梁结构吊装施工

       该项目研究的关键技术及创新点如下。

       1)形成并申报了多项专利技术：①《一种多个砂箱同步卸载的联动装置》实用新型专利，专利号为ZL 2015 2 0407085.5；②《一种新型三角架支撑结构》实用新型专利，专利号为ZL 2015 2 05000847.6；③《一种节段预制钢桁架连续梁桥砂箱的卸落方法》发明专利；④《一种新型三角架支撑结构及模板》发明专利；⑤《一种适用于河道的大跨度钢桁架混凝土组合梁桥的支架》实用新型专利；⑥《一种吊装钢桁梁节段的门式吊机的行走轨道支撑》实用新型专利；⑦《一种新型桥面板结构》实用新型专利；⑧《一种钢桁梁检修车》实用新型专利。

       2）提出了空间板件精准下料、焊接变形控制、工厂预拼精度保证、现场安装三维变形控制等一系列关键制造安装技术，保证了全焊接变截面空间曲线钢桁架的成桥线形与设计线形符合良好。

       3）研发了多点砂箱分批同步下落技术，通过现场应变监测，控制了钢桁架和混凝土桥面板的应力状态，避免了桥面混凝土开裂。

       4）研发了悬挂于钢桁架上弦杆的新型三脚架支撑结构，作为跨河段桥面板混凝土浇筑的临时支架，合理地解决了汛期河道不能搭设落地支架的问题。

       5）提出了桥面板采用CF50钢锭铣削型钢纤维补偿收缩混凝土分两次浇筑的方法，研发了钢纤维混凝土投料、浇筑、成形的工艺措施，有效的防止了桥面板的开裂。

       6）提出了在主河槽设临时支墩，墩上铺设轨道梁，利用沿轨道梁行走的门式吊机拼装钢桁梁节段的方法，在满足施工精度及质量同时，保证了雨季河道度汛，取得了良好的经济和社会效益。

       7）研制了用于钢构件维修保养的桥梁检修车，保证钢桁梁服役期日常检查检修及重要部位检查到位的要求，该设备使用方便可靠、检修安全。

桥面板混凝土浇筑施工

       项目查新结果表明：在所检索查询的国内外文献范围内，相关文献涉及钢桁混凝土组合梁桥的研究，但未涉见曲线钢桁架混凝土组合变截面全焊接连续梁桥的报道，亦未见用于该类桥施工的多点砂箱分批同步下落技术及悬挂于钢桁架上弦杆的三角形支撑结构的报道，因此结合周围环境条件，研究全焊接钢混凝土组合变截面连续钢桁架桥关键技术具有重要的意义。

       北京市跨温榆河顺于路西延桥主桥是我国首座钢混凝土组合变截面全焊接连续钢桁架桥。该项目成果达到国内外领先水平，与国内外同类技术比具有工期短、经济效益明显等优点，特别适合类似桥梁的施工。

北京跨温榆河顺于路西延桥夜景

       该项目研究成果在应用钢混凝土组合变截面全焊接连续钢桁架结构的北京市跨温榆河顺于路西延桥主桥工程中得到了成功应用，取得了良好的经济和社会效益。

       经济效益  基于该项目研究成果，施工过程中对钢桁架梁的加工制作、焊接质量、临时支架的设计、桁架梁的运输吊装、桥面板施工方法制定了专项优化设计方案，为该工程的顺利施工提供充分的技术和质量保证，也取得了显著的经济效益。

       1）主桥钢桁架节段采取液压轴线车运输和两台龙门吊吊装，此方法既满足了河道汛期过水要求、又能满足现场吊装，同时保证了施工质量和安全的运输吊装方式，与传统的吊车安装方式相比，缩短了施工周期，节约了约1115万元的工程造价。

       2）桥面板模板采用三角支架支撑方法施工，与传统的支搭满堂红排架相比，不受河道过水断面影响，施工方便、经济、安装简单、受力合理，可有效缩短施工周期。节约造价约111万元。

       社会效益  该项目成果应用的社会效益主要体现在以下几个方面：

       1）主桥钢桁架节段采取液压轴线车运输和两台龙门吊吊装，与传统的吊车安装方式相比，减少了地基处理，极大地节约了河道占地范围，缩短了占地时间，保证了在汛期河道排洪的需要，缩短了施工周期。

       2）桥面板模板采用三角支架支撑方法施工，此方法与传统的支搭满堂红排架相比，节约了地基处理的材料，降低了对河道的围堰及水土污染，不影响河道过水断面，保证了汛期河道排洪的需要。

       3） 全桥共设计22处临时支架，位于河道范围的岸滩内和河道过水断面内，根据现场不同环境区域制定针对性的临时支架设计结构，避免了不必要的消耗和浪费，受力结构合理，现场施工方便、安全可靠、缩短施工周期，满足了河道对河道安全汛期的要求。

       4）从钢桁架梁的加工制作、焊接质量、临时支架的设计、桁架梁的运输吊装、桥面板施工方法制定等环节进行全过程施工工艺研究及质量控制。结合本工程实际，研究结构施工中的质量控制措施，使此方案可对为今后类似施工提供参考。

       5）通过采用课题研究提出的技术方案，有效地保证了桥梁施工的顺利进行，在保证施工质量的同时，也有效缩短了施工工期，得到了监理和业主的好评。

无支架阶段施工钢桁架桥

吊装分段原则 

吊装对于双向桁架而言，施工分段和施工次序应遵循以下原则： 

（1）满足现场吊机性能且便于安装； 

（2）工厂制作分段的合理性和经济性 ；

（3）单体散件的重量和运输条件要求 ；

（4）单体散件的重量和运输条件要求 ；

（5）单体散件的重量和运输条件要求；

（6）分段时杆件对接位置不宜在同一平面上，而宜错开不小于500mm的距离。

质量控制措施 

（1）严格按设计要求进行焊缝尺寸控制，不任意加大或减小焊缝的高度和宽度。 

（2）采用小热输入量，小焊道，多道多层焊接方法以减少收缩量。 

（3）拼装焊接时构件预留收缩余量，分段（块）矫正构件，控制好拼装块的焊接变形。 

（4）拼装焊接时，实施多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。 

（5）拼装焊接时构件预留收缩余量，分段（块）矫正构件，控制好拼装块的焊接变形。 

（6）焊接时应根据杆件的对称布置的特点，选好自由端，避免由焊接误差的累积而造成过大的内力。 

（7）提高构件制作精度，构件长度按正偏差验收。 

（8）对跨距、中心线及位移、标高、起拱度的测量，利用钢尺、经纬仪器、水准仪、全站仪进行精确测量，及时发现并纠正可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。 

准备工作

在焊接前应先对接口处10～15mm范围进行清理，除去钢材的锈蚀与表面污迹。正式焊接前，将定位焊起点与收弧处修磨成缓坡状，确认无未熔合、收缩孔等缺陷。对钢桁架两端要预留焊接收缩量，而且由于加工制作时可能产生的误差及运输中可能产生的变形，必须在焊接前进行校正。 

注意事项

首层焊接注意事项焊接前剔除首层凸起部分，检查坡口边沿是否存在未熔合及凹陷，若存在则必须除去。修磨起焊点等部位时注意避免触碰坡口边沿。立焊时选用大直径焊条，适中电流，平焊时选用较大电流。面层焊接注意事项焊接面层时应选用较小电流，在坡口边沿部位应延长熔合时间，更换焊条时应尽量缩短时间，以防焊接中断。 

质量控制

（1）焊前对钢桁架进行预热，去潮除湿；（2）控制焊接速度，可适当增加热输入量；（3）控制熔合比，减少母材中有害物质及熔化金属在焊缝金属中的比例；（4）根部焊缝焊材应尽量选择硫、磷含量低、锰含量高的焊材以增加韧性，提高抗热裂性能。 

（1）建立安全警戒区在吊装过程中若操作不当则会造成安全事故的发生，影响工程进行。因此应当设置警戒区，警戒区范围是起吊工作范围，设置专人把守警戒区，明确统一建设24h值班制度，在起吊过程当中禁止人员在现场走动。

（2）起吊过程中安排专人检测千斤顶，使用通讯设备实施报告千斤顶的运行状况，严防千斤顶出现打滑等失效的情况。

（3）安排千斤顶检测的同时还要安排专人检测油泵的情况，若出现过热、漏油及压力输出不稳定的情况时也要及时上报，通过总指挥同意后全场停止作业进行检查维修，严禁单方面下达指令。

（4）在起吊过程中须在桁架两端设置绳索，保证桁架稳定性，防止桁架晃动。

（5）在吊装到指定位置后进行焊接工作，在焊接时要做防止电弧烧伤，还要对钢绞线及锚件做好绝缘工作。

（6）为保证起吊工程的顺利进行,本着安全第一、预防为主的原则,在起吊前应做好应急防范准备，制订相应的防范措施。

（7）吊装人员进入吊装场地时须佩戴好安全帽，若进行高空作业则必须系好安全带。专业人员佩戴专职标志，随时注意信号工的指示防止危险发生，信号工要随身携带旗子，哨子以及通话装置。

（8）起重机作业前需了解作业对象重量避免超负荷作业，在构件起吊是在合理位置绑扎溜绳，首先起吊半米高度对其绑扎进行检查确认其牢固后方可升起。在构件起吊时注意缓慢上升缓慢下落，在构件上严禁站人或放置其余构件，以防发生安全事故。

（9）信号指示人的语言和信号必须和司机保持一致，指挥人员吐字清晰，避免出现理解误区，塔吊司机听从信号工的指挥进行作业，以保证各方协调作业避免失误。

（10）钢构件下落时速度放缓，施工人员在构件外侧手扶构件，严禁将手放到构件底部或构件接缝处。