濱州黃河公鐵兩用大橋

山東省濱州市黃河公鐵大橋全長7000m，跨越黃河主河槽的主橋長781.5m，南北兩跨各為1 2 0 m，中間三跨各為180m，5孔一聯。大橋公路部分於2007年8月20日通車，鐵路部分於2009年9月29日試運行。

基本介紹

• 中文名：濱州黃河公鐵兩用大橋
• 橋樑長度：7km
• 通車時間：2007年8月20日
• 地點：山東濱州
• 橋樑類型：公鐵兩用
• 建設時間：2004年11月
• 竣工時間：2006年12月
• 所屬城市：濱州市
• 所屬國家：中國

建設歷程

2004年11月動工修建，計畫2006年建成。

地理位置

濱州黃河公鐵兩用大橋位於205國道濱州黃河公路大橋下游3.3km處，南岸起于山東省博興縣蔡寨鄉黃王莊，北岸是濱州市濱城區梁才鄉大高家。

該大橋是黃河上第一座公鐵兩用大橋。其鐵路功能為新建國家二級鐵路小營至濱州線的控制性工程。該鐵路自博興至小營線上的小營站北延，跨越黃河至濱州市濱城區，全長18.45km。線路向南與膠濟鐵路相連，直通日照港，向北與黃大線接軌直至天津，西與朔黃鐵路連線。其公路效應，南岸牽手205國道，北岸連線濱州環城公路，使濱州向北可達河北、天津，向南經安徽、江蘇、浙江、福建，可至廣州。

橋樑建築

山東濱州黃河公鐵大橋全長7000m，跨越黃河主河槽的主橋長781.5m，南北兩跨各為1 2 0 m，中間三跨各為180m，5孔一聯。大橋公路部分於2007年8月20日通車，鐵路部分於2009年9月29日試運行。

主橋分為上下兩層，上層為公路，下層為鐵路，公路為一級公路、雙向四車道，橋面寬19m。主橋結構為三角桁式，桁高18m，桁寬11m，節間長10m。主桁弦桿截面全部採用箱形斷面，腹桿採用箱形和“H”字型兩種斷面形式，最大桿件重約27t；主桁桿件在節點處用高強度螺栓拼接。主要工程數量為鋼樑製造、架設11290t，高強螺栓32萬套。

大橋位於黃河下游艾山至利津窄河段，受汛期、凌汛期影響較大。該段黃河不通航，大多數水上施工機械設備不能使用。鋼桁梁採用臨時墩懸臂架設法架設。第二孔和第三孔180m跨越黃河主河槽，工程完工後在主河槽內不允許遺留任何臨時設施。鋼樑跨度大、支點反力大（1200t/桁）。因此，臨時墩建造和拆除是鋼樑架設的難點之一。鋼樑架設的頂落梁、縱橫移難度大，鋼樑架設順序、線型控制、鋼樑架設過程中高程和支點反力控制是鋼樑架設保證質量的關鍵。鋼樑架設工期短，冬季鋼樑結冰，這給鋼樑架設增加了難度。

臨時墩設定

第一孔鋼樑跨度120m，採用滿布膺架法施工。即在5#墩與4#墩間設定6個排架墩（見圖1），基礎採用水泥混凝土擴大基礎，萬能桿件組拼成獨立的排架墩，排架頂用工字鋼作分配梁。

第二孔臨時墩L3在3#墩和4#墩間的黃河南岸灘地上，基樁採用4根Φ120的鑽孔灌注樁，樁長6 0 m；承台為高1.5m、長寬各6.2m的鋼筋混凝土結構；

墩身用4根Φ800m m、壁厚δ=10m m的鋼管作為立柱，鋼管間用型鋼連線；墩帽採用分配梁形式，鋼樑傳來的反力，通過分配可以均勻的傳到4根立柱。

第三、第四孔水中臨時墩L 2 、L 1採用便於裝拆採用鋼架式結構形式。上部為四層分配梁，巧妙採用疊羅漢的辦法層層簡支搭接，使垂直力作用在每根主柱每根樁受力相等；基礎每桁16根Φ720鋼管樁，樁長在高程+15以下，長度30m，其中入土深27m；墩身由+15m至+21.7m，將基樁接高6.7m，並將四根鋼管一組立面平面用角鋼連線，將16根鋼管，作為四組獨立鋼架結構。

主橋鋼樑

架設鋼樑架設總體方案主橋設定0#～5#墩，鋼樑從南岸5#墩往北岸0#墩單向架設。第一孔120m鋼樑採用膺架法架設；三孔180m鋼樑輔以臨時墩法懸臂安裝，先懸臂安裝100m，支在臨時墩上再懸臂安裝80m，在拼裝第二孔鋼樑時，在第一孔鋼樑尾部壓重，增強縱向傾覆穩定；第五孔120m鋼樑輔以臨時支架法懸臂安裝，先懸臂安裝100m，支在臨時支架上再安裝20m完成全部鋼樑的安裝。

第一孔120m和第二孔180m鋼樑均在南岸岸灘上架設，為了縮短工期，除採用安裝在鋼樑上弦、沿軌道移動式架梁吊機架設外，另增加兩台50t汽車吊機配合拼裝，用拖車通過岸灘上的便道運送鋼樑桿件。第三孔和第四孔180m鋼樑均用架梁吊機架設，鋼樑桿件的運送通過已架好鋼樑上鐵路橋面的臨時軌道和棧橋運送。第五孔120m鋼樑在北岸岸灘上架設，同樣除採用架梁吊機架設外，另增加兩台50t汽車吊機配合拼裝，鋼樑桿件的運送通過棧橋運送。

鋼樑架設主要臨時荷載架梁吊機自重3 0 0 k N/桁，吊機走道重量2.55 k N/m，拼裝腳手重量每個7.2 k N，運梁小車12 t，軌道重量1.0 5 k N/m，風水管路及安全網重量0.64k N/m，施工人群及攜帶工具等重量0.67kN/m。

鋼樑預拼存梁場和預拼場設定在黃河的南岸橋東側（5#～6#墩下游側），包括預拼台座及施工便道。存梁場及預拼場共設2台25t、16m跨龍門吊機，5#墩和6#墩間設定鋼樑提升站，提升站與預拼場間設定橫向運輸通道及運梁小車。

鋼樑主要桿件預拼包括以下內容：上下弦桿多層板束節點的預拼：按照桿件預拼及螺栓標註圖，在桿件的端部，按板的順序，將各拼接板，逐塊貼成，四角打入定位沖釘固定，先打入10%的沖釘，再上25%的高栓並進行一般性擰緊。磨光頂緊節點的預拼：在下弦桿的端部，按照節點設計圖將各拼接板和連線角鋼與底座板組拼在一起，上滿螺栓進行初擰，組合後，整體傳送。在與豎桿拼裝後檢查磨光頂緊，豎桿的支承板與底座板頂緊並密貼，板縫小於0.2m m。小豎桿及斜桿的預拼：豎桿與斜桿帶上填板傳送。鐵路縱梁：分普通縱梁，制動聯結系處縱梁，伸縮縱梁及端縱梁。縱梁需預拼橫樑連線的連線角鋼、魚形板、平縱聯、中間橫聯及與橫樑聯結的牛腿。伸縮縱梁，需將伸縮托架與伸縮縱梁用臨時連線桿件連成一體。

鐵路橫樑：

預拼橫樑與主桁相聯的連線角鋼、防爬角鋼和人行道連線角鋼。

第一孔鋼樑架設第一孔120m位於南岸黃河岸灘上，在鋼樑第一個小節點和下弦所有大節點處設定用萬能桿件組拼而成的排架（見圖2），排架頂面高程設定考慮鋼樑拱度和架設過程鋼樑下撓的撓度。

第一孔鋼樑拼裝步驟如下：將5#墩上支座設為臨時固定支座，預先在4#墩上安放活動支座；鋼樑架設採用履帶吊機或汽車吊機先在排架墩上拼裝前四個節間鋼樑4 0m；4個節間鋼樑拼裝完成後，在鋼樑上弦頂面拼裝架梁吊機，拼裝後8個節間鋼樑80m；到達4#墩後，單桁三角形先行閉合，繼續懸臂至第二孔20m，鋼樑節點高強度螺栓終擰後，4#墩抄墊；頂高4#墩上鋼樑節點，使第一孔各節點膺架脫空；根據5#墩和4#墩主桁中心線偏移情況，如超過施工規範規定，則進行橫移。橫移完成後，將4#墩上鋼樑頂高至要求的標高，將5#墩上固定支座改為活動支座，完成第一孔鋼樑架設。

第二孔鋼樑架設第二孔鋼樑架設需解決以下幾個問題：由於鋼樑在架設過程中會產生下撓度，如何上臨時墩L3和3#墩；第二孔鋼樑懸拼100m，縱向穩定不夠，需在第一孔鋼樑上壓重；第二孔鋼樑架設完成後，臨時墩如何脫空；鋼樑的橫向和縱向位置可能發生偏移，超過容許值，需對鋼樑縱橫移。

針對上述問題，採用以下方案：4#墩鋼樑節點墊高30cm（相對於E0節點），克服鋼樑下撓撓度解決上臨時墩L3問題；懸臂拼裝鋼樑60m；在第一孔鋼樑上弦頂面前兩節間壓重80t，解決縱向穩定問題；繼續懸臂拼裝鋼樑40m，到達臨時墩L3，鋼樑節點閉合後，主桁節點高強度螺栓終擰後，抄墊懸臂端節點；繼續懸臂拼裝鋼樑60m；按照設計單位計算的數據，將4#墩上鋼樑落頂15c m，以便鋼樑上3#墩；繼續懸臂拼裝鋼樑20m，到達3#墩，鋼樑節點閉合後，抄墊此處鋼樑節點；繼續懸臂拼裝第三孔鋼樑20m，主桁節點高強度螺栓終擰後，起頂3#墩上鋼樑節點45c m，再起頂4#墩上鋼樑至臨時墩脫空，再落頂4#墩上鋼樑節點至0（相對於E0節點）；根據3#墩主桁縱向和橫向中心線偏移情況，如超過施工規範規定，則進行橫移和利用溫差法縱移將E30節點鋼樑橫移至施工規範要求的範圍；

將4#墩臨時固定支座改為活動支座，同時將3#墩設為固定支座，完成第二孔鋼樑架設。

第三孔鋼樑架設第三孔鋼樑有140m在水中架設，在鋼樑如何上臨時墩和2#墩、臨時墩如何脫空方面同第二孔鋼樑架設有所不同。

採用以下方法架設：在3#墩上鋼樑節點墊高45cm（相對於E0節點），以克服拼裝孔鋼樑下撓撓度；懸臂拼裝鋼樑100m，到達臨時墩L3，鋼樑節點閉合後，主桁節點高強度螺栓終擰後，抄墊懸臂端節點；繼續懸臂拼裝鋼樑60m；根據設計單位計算的數據，將3#墩落頂15c m，以便鋼樑上2#墩；繼續懸臂拼裝鋼樑20m，到達2#墩，鋼樑節點閉合後，抄墊此處鋼樑節點；懸臂拼裝第四孔鋼樑20m，主桁節點高強度螺栓終擰後，起頂2#墩上鋼樑節點62c m，再起頂3#墩至臨時墩脫空；根據2#墩主桁橫向中心線偏移情況，如超過施工規範規定，則進行橫移；落頂3#墩E30節點至0（相對於E0節點），完成第三孔鋼樑架設。

第四孔和第五孔鋼樑架設第四孔鋼樑架設如果按傳統的做法是第三孔鋼樑架設完成後，需將2#墩設為固定支座，將3#墩轉為活動支座，這就可能使鋼樑縱向位置發生偏移。為了減少縱移量，採取在架設完第三孔和第四孔鋼樑後仍將3#墩設為固定支座，其他各墩和臨時墩或臨時支架均設為活動支座。

第四孔的架設方法除在2#墩上鋼樑節點墊高和臨時墩脫空方法不同外，其他方法基本相同。

第五孔120m鋼樑是在北岸岸灘上架設。採用的架設方法為：在1#墩鋼樑節點墊高34c m（相對於E0節點），以克服拼裝孔鋼樑下撓撓度；懸臂拼裝鋼樑100m，上臨時墩，鋼樑節點閉合後，主桁節點高強度螺栓緊隨其後終擰50%，立即抄墊懸臂端鋼樑節點；繼續懸臂拼裝鋼樑20m，上1#墩；1#墩上鋼樑節點閉合、主桁節點高強度螺栓終擰後，起頂0#墩上鋼樑節點至臨時墩脫空，再落頂1#墩上鋼樑節點至0（相對於E0節點）；

根據0墩主桁橫向中心線偏移情況，如超過施工規範規定，則進行橫移。

鋼樑的縱

橫移鋼樑的橫移鋼樑的橫移分為兩個階段：第一是架梁過程中，完成每一孔安裝後，橫移調整鋼樑中線至設計位置，使下一孔鋼樑沿設計中線方向懸臂伸出；第二是在支座安裝前，橫移鋼樑中線至設計位置，滿足安裝精度和施工規範要求。

在架梁過程中，鋼樑上下游兩桁由於受日光偏照的影響，鋼樑的溫度有差別，引起鋼樑旁彎；在伸臂安裝過程中，上下游施工荷載不對稱，製造和安裝誤差，都會引起鋼樑中線位置偏離設計中線。當每孔鋼樑伸臂拼裝到達前方墩頂和臨時墩脫空後，如前支點橫向偏移較大時，可橫移調整鋼樑中線到位，因為此時反力較小，橫移比較容易。

支座安裝前，要檢查鋼樑中線位置，如鋼樑中線和設計中線的偏移值大於施工規範的要求，這時要對鋼樑進行橫移。

橫移操作步驟如下：檢測鋼樑中線位置，確定橫移量。為觀測橫移距離，可將線錘掛在橫樑上，隨時讀取橫移距離；開動垂直千斤頂，頂起鋼樑1c m 左右，至鋼樑與節下點的支座全部脫空為止；搖動水平千斤頂橫向移梁。

鋼樑的縱移鋼樑架設過程中，由於受溫度變化，施工荷載等因素的影響，鋼樑縱向位置發生偏移，需要對鋼樑縱向進行初步調整，滿足架梁的需要。在支座安裝過程中，需對鋼樑進行進一步調整，準確定位。

縱移鋼樑有兩種方法：頂落交替法和溫差法。本橋鋼樑上3#墩時（3#墩為固定支座），正是9月下旬，工地早晚溫度變化較大，適宜溫差法縱移。縱移操作步驟如下：鋼樑過3#墩向前拼裝一節間，節點高強度螺栓終擰完成後，起頂鋼樑，臨時墩脫空；鋼樑橫移，4#墩落平，檢查3#墩鋼樑縱向位置，以確定縱移方向。

根據測量結果：鋼樑3#墩上節點中心E30與3#墩支承墊石設計中心縱向位置偏北岸24m m；在白天最高溫度時（中午12點左右），固定4#墩，隨著溫度下降到晚上12點，溫差估計在10℃左右。位移量△L=α△t L=0.000018×10×18000=2.12㎝；固定3#墩，鬆開4#墩。隨著溫度上升達到最高時，固定4#墩，鬆開3#墩，進行第二個循環，直至達到要求位置，固定3#墩，鬆開4#墩，縱移完成。實際縱移操作共進行了3個循環，鋼樑3#墩上節點中心與3#墩支承墊石設計中心縱向位置偏移量調到偏南岸10mm。( 來源: 《中國公路》 作者：滕小平 )

建設管理

大橋由中鐵大橋勘測設計院有限公司設計，採用BOT經營方式，由濱州市黃河公鐵路橋投資有限公司投資建設，經營期限為30年，投資估算73584.15萬元（初設階段）。

重要意義

該橋的建設，將極大改善魯北地區的交通網路布局，為當地經濟建設發展乃至環渤海經濟圈的相互輻射提供便捷通道，具有顯著的經濟效益和社會效益。