淺析公路鋼箱梁制作與頂推安裝施工工藝

楊金翠

摘 要：鋼箱梁，又叫鋼板箱形梁，是大跨徑橋梁常用的結構形式。外型像一個箱子故叫做鋼箱梁。鋼箱梁一般分成若干梁段制造和安裝，安裝的方法有兩種，第一種是吊裝，第二種是頂推。吊裝是比較常規的安裝方式，但吊裝時需要截斷下穿公路交通流，對于橋跨下面有重要結構物或下穿道路無法截斷交通流的情況，頂推施工是較好的安裝方法。

關鍵詞：鋼箱梁 制作 頂推安裝 施工工藝

中圖分類號：U445.58 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0065-02

近年來，鋼箱梁結構工程在公路橋梁、市政高架立交等工程中得到了越來越廣泛的應用，比如：江蘇省蘇通長江大橋、杭州灣跨海大橋、浙江省西堠門大橋都是運用鋼箱梁相當成功的宏偉工程。特別是目前現代交通網絡化發展，公路網縱橫交錯，上跨下穿已成常態，鋼箱梁已成為上跨公路、鐵路、大江大河、市政道路工程中最主要的橋梁結構形式。作者參與的云南省某高等級公路建設項目施工，全線有兩座橋梁分別上跨安楚高速和楚大高速公路，由于被交的安楚高速、楚大高速是G56杭瑞國家高速公路通往滇西出境的大通道，滇中大動脈，兩條公路交通流特別大，無法截斷交通流，經過反復對比論證，最終確定采用鋼箱梁上跨，并首次在本地區采用頂推法安裝鋼箱梁。目前，兩座鋼箱梁橋梁已順利完工，鋼箱梁頂推法安裝工藝在工程中得到成功運用，不僅是建橋工藝技術的進步和發展，也是立交工程鋼箱梁安裝工藝的創新，為同類工程的使用和安裝積累了經驗，也培養和鍛煉了一批大型鋼橋梁建設的精英人才。

1 鋼箱梁結構概述

該路的兩座鋼箱梁大橋，跨徑組合均為（50+60+50）m三跨連續鋼箱梁。主梁采用雙幅等截面直腹板鋼箱連續梁，頂板為正交異性板結構。下部結構墩身采用混凝土現澆結構，樁基采用鉆孔灌注樁。鋼箱梁底板與頂板平行，頂板設置于橋面同坡。鋼箱梁為等截面梁，中心梁高2.4m，梁高與中跨跨徑比值為1/25。鋼箱梁單幅梁寬15.75m，箱體寬度12.0m。采用單箱5室結構，3個主箱室，箱室寬為3.2m，2個現場拼接箱室，箱室寬12m。頂板采用16mm的厚度。底板在順橋向不同區段采用了12mm、14mm、16mm、18mm四種不同的板厚。腹板在順橋向不同區段采用了12mm、16mm兩種不同的鋼板厚度。箱梁外側與橫隔板對應位置均設置挑臂，挑臂腹板厚12mm，翼緣厚度16mm。

2 鋼箱梁制作

（1）節段劃分：左幅鋼箱梁縱向全長共劃分為13個節段，縱向長度組合為（2×8.71+2×13.5+11+3×13.5+8.5+11+10.42+2×12）m。右幅鋼箱梁縱向全長共劃分為14個節段，縱向長度組合為（2×8.71+2×13.5+11+3×13.5+8.5+11+2×13.5+2×8.71）m。

（2）橫向板單元劃分：標準節段板單元共分29塊，其中頂板單元8塊，底板單元6塊，腹板單元6塊，橫隔板單元50塊。大部分焊縫在板單元內進行，既保證了焊縫質量，也保證了節段總拼的質量。

（3）分段原則：鋼箱梁縱向分段對接縫距墩頂中心均為5.5m；節段對接縫距跨中最小距離6m，且距橫隔50cm以上。橫向分塊盡可能考慮與原材寬度匹配，頂、底板分塊焊縫離腹板最小矩離45cm以上，并設于U型肋之間；分塊尺寸較大，是為減少總拼時焊縫數量，提高總拼效率，同時考慮運輸方便。

3 鋼箱梁頂推安裝方法

頂推安裝順序：由預先設定的存放場地一側向另一側進行。頂推采用后端雙點同步頂推的方式，擬整幅鋼箱梁分4個頂推循環完成，鋼箱梁每頂推前進一個輪次，在鋼箱梁支撐墩上設置縱橫移調整裝置調整鋼箱梁狀態，待鋼箱梁全部頂推到位后，采用千斤頂落梁的方法將鋼箱梁整體調整至設計標高，達到設計要求后安裝支座。具體安裝準備及流程如下。

（1）在預先設定的一側橋臺后平整100m×36m的拼裝場地。

（2）在場地前端布置60m鋼箱梁拼裝胎架。

（3）在拼裝胎架上布置滑道，調整滑道標高。

（4）施工各墩臨時支墩，其上布置滑移、糾偏和起頂裝置。

（5）在拼裝胎架上拼裝導梁，導梁是為頂推需要而設計的。導梁長度按照需要安裝的鋼箱梁橋最大跨徑確定。

（6）安裝頂推系統，控制鋼箱梁頂推前移速度在800mm/min左右。

（7）導梁向前頂推，直至胎架上預留出第一輪次拼裝鋼箱梁長度位置為止。

（8）在導梁尾部拼裝第一頂推輪次鋼箱梁。

（9）連接鋼箱梁與導梁。

（10）向預設置拼裝場地的另一側側頂推第一輪次鋼箱梁，人工喂板實現橋梁墩臺處梁底滑板連續。

（11）在頂推過程中利用墩頂和橋臺處的糾偏裝置，對連續鋼箱梁進行橫向糾偏。

（12）在胎架上拼裝第二輪次鋼箱梁。

（13）頂推第二輪次鋼箱梁。

（14）導梁不得在高速公路上方懸臂過久，可在公路兩側搭設臨時支墩臨時支撐。

（15）頂推過程中利用墩頂和橋臺處的糾偏裝置，對連續鋼箱梁進行橫向糾偏。

（16）重復拼裝頂推鋼箱梁，直至導梁達到橋墩位置。

（17）頂推過程中利用墩頂處的糾偏裝置，對連續鋼箱梁進行橫向糾偏。

（18）當第一節導梁從邊橋墩出來后，拆除第一節導梁。隨后繼續頂推。

（19）繼續頂推連續鋼箱梁，直至全部拆除導梁，連續鋼箱梁縱向達到設計位置。

（20）通過調整橋墩處糾偏裝置，調整連續鋼箱梁橫向位置至設計位置。

（21）安裝落梁裝置，利用墩頂落梁裝置，把連續鋼箱梁頂離滑塊，拆除滑塊、拼裝支架。

（22）通過落梁裝置，采用邊抽邊落的方法，下放鋼箱梁。把連續鋼箱梁調整至設計標高。

（23）利用橫向糾偏裝置，再次調整鋼箱梁平面位置與設計相符。

（24）安裝連續鋼箱梁支座，采用球型支座。

（25）拆除墩頂落梁裝置、糾偏裝置及各墩臨時支墩，完成鋼箱梁的受力體系轉換，鋼箱梁架設完成。

4 施工的難點、重點

（1）鋼箱梁段跨度大，跨越的高速公路車流繁忙，頂推施工難度較大。

（2）鋼箱梁為曲線（連續）梁，平面處在圓曲線和緩和曲線上，橫坡處于變化狀態，在拼裝過程中需要同時保證成橋平面曲線形和豎向立面線形，線型精度要求高，控制難度大。

（3）鋼箱梁為全焊鋼結構，現場焊接的工作量較大，存在手工電弧焊、CO2氣體保護和埋弧自動焊等，焊接位置存在平焊、橫焊、立焊和仰焊，焊接工位多，同時焊接要求高，大多的焊縫要進行超聲波、磁粉及X射線等探傷。因此，如何控制其焊接變形和焊接殘余應力，保證鋼箱梁幾何尺寸精度是鋼箱梁制造的難點。

（4）在高空施工要設置施工操作平臺，在跨線部分上方施工時，在下面道路未封閉狀態下，要在高空進行防護，防止火花、小物件等墜落。

（5）頂推就位后，落梁高度高，施工難度大。

5 結語

鋼箱梁橋梁工程采用頂推安裝是一種比較先進的方法，具有很好的技術經濟效果。本項目原安裝方案是采用350T大吊車進行吊裝，由于被交叉高速公路車流量特別大，無法截斷交通流量，因此原設計方案，在吊裝前，還需要修建分流車輛的輔助道路，輔助道路預算造價約1900萬元。采用頂推安裝方案后，需要增加頂推及拼裝平臺、臨時支墩等臨時結構工程，需要增加費用約300萬元。綜上，對于本項目而言，采用頂推安裝方法，比采用吊裝方法節約投資1600萬元，經濟效果明顯。且采用頂推工藝安裝鋼箱梁高效、安全，便于機械化施工，能有效降低吊裝過程中對橋跨下穿結構物、公路車輛的干擾，大大提高了車輛通行的安全性和公路運轉的穩定性。

參考文獻

[1] GB/T50017-2003，鋼結構設計規范[S].

[2] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[3] GB/T50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].endprint