大節(jié)段鋼箱梁長(zhǎng)懸臂吊裝施工技術(shù)

張 洪 濤

(中鐵(貴州)市政工程有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550025)

0 引言

根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工條件和現(xiàn)有施工技術(shù)，可以將大跨度鋼箱梁橋的施工方法分為多種，常見(jiàn)的吊裝方法有分段吊裝、整體吊裝、懸臂拼裝、整體提升等方法[1-4]。鋼箱梁的安裝受到場(chǎng)地和橋梁結(jié)構(gòu)等因素的限制，需要綜合考慮，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行選擇。

大節(jié)段吊裝法施工將鋼箱梁劃分為較長(zhǎng)節(jié)段，在工廠內(nèi)完成梁的制造，利用運(yùn)輸設(shè)備將大節(jié)段運(yùn)送到指定位置，利用吊裝技術(shù)，將節(jié)段吊裝到指定位置。大節(jié)段吊裝施工由于施工靈活，有效地提升了施工效率，被越來(lái)越多應(yīng)用于施工中。

在連續(xù)鋼箱梁橋的吊裝施工過(guò)程中，對(duì)各節(jié)段的焊接要求精度較高，且在橋梁施工中受到多種因素的影響，如施工荷載，施工材料，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以及施工方案等。在橋梁合龍梁端轉(zhuǎn)角及成橋線形時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的施工順序，對(duì)誤差進(jìn)行分析控制，確保每個(gè)施工階段可以順利進(jìn)行，保證施工質(zhì)量[5-7]。為了保證連續(xù)鋼箱梁橋的吊裝施工的安全，確保橋梁的施工質(zhì)量，需要對(duì)吊裝施工技術(shù)開(kāi)展相應(yīng)的研究。

1 工程概況

該連續(xù)箱梁橋位于貴安新區(qū)核心區(qū)。該地區(qū)地形高程總體上西高東低、南北高中間低，主要用地高程在1 200 m～1 300 m之間，區(qū)域外圍的西、南、東北方向均有自然連續(xù)山體，作為城市的景觀背景。

貴安新區(qū)中心大道—百馬大道立交工程，立交工程包含中心大道、百馬大道兩條主干路。其中，中心大道主線以地道形式下穿交叉口，路線全長(zhǎng)700 m。百馬大道經(jīng)改建的楊梅寨中橋后，以高架形式跨越交叉口，路線全長(zhǎng)900 m。橋梁設(shè)計(jì)荷載為城市A級(jí)，橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，設(shè)計(jì)使用年限100年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。

2 吊裝施工整體布置方案

考慮到本項(xiàng)目橋梁架設(shè)于地下空間之上，而最大的吊裝節(jié)段長(zhǎng)度超過(guò)了17 m，重量達(dá)70 t，因此結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際條件布置合理的起吊位置，需要同時(shí)滿足地基承載力及起吊懸臂長(zhǎng)度，本橋梁的節(jié)段吊裝施工時(shí)，起重機(jī)位于下拉槽之中，吊車(chē)位置基本固定，以保持良好的吊裝視野和機(jī)械的回轉(zhuǎn)空間，起重機(jī)的位置和吊裝區(qū)域的空間關(guān)系如圖1所示。工程現(xiàn)場(chǎng)必須進(jìn)行場(chǎng)地堅(jiān)實(shí)且平整，清除施工障礙，修筑道路，場(chǎng)地要滿足構(gòu)件運(yùn)輸車(chē)輛的行駛及轉(zhuǎn)彎半徑的需要。

3 吊裝節(jié)段劃分

本鋼箱梁橋采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)焊接拼接，分塊吊裝施工模式，其中箱梁分塊預(yù)制工作在本公司成都工廠完成，分塊箱梁通過(guò)公路運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，然后在現(xiàn)場(chǎng)按照箱梁線性布置拼裝胎架。在箱梁與箱梁的接頭處，為了避免蓋板的對(duì)接縫與腹板的對(duì)接縫重合，以及出現(xiàn)十字焊縫，將蓋板的對(duì)接縫與腹板的對(duì)接縫相互錯(cuò)開(kāi)300 mm，同時(shí)U型肋、板條肋均留400 mm的工地嵌補(bǔ)段。整座鋼箱梁橋共有左、右兩幅，單幅在縱向各分為前述A,B,C,D,E五個(gè)區(qū)，其中A區(qū)一段有3個(gè)吊裝單元，B區(qū)兩段有6個(gè)吊裝單元，C區(qū)五段有10個(gè)吊裝單元，D區(qū)兩段有6個(gè)吊裝單元，E區(qū)一段有3個(gè)吊裝單元，單幅小計(jì)28個(gè)吊裝單元。兩幅共計(jì)56個(gè)吊裝單元，如圖2所示。按照上述分塊方法，確定出分塊中最大鋼箱梁規(guī)格尺寸為：17.3 m×6.7 m×2.2 m，最重箱梁重約78.6 t，采用目前通用運(yùn)輸板車(chē)即可完成運(yùn)輸工作。

4 吊裝工況分析及施工順序

上跨橋的吊裝施工包含了兩大類(lèi)工作，一是臨時(shí)支架的吊裝架設(shè)，二是箱梁節(jié)段吊裝施工。其中臨時(shí)支架采用了25 t級(jí)別的汽車(chē)吊進(jìn)行施工；箱梁節(jié)段按照分區(qū)不同，采用不同吊裝機(jī)械進(jìn)行施工，A,E兩區(qū)節(jié)段重量較小，且離下拉槽中履帶式起重機(jī)距離超過(guò)90 m，吊裝穩(wěn)定性保證困難，因此采用了130 t級(jí)的汽車(chē)吊進(jìn)行施工，其余節(jié)段均采用350 t履帶吊施工。主要的施工流程如下：

1)測(cè)量放點(diǎn)，用25 t汽車(chē)吊安裝臨時(shí)支撐架；

2)用130 t汽車(chē)吊在PM10吊裝左幅ZA1-1,ZA1-2,ZA1-3，右幅YA1-1,YA1-2,YA1-3，共計(jì)6個(gè)構(gòu)件；

3)使用350 t履帶吊超起工況吊裝左幅ZB1-1,ZB1-2,ZB1-3，共計(jì)3個(gè)構(gòu)件，完成右幅YB1-1,YB1-2,YB1-3的吊裝施工，共3個(gè)構(gòu)件；完成左幅和右幅B區(qū)構(gòu)件的施工ZB2-1,ZB2-2,ZB2-3,YB2-1,YB2-2,YB2-3，共計(jì)6個(gè)構(gòu)件。

按照上述施工順序，分別依次完成剩余C區(qū)、D區(qū)和E區(qū)的各梁段吊裝施工，并逐漸焊接各段。

5 橋段吊裝定位技術(shù)

大節(jié)段吊裝施工過(guò)程中，將受到各種因素的影響，如材料彈性模量、梁重、施工臨時(shí)荷載、溫度等參數(shù)的誤差，加上施工中的測(cè)量、施工誤差，均會(huì)引起橋梁施工狀態(tài)與理想狀態(tài)的偏差。這些偏差的累計(jì)將會(huì)影響橋梁的內(nèi)力和線形，影響大節(jié)段連接，造成超寬焊縫或者焊接前的大節(jié)段梁端轉(zhuǎn)角過(guò)大，導(dǎo)致合龍困難，也可能導(dǎo)致橋面標(biāo)高達(dá)不到預(yù)期要求，橋面鋪裝厚薄不一，影響工程質(zhì)量、鋪裝質(zhì)量。

起吊拼裝前，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)控制網(wǎng)對(duì)臨時(shí)支架上所有支點(diǎn)及橋梁支座進(jìn)行觀測(cè)，確保所有控制點(diǎn)的空間位置差異在控制范圍內(nèi)。節(jié)段起吊至支座附近時(shí)，暫停起重機(jī)升降及旋轉(zhuǎn)，采用了人工大致調(diào)整結(jié)構(gòu)空間位置，然后緩慢降低結(jié)構(gòu)高度，直至結(jié)構(gòu)完全安放于橋梁支座上。此時(shí)保證起重機(jī)工作狀態(tài)，以控制相對(duì)空間位置。

根據(jù)本橋梁的吊裝施工工序，主要分為粗定位和精調(diào)定位。根據(jù)工廠制作鋼箱梁時(shí)每個(gè)節(jié)段上做好測(cè)量標(biāo)記，按監(jiān)控要求告知對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的X，Y，Z的坐標(biāo)值，節(jié)段吊裝時(shí)以橋梁中心線為基準(zhǔn)，采用全站儀進(jìn)行鋼箱梁的粗定位(見(jiàn)圖3)，以減少微調(diào)時(shí)的工作量。精調(diào)定位分為縱橫向調(diào)整和橫向調(diào)整。鋼箱梁粗定位后首先進(jìn)行縱橫向位置的調(diào)整，其方法是先利用4個(gè)螺旋千斤頂將鋼箱梁微微頂起約30 mm，然后通過(guò)手拉葫蘆移動(dòng)千斤頂下部的雙向滑塊，以實(shí)現(xiàn)梁段的縱橫向移動(dòng)。用螺旋千斤頂將鋼箱梁頂起，通過(guò)調(diào)整鋼墩的高度將梁段頂起或落下，每次約10 mm～20 mm，反復(fù)此過(guò)程，直至達(dá)到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的要求。各節(jié)段吊裝落架的三維坐標(biāo)根據(jù)施工監(jiān)控提供的數(shù)據(jù)確定。鋼箱梁體定位公差符合要求后馬板固定并與鋼墩點(diǎn)焊，要求定位焊有足夠的強(qiáng)度。避免連續(xù)焊，盡可能的減少對(duì)梁底板材的損傷。圖3為施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣。

6 結(jié)語(yǔ)

本文以百馬立交上跨大橋施工為背景，針對(duì)復(fù)雜施工環(huán)境下長(zhǎng)懸臂大重量鋼箱梁節(jié)段吊裝施工問(wèn)題，從施工整體布置、吊裝節(jié)段劃分、吊裝工況及施工順序等方面進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)際情況提出相應(yīng)的橋梁線型控制技術(shù)。通過(guò)本文所研究的施工技術(shù)，本項(xiàng)目橋梁施工質(zhì)量和效率得到了很好的保證，研究結(jié)果可供類(lèi)似項(xiàng)目參考。

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