太榆路改線工程鋼箱梁施工探討

常 小 浩

(太原市市政公用設(shè)施建設(shè)中心，山西 太原 030009)

1 工程概況

2013年太原南站周邊路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整，取消農(nóng)科北路，太榆路改線東移。太榆路改線工程北起南中環(huán)立交，南至龍城大街立交，全長約2.245 km，主線設(shè)計速度為60 km/h，輔路設(shè)計速度為40 km/h，主線車道為雙向八車道，輔道車道為雙向四車道。道路紅線寬度65.5 m～103 m。

太榆路改線工程也是南站客流疏散的主通道之一，作為群體項目還包括：

1)針織街道路工程長172 m，紅線寬20 m，連通新舊太榆路。

2)晉陽街H匝道工程地面輔路全長660 m，紅線寬35 m～53.5 m；橋梁全長318 m，橋?qū)?6.5 m，主要為公交車輛進出南站公交車場服務(wù)。

3)異型平臺總面積5 491 m2，為鋼板梁結(jié)構(gòu)，設(shè)D,E,F,G四條匝道，寬8.5 m，總長450 m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要為公交車輛進出南站公交車場及社會車輛調(diào)頭服務(wù)。

4)車站北街工程，包括4個高架匝道、1個異型平臺，地面輔路。

5)太榆路中心街立交為苜蓿葉立交，太榆路上跨、中心街下穿，中心街下穿太榆路設(shè)計采用地道箱涵，通道寬62 m，長93 m；路口處設(shè)4個下穿人非通道，長各26 m，寬14 m，結(jié)構(gòu)形式暗埋現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵。

6)在太榆路廣場段設(shè)置3個地下人行通道，結(jié)構(gòu)形式為暗埋箱涵，凈寬6 m。每個出入口設(shè)有兩部自動扶梯。

7)車行地道工程：太榆路廣場段預(yù)埋連接南站西廣場地下空間與太榆路西側(cè)地塊的車行通道。

8)太原南站西廣場道路工程，包括公交場站、出租車社會車場站。

9)車站南街道路工程地面輔路長209 m，紅線寬度40 m；高架橋為定向左轉(zhuǎn)匝道，為社會車、出租車經(jīng)太榆路進入南站社會車場的主要通道。

車站南街I匝道橋樁號范圍IK0+098.518～IK0+618.094，橋梁總長519.576 m，I匝道標準寬度為12.5 m，9.8 m，鋼梁寬度為9.6 m，12.3 m。J 匝道橋樁號范圍JK0+563.594～JK0+618.094，橋梁總長54.5 m，J匝道標準寬度為9.8 m。

40 m以下跨徑，一般采用等高度鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，梁高1.6 m。跨度超過40 m的大跨度結(jié)構(gòu)采用變高度鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，支點梁高為2.0 m，跨中梁高為1.6 m。懸臂端部預(yù)留0.1 m與護欄一并澆筑，橫坡通過箱梁旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)。

2014年4月,太榆路改線工程開工建設(shè)，2014年6月30日完成南中環(huán)至車站北街段建設(shè)，為2014年7月1日南站開通運營提供了保障。2015年9月16日全線通車。

2 鋼箱梁制造

2.1 鋼箱梁的主要施工內(nèi)容

鋼箱梁原材料的采購，以及其他材料的采購、驗收，鋼箱梁制作包括鋼箱梁下料、加工、單元件制造、梁段總裝、廠內(nèi)轉(zhuǎn)運、涂裝、存放、工地安裝、吊裝、防腐涂裝。

2.2 鋼箱梁節(jié)段劃分方案

分段點盡量設(shè)在結(jié)構(gòu)受力小的部位，遠離支座和跨中并避免設(shè)在應(yīng)力集中處，綜合考慮了鋼箱梁節(jié)段的運輸和現(xiàn)場吊裝設(shè)備的選用等因素，并經(jīng)設(shè)計單位同意，鋼箱梁將采用縱橫相結(jié)合的方式劃分，橫橋向一分為二，縱橋向大約10余米為一個出廠節(jié)段,總重不超25 t。鋼箱梁劃分為頂板單元件、底板單元件、腹板單元件、橫隔板單元件等四部分(如圖1所示)進行廠內(nèi)單元件制造，節(jié)段總裝采用倒裝法，以頂板面為胎架面進行總裝。預(yù)拼裝檢驗合格，再解體分段，在打砂涂裝區(qū)完成涂裝后發(fā)運至工地。

2.3 技術(shù)準備

2.3.1轉(zhuǎn)化施工圖

本工程根據(jù)同濟大學設(shè)計研究院提供的設(shè)計施工圖紙及相關(guān)的規(guī)范標準進行工藝性審圖，編制了鋼結(jié)構(gòu)施工工藝，進行鋼箱梁的三維放樣，以獲得各構(gòu)件的準確數(shù)據(jù)，完成施工圖紙轉(zhuǎn)化工作。

2.3.2焊接工藝評定

根據(jù)設(shè)計圖紙中確定的所采用焊接設(shè)備的不同及結(jié)構(gòu)接頭形式相關(guān)標準和規(guī)范的要求，編制焊接工藝評定清冊，交監(jiān)理工程師簽字批準，并提交業(yè)主方委托的第三方檢測機構(gòu)。編制焊接工藝評定試驗作業(yè)指導(dǎo)書，然后在監(jiān)理工程師的旁站監(jiān)督下完成工藝試驗工作，其中焊接工藝評定報建設(shè)單位并組織專家評審。工藝評定試驗通過后，根據(jù)工藝評定結(jié)果制定焊接工藝規(guī)則。

2.3.3工裝設(shè)計及配置

根據(jù)本工程中各種單元件的結(jié)構(gòu)特點及工位布置，設(shè)計制造或改制各種類型的專用胎架和工裝設(shè)施。各類胎架按各自的功能分別設(shè)計為自身剛性足夠且與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接形成剛性胎架。

3 廠內(nèi)制造工藝

3.1 零件下料、加工

頂板、底板、腹板、橫隔板預(yù)加補償量一次下料后拼板或二次下料的方法，確保零件的外形尺寸精度。

頂板、底板、腹板縱肋采用數(shù)控火焰拉條下料，單元件制造時根據(jù)實際長度配切；對于長度不足的應(yīng)先進行接長(每段長度不得小于1 m)，然后參與單元件的裝配；縱肋不允許先裝配到底板上，后焊接縱肋對接焊縫。

鋼箱梁頂、底板、腹板零件過渡坡口均采用廠內(nèi)銑邊機銑邊。鋼箱梁支座墊板與鋼箱梁結(jié)合面應(yīng)刨成與鋼箱梁底板緊密貼合的斜面，另一面需加工成水平面。底板人孔采用磁力鉆加工螺栓孔，人孔蓋板零件可采用搖臂鉆床加工螺栓孔。

3.2 首節(jié)段制造

根據(jù)分節(jié)段方案制造首節(jié)段，以驗證制造工藝是否符合質(zhì)量要求。

3.2.1板單元制造

板單元制造在專用胎具上進行，以頂板單元制造為例，一般施工步驟：頂板拼接→零件檢查→定位劃線→板肋裝配→板肋焊接→校正→標記。頂板拼接采用自動埋弧焊，注意引弧板、息弧板，板肋焊接采用二氧化碳氣體保護焊，定位準確，焊縫飽滿。

板單元焊接完成后應(yīng)對焊縫進行自檢，自檢合格后報第三方檢驗機構(gòu)復(fù)驗。

3.2.2分段總裝

鋼箱梁分段采取倒裝法施工，以頂板面作為施工基準面，一般施工流程：頂板上胎架定位→隔板吊裝定位→腹板吊裝定位→吊裝底板單元→挑臂隔板、肋板、外裝飾板安裝→脫胎翻身→標記。

3.2.3打砂涂裝

需進行防腐涂裝的所有工件在進行表面處理前必須進行表面預(yù)處理。表面預(yù)處理工作包括除油、除污、除鹽處理以及遺漏棱角打磨和表面清理。合格后進入噴砂工序。

噴砂合格的表面，應(yīng)有效控制施工環(huán)境，在4 h內(nèi)或在表面品質(zhì)明顯降低前施涂/油漆噴涂并完成第一道底漆涂層，涂裝前應(yīng)注意對清潔表面進行防護，防止二次污染。涂裝完成后，在指觸干前(一般常溫下4 h內(nèi))不得淋雨，并在涂裝間隔期內(nèi)進行下一道涂層的涂裝，各道涂層之間的最小涂裝間隔時間和最長涂裝間隔時間應(yīng)嚴格按照油漆說明書要求執(zhí)行。

3.2.4首節(jié)段驗收

首節(jié)段驗收由業(yè)主組織，監(jiān)理單位主持，制造商介紹制造方案、焊接工藝，第三方檢測機構(gòu)介紹質(zhì)量檢測情況，監(jiān)理單位匯總首節(jié)段整體質(zhì)量情況。首節(jié)段驗收后要對首節(jié)段質(zhì)量做出評定，驗證制造工藝、焊接工藝是否符合質(zhì)量要求，為下一步全面開始鋼箱梁制造工作提供指導(dǎo)。

3.3 預(yù)拼裝

鋼箱梁預(yù)拼裝的目的，在于控制鋼箱梁的裝配精度和整體線性。鋼箱梁在預(yù)拼場地進行預(yù)拼裝時，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)拱度不符或梁段尺寸有誤時，就可在預(yù)拼場地調(diào)整，避免了鋼箱梁的運輸及施工現(xiàn)場高空調(diào)整，減少了高空作業(yè)難度和加快了吊裝進度，確保鋼箱梁順利架設(shè)。

預(yù)拼裝的順序應(yīng)服從工地架設(shè)先后順序的要求。將相鄰幾個梁段編為一個拼裝組，同時進行梁段預(yù)拼裝。使各梁段的接口在自由狀態(tài)下對準，進行誤差矯正，反復(fù)檢查精度，最后才可將相鄰梁段之間的工地接頭匹配件精確地安裝在梁段上。

檢查合格后，劃線切割梁段留有二次切割量，一并切出坡口(合龍段除外)。組焊節(jié)段定位匹配件，劃橋位安裝定位檢查線。進行板條肋嵌補段長度量配，按施工圖所示編號，打好標記。

預(yù)拼裝經(jīng)監(jiān)理單位檢驗合格，將組成梁段的各塊體解體，用平板車運至涂裝廠房進行除銹、涂裝，防腐涂層經(jīng)檢驗合格，允許出廠，板條肋嵌補段按編號裝箱與梁段一起發(fā)運工地。

4 結(jié)語

鋼箱梁在城市道路中的應(yīng)用越來越廣泛，業(yè)主單位要把握鋼箱梁制造中分段制造方案、焊接工藝評定、首節(jié)段驗收等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，委托第三方檢測機構(gòu)對焊縫內(nèi)在質(zhì)量、防腐涂層漆膜厚度進行檢測，委托監(jiān)理單位把好原材復(fù)檢、焊接工藝評定、節(jié)段驗收、出廠質(zhì)量驗收關(guān)。