城市大跨度鋼箱梁的精控法制作安裝施工研究

薛永成

摘 要：我國城市化發(fā)展迅速，對道路交通的需求不斷增加，交通壓力的加大也促使交通運(yùn)輸事業(yè)快速發(fā)展。城市道路系統(tǒng)中，高架道路是城市交通的組成部分，在城市快速路或者主干道交通中發(fā)揮著重要的作用。高架道路主梁的首選形式是鋼箱梁結(jié)構(gòu)，具有整體性好、箱形截面抗扭剛度大的特點。但在城市道路建設(shè)中鋼箱梁的吊裝是重點也是施工難題，通常要采取整體吊裝和分段精控吊裝方法，順利完成施工。

關(guān)鍵詞：大跨度；鋼箱梁；精控法；安裝施工

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

我國鋼鐵工業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展迅速，市政橋梁主梁的主要形式就是鋼結(jié)構(gòu)，鋼箱梁結(jié)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用。受交通壓力的影響以及橋梁工藝的發(fā)展，鋼箱梁的跨徑不斷增加，出現(xiàn)明顯的大跨度趨勢。城市環(huán)境復(fù)雜，市政鋼箱梁施工的環(huán)境具有大跨度、功能多樣性等特點，在安裝施工中存在許多技術(shù)難題，需要尋找科學(xué)的解決方法完成施工。本文以正陽大道市政工程為例，介紹大跨度鋼箱梁精控法的制作和安裝施工。

1 工程概況

正陽大道市政工程（一）標(biāo)段全長750m（起點樁號為K0+000，終點樁號為K0+750），采用主輔路分開布置的形式，主線采用高架橋形式，輔道采用地面道路形式。主線高架橋總共七聯(lián)，其中第四聯(lián)采用鋼箱梁，其余為預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。主線橋梁起點接正陽大橋渭河北岸濱河立交橋梁終點，沿線跨越蘭池二路、漢唐一路；其中主干道第四聯(lián)與蘭池二路形成平面交叉。為三跨鋼箱梁（35m+50m+35m），梁高2.2m，雙幅布設(shè)，土建鉆孔灌注樁、承臺基礎(chǔ)，四柱式門式墩。

2 大跨度鋼箱梁制作和安裝施工流程

2.1 鋼箱梁的整體制作及分段分塊方案

其中零部件單元制造流程如圖1所示。根據(jù)設(shè)計的總體方案和圖紙，進(jìn)行制作與安裝。編制鋼結(jié)構(gòu)制作的細(xì)則文件，保證制作質(zhì)量。要詳細(xì)繪制各種零部件的加工圖紙，經(jīng)過監(jiān)理單位、設(shè)計單位和建設(shè)單位批準(zhǔn)后再開始具體操作。

由于高架梁的鋼箱梁均處于頂?shù)装迤叫校瑱M坡由箱梁整體旋轉(zhuǎn)形成。在塊單元的制造中，劃出縱橫基準(zhǔn)線的位置，然后據(jù)此劃出隔板組裝、加勁肋、腹板的位置線。本工程鋼箱梁對接焊縫質(zhì)量應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（J0KNG/0KNF50—2011）規(guī)定的一、二級焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行射線探傷和超聲波探傷。箱梁內(nèi)部的相對濕度要求不小于50%。直接暴露于大氣的鋼箱梁外表面涂裝耐久性不小于25年。

2.2 鋼箱梁安裝

鋼結(jié)構(gòu)為分段分塊工廠制作完成，現(xiàn)場支架法安裝，吊裝機(jī)械采用100t履帶吊，安裝順序為縱橋向由10#墩向13#墩安裝，橫橋向自跨中向兩側(cè)安裝。根據(jù)實地踏勘情況，為吊裝方便及安全，采用一臺履帶吊車完成吊裝施工，梁段吊裝作業(yè)半徑8m～10m，考慮到吊機(jī)碰壁情況查找相關(guān)吊車參數(shù)可選100t 履帶吊車進(jìn)行吊裝工作。臨時支架結(jié)構(gòu)設(shè)計成鋼管立柱格構(gòu)式支架，在支架頂部長度方向上設(shè)置橫撐（工字鋼），各支架具體位置高度將在施工時，由測量人員復(fù)測并繪圖，現(xiàn)場交底，確保支架位置準(zhǔn)確。在工廠完成鋼箱梁的制造，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，起吊到臨時支墩上，直到設(shè)計標(biāo)高。鋼箱梁架設(shè)的工藝流程圖：勘查現(xiàn)場→測量放樣→鋼管柱安裝→鋼箱梁逐跨吊裝→逐跨焊接→鋼箱梁工地涂裝→支架拆卸。在鋼箱梁的施工中，大部分都選擇在廠家分段加工，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行安裝。本次施工條件沒有水運(yùn)條件，工程需要采用陸路運(yùn)輸。總體的施工方案是首先在廠制造，然后分段運(yùn)輸，最后在施工現(xiàn)場組裝。將廠間制造和工地組裝相結(jié)合。廠間組裝前首先搭建胎架，根據(jù)設(shè)計圖紙構(gòu)建胎架坐標(biāo)尺寸。結(jié)合橋位架設(shè)、設(shè)備、運(yùn)輸條件、施工圖等，分成11個箱段。

3 大跨度鋼箱梁精控法施工要點

3.1 制作控制技術(shù)

明確鋼箱梁預(yù)拱度，鋼箱梁的預(yù)拱度與行車載荷產(chǎn)生的撓度、鋼箱梁自重產(chǎn)生的撓度、焊接變形產(chǎn)生的撓度有關(guān)。預(yù)制鋼箱梁的預(yù)拱度，參數(shù)值以3個指標(biāo)的組合值為主。計算簡支梁在最大的跨度值時，設(shè)置分配依據(jù)拋物線，鋼箱梁預(yù)拱度=鋼箱梁自重產(chǎn)生撓度+車輛活載荷產(chǎn)生向下?lián)隙?焊接產(chǎn)生的向上撓度。

控制胎架的精度，依據(jù)計算的預(yù)拱度，按照拋物線方程分配法進(jìn)行起拱。鋼箱梁底板尺寸和曲線決定正裝法胎架，縱橫梁結(jié)構(gòu)采用型鋼，縱橫梁間距不大于2m，保證需要的剛度。具體計算胎架的強(qiáng)度，嚴(yán)格按照預(yù)拱曲線，進(jìn)行檢驗檢測，復(fù)核誤差，才能使用。

3.2 裝配精度控制

底板裝配要注意檢查底板和胎架支撐點的貼合度，要高于95%。為保證裝配質(zhì)量，要嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，防止結(jié)構(gòu)變形，尤其是焊縫的焊接質(zhì)量，抽取10%焊接縫進(jìn)行射線探傷，超聲波檢測所有的焊縫。腹板的安裝要注意垂直度的偏差，用直角尺和鉛垂線檢驗，保證偏差在2°以內(nèi)。

3.3 吊裝精度控制

吊裝前要檢查墩臺支座，確保質(zhì)量安全和滿足規(guī)范設(shè)計要求。組織設(shè)備人員、工程技術(shù)人員等進(jìn)行現(xiàn)場檢查驗收，參與技術(shù)和安全交底工作。根據(jù)現(xiàn)場的施工條件，提前規(guī)劃好運(yùn)輸?shù)穆肪€、吊裝的順序等。在吊裝區(qū)域要做好警示牌，嚴(yán)禁車輛和人員通行。臨時支架結(jié)構(gòu)設(shè)計成鋼管立柱格構(gòu)式支架，在支架頂部長度方向上設(shè)置橫撐（工字鋼），各支架具體位置高度將在施工時，由測量人員復(fù)測并繪圖，現(xiàn)場交底，確保支架位置準(zhǔn)確。施工現(xiàn)場進(jìn)行修補(bǔ)時，要在組裝中或組裝后進(jìn)行。修補(bǔ)的構(gòu)件要求沒有任何粉塵、油污等，保持干凈。注重修補(bǔ)和涂層的銜接。對于焊接的部位通常在72h內(nèi)及時修補(bǔ)。現(xiàn)場修補(bǔ)要做好記錄和監(jiān)控。最后進(jìn)行面漆涂裝施工，做好施工準(zhǔn)備和安全檢查，修復(fù)缺陷并進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)以后，清理油污粉塵等，合格以后進(jìn)行面漆施工，注意嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行，保證涂裝的質(zhì)量和外觀的效果，并做好防護(hù)工作。

總之，大跨度鋼箱梁要應(yīng)用精控法制作安裝施工，保證工程的質(zhì)量，根據(jù)施工條件進(jìn)行設(shè)計，嚴(yán)格控制預(yù)拱度，加強(qiáng)施工精度的控制，發(fā)揮大跨度吊裝鋼箱梁技術(shù)的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1]王水良.城市復(fù)雜環(huán)境下大跨度鋼箱梁懸臂安裝施工技術(shù)研究[J].城市建筑，2016（14）：85-86.

[2]馬奔飛.超大跨度城市鋼箱梁高架橋安裝施工工藝[J].引文版：工程技術(shù)，2016（3）：217.

[3]張維.大跨徑連續(xù)鋼箱梁設(shè)計探討[J].黑龍江交通科技，2015，38（4）：135.