鋼箱梁分段吊裝施工技術及線型控制技術措施

李澤光

摘 要：鋼箱梁分段吊裝施工在橋梁施工中是一種應用非常廣泛的施工技術，其施工工序繁雜且對于精度要求極高。文章以馬練營路的道排工程為例，詳細分析了鋼箱梁分段吊裝的施工技術及鋼箱梁線型控制技術措施，最終取得了良好的施工效果。

關鍵詞：鋼箱梁 分段吊裝 線型控制

1.工程概況與整體施工方案

文章以馬練營路的道排工程為背景，工程全長約為5500m，預設車速為50km/h，全線工程共有五座跨線橋，其中南環高速跨線橋在上跨南環高速路處采用29m+42m+29m等截面鋼結構連續箱梁，橋梁寬度23.5m。本橋鋼箱梁整體施工方案的選擇主要依據自身的施工能力、設計構造、運輸方式、安裝方式、施工現場條件、交通組織等因素來確定，鋼箱梁采用橫向分八大塊、縱向分段、支座處橫向分段的方式，采用公路運輸方式，在施工現場采用大型起重設備吊裝到臨時支架及橋墩上，再焊接現場焊縫，探傷合格后進行工地涂裝。鋼箱梁具體分段方式見圖1。

2.鋼箱梁分段吊裝施工技術

2.1鋼箱梁廠內加工

鋼箱梁廠內加工的構件可分為如下幾種：橋面（底）板、橋內（外）側腹板、隔艙板、U型肋、I型肋及其肋板等。制作上述部件的胎架為現場地面拼接而成的，之后安排專人負責組裝和焊接施工，使之呈流水線作業。在胎架上，操作人員將組合而成的鋼箱梁進行焊接，并及時矯正彎曲之處。采用數控化的設備生產鋼箱梁零部件，避免了使用傳統人工加工零部件所產生的誤差，提高了部件加工的精準性。另外，使用機械設備加工還能提高生產零部件的穩定性。待所有的構件加工完成時，對其進行嚴格的檢驗，之后可運輸到現場。

2.2構件運輸

在對鋼箱梁構件進行運輸時應該確保兩個基本原則，首先應該確保構件在運輸階段的安全性，其次則應該保證構件的運輸次序科學合理，避免造成由于構件運輸順序混亂導致的工期延誤。

在構件運輸的準備階段應該合理選擇待運構件的擱置地點，保證其環境干燥并且必須對構件進行覆蓋處理，避免生銹，同時還要確保放置地點可以提供足夠的支撐力，杜絕下沉。為了避免鋼構件相互擠壓而發生形變，在進行構件的放置時應該維持各層構件的墊枕支點處于同一垂直線上。另外為了確保運輸過程的有序性，需要對各部分待運構件進行分類與編號，確保裝車過程有序快速的完成。

本項目鋼箱梁運輸采用15～24m以上加長車來完成鋼箱梁的分段運輸工作，需要從生產廠房經由公路運輸到施工工地，因此需要在運輸之前經由運輸部門完成超寬運輸手續的辦理工作。鋼箱梁箱體在分段運輸前，要臨時焊接交叉[12槽鋼，1道/2m，以便對箱體整段進行固定。

2.3鋼箱梁現場安裝

吊裝鋼梁施工工序的安排：臨時支墩→5#橫梁吊裝→中跨大里程側8段鋼梁吊裝→4#橫梁裝→中跨小里程側8段鋼梁的吊裝→3#、6#橫梁吊裝→兩側的鋼梁吊裝→落梁→拆除臨時支墩。

本工程鋼箱梁共分為36塊，最重塊體近45t，經過計算現場吊裝采用兩臺120T汽車吊，每塊箱梁設置4個吊點，吊點位置是在約x=0.214L（L為構件長度）處。吊耳的位置選擇要遵循以下的標準：最接近理想吊點的橫隔板上，其間隔的距離要參照構件的重心。確保梁體吊裝起來之后可保持平衡狀態。

在鋼箱梁安裝進行接口匹配時則需要進行兩次操作，首先完成接口的粗匹配，其主要目的是調整箱梁線型，確保中心軸線。調整程序為：（1）梁段的傾斜度與高度需要與頂板的中軸線齊平；（2）梁段的高度需要和頂板的U型肋齊平，調整好之后要測量出吊裝梁段的前后點的標準高度；（3）重點需要測量梁段底板處縫隙，確保其縫隙寬度的最大值為15mm；（4）借助千斤頂調整主腹板的平衡狀態；（5）復測。

匹配好接口是焊接施工的前提條件。匹配接口的內容如下：節段的標準高度、預拱度、橫坡度。接口面板最大的差距需達到0.5mm。調整約束時要遵循由硬到弱的規律。調整腹板和頂底板交界處的距離，之后調整接口距離。精調時可使用千斤頂，固定時使用馬板壓平。

在完成鋼箱梁的精準定位后，還需要根據相關的規范標準比對縫口，針對沒有達到要求的縫口進行修正，直到縫口經過打磨后符合規范才可以開展焊接工作。

2.4鋼箱梁吊裝時的精度控制

鋼梁進行吊裝時，需要搭建平面控制網。其精度要與四等導線網的精度相匹配。鑒于吊裝平面網對精度要求較高，需要嚴格核準控制網的各個標準點。為確保坐標的準確性，要借助于精密全站儀，將其架設于臨時鋼支墩，可測繪定位精準坐標。在節段吊裝時，根據工程設置好的匹配件連接構件，設計要求縫口的大小，用限位馬板作好襯墊固定，專用焊接用馬板定位牢固，確保中心軸線的正確性。

將三角鋼板搭設在臨時支墩的內側，可避免橫向位移。按照相關的規定要求，在中心線附近1-2毫米范圍內均屬于正常橫向位移。縱向位移和小量調節。在吊裝時利用已固定的箱體，用25T的手動葫蘆作小量調整，調整好后用安裝馬板定位固定。將5T倒鏈搭建在箱梁的上坡位置可以有效的避免箱梁產生推移，緩解縱向向推力帶來的影響。

除上述內容之外，還需注意焊接之后鋼箱梁的變形量測施工。在焊接的過程中，有可能產生變形，因而需要重點對此項內容進行監測，并做好記錄。根據數據分析掌握變形的規律，便于推測可能出現變形的地方。這樣一來可以提升吊裝精度。若是施工中使用的是環縫焊接法，縱向的收縮量最小值為3mm，最大值為5mm，橫向的收縮量需達到1.5mm。

3.鋼箱梁線型控制技術措施

在施工前，除根據設計給出數據外，還要根據現場安裝情況進行細致計算每跨的預拱度值，要根據跨度及箱梁截面特性進行計算，經過計算，具體部位的預拱度按照二次拋物線方程進行布置。

按照設計的縱坡度、橫坡及預拱度、焊接變形等，計算出詳細的高程、長寬尺寸等三維數據，并繪制詳細的施工圖，嚴格按圖加工制作。對于構造比較復雜的零部件，比如橫隔板，在放樣施工時，要借助于CAD，輸入比例為1：1。在模擬其它工序時要嚴格控制加工尺寸，核準組裝尺寸，重點部位包括箱梁的長度及寬度，軸線的長度，務必確保上述內容符合相關設計規定。號料切割時使用無余量切割。鑒于此項技術要格外注意鋼板的變形量，為了確保鋼箱梁的尺寸與設計標準相符合，需要考慮到伸縮量的變化，寬度的變化（如接口、焊腳等），在此基礎之上再設計鋼箱梁的CAD輸入尺寸。

拼裝支架時，確定其總長度的控制點要選在墩柱上的箱梁階段。中跨的安裝要放置到其它墩頂鋼箱梁安裝成功之后。

加強對焊接變形的控制。焊接之前要對所有的焊接材料技能型試驗，記錄好變形數據，以初始數據為基準點，將其歸納整理，組建數學模型。保存下來的數據可以作為焊接之后材料是否變形的重要依據。在焊接處理時優先選擇二氧化碳保護焊，這是因為該種焊接技術耗費的能量較低，這樣可以減少變形量。其次是埋弧焊，再次是手工焊，使用這種焊接方式耗費的能量較高。板料的開口坡度要控制在35-40°左右，不能超過上述范圍。組建的縫隙寬度也需掌握好，最低不得低于5mm，最高不得超過7mm。為確保焊接質量，打坡口時需優先選擇機械冷加工處理技術。

4.結束語

綜上所述，鋼箱梁分段吊裝技術的內容主要分為3個部分，分別為場內制作、構件運輸以及現場安裝，加強了靈活性的同時也對施工的有序化提出了更高的要求，因此在鋼箱梁分段吊裝的施工過程中，必須要采取技術措施控制吊裝時的精度及線型，并注重工作銜接的有序性，這樣一來，鋼箱梁分段吊裝技術就可以最大程度上發揮出高效靈活的優勢。

參考文獻：

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