市政快速路匝道曲線鋼箱梁施工控制例析

李 堅

中交二航局第四工程有限公司

1 工程概況

淮安市快速路一期建設工程HA-KSL-6標段含互通立體交叉一處，由A、B、C、D 四座匝道組成。其中A 匝道起點樁號為AK0+094，終點樁號為AK0+714，橋梁全長620m，全橋共計7聯。其中第3聯上部結構采用三跨連續鋼箱梁結構形式，下部結構采用柱式墩，鉆孔灌注樁。橋跨布置為26+43+26m，全長95m。鋼箱梁截面采用單箱單室結構，一般段中心線處梁高1.8m，梁頂面總寬10.1m，梁底面總寬5.7m。鋼箱內側懸臂長1.791m，外側懸臂長1.708m。鋼箱梁材料為Q345qD，為全封閉構造，第三聯鋼箱梁總重量為543.2t，主梁平面中心線在R=90.15m 的圓曲線。結合鋼箱梁結構特點及周圍施工和交通環境，整體計劃采用“搭設支架，縱向分段，橫向分塊安裝，分段焊接、整體落架”的施工方案。

2 工程特點與難點

（1）鋼箱梁整體結構為曲線型，分塊制造，塊與塊之間節點匹配要求高，加工難度大。（2）鋼箱梁在專業鋼結構廠分塊進行加工，廠址距離安裝橋位較遠。同時由于鋼箱梁分段較寬較長，因此必須合理規劃運梁路線和采取相應措施，防止運輸過程中構件產生變形。（3）鋼箱梁總體重量重，同時起重設備的操作空間受施工環境限制，因此必須合理進行起重設備的選擇，并對鋼箱梁結構“化整為零”，進行合理的分塊。（4）鋼箱梁吊裝高度約22m，同時拼裝支架較高，高空作業安全風險較大。（5）鋼箱梁分節段較多，為保證鋼箱梁的整體線形，因此對各節段鋼箱梁在安裝的過程中安裝匹配精度要求較高，同時，如何減少焊接質量對安裝變形影響成為施工難點。（6）施工作業地點位于市區重要交叉路口位置，為確保城市交通的正常通行，施工過程中不能完全封閉交通。

3 施工關鍵技術

3.1 鋼箱梁分節

在滿足設計圖紙、技術規范的前提下，鋼箱梁節段劃分應充分考慮鋼箱梁結構特點、運輸車輛承重能力及空間尺寸、起重設備位置擺放及起重能力等因素，進行縱向分段、橫向分塊布置。例如可將單元件劃分為橫梁節段、中間節段、懸臂節段等。劃分完成后應對各節段合理編號，方便制作過程中嚴格按照各編號尺寸進行制作，防止制作時混亂。本項目通過對鋼箱梁各方面因素綜合考慮，把鋼箱梁劃分為26個結構單元，其中單節段最重為37t。

3.2 支架設計及搭設

支架設計應充分考慮鋼箱梁結構特點、節段劃分位置、節段重量、地基處理狀況以及現場作業條件等，并對支架進行強度、剛度、穩定性以及地基承載力驗算等，確保滿足設計規范要求。本項目臨時支架采用Φ273×8 的Q235 鋼管作管肢，頂部采用HW300×300做上分配橫梁，12#工字鋼做剪刀撐及平聯，梁底高度調整采用Φ90×8圓管實現。支架可在地面上分節段整體拼裝成型，分節段安裝。根據鋼箱梁分段情況，通過全站儀定位支架安裝位置，然后采用起重吊車安裝至相應位置，并與基礎上預埋件焊接固定。支架安裝過程中，應嚴格檢查支架材料及焊接情況，做好高空防墜落保障措施，確保支架及操作平臺牢固可靠。

3.3 鋼箱梁運輸

考慮到市政施工周邊交通運輸條件的特點，本項目采用運輸車輛進行陸上運輸。運輸前應成立專門運輸小組，負責組織指揮運輸事宜，并安排專人對行經路線進行核查，認真規劃運輸路線，選擇通暢路況良好的道路。鋼箱梁發運量應根據現場需求以及運輸車輛運輸能力進行編隊配置。鋼箱梁在運輸堆放時應采用木質楔塊隔離，梁段與車箱用鋼絲繩手動葫蘆拉緊，鋼絲繩與箱梁結合部用墊木、橡膠皮作為隔墊以保護表面油漆，防止運輸過程中對部件的損傷及變形。車輛在運輸過程中要求駕駛員盡量勻速緩速行駛，避免急剎車情況出現，確保構件運輸安全。

3.4 起重設備選擇

起重設備的選擇應充分考慮單節段最大重量、最大起重高度、最大起重半徑以及地形條件等因素影響。起重設備選定后應根據起重參數對設備起重能力以及配套鋼絲繩、卸扣等構件的起重能力進行受力驗算。起重吊耳也應進行專門的設計，吊點應盡量布置于橫隔板或腹板位置，否則需采用型鋼在內部加固處理，將頂板和底板連接成一體。所有吊耳在吊裝前需對其進行無損探傷檢查，同時應對吊耳進行剪切強度、抗拉強度、擠壓強度及焊縫強度等驗算，確保滿足規范要求。吊車進場后進行全面安全檢查，并按操作規程進行試吊，結合起重設備的吊裝參數，確保能夠滿足起重吊裝要求。

3.5 鋼箱梁安裝

鋼箱梁節段吊裝前支座應提前安裝到位，并對支座應進行鎖定，在全橋安裝完后再解鎖，防止鋼箱梁安裝過程中產生位移，影響安裝精度。同時對臨時支架上的支墊位置、支墊標高、進行復測，滿足設計要求后方可安裝。合龍段安裝前，現場利用全站儀對合龍口進行連續三天的不同溫度下尺寸觀測，根據合龍溫度下合龍口尺寸對合龍段進行配切，精確切除余量后再吊裝到位。由于吊裝高度較高，吊裝難度較大，安裝風險高，吊裝過程中高空作業應做好相應的安全防護措施。為確保每節段鋼箱梁安裝位置準確無誤，鋼箱梁節段采用定位碼板方法進行橫向定位。在已完成吊裝節段接縫處焊接定位碼板，預留節段間對接縫焊縫間隙。縱向定位采用通過已焊接在支架橫梁上的限位板進行定位，限位板焊接前需通過測量控制點與待安裝節段進行匹配。標高定位通過在支架頂部設置臨時支撐，用全站儀測量好臨時支撐的標高及中線，采用短管立柱在安裝前直接調好高程。節段水平位置的調整利用臨時工裝和手拉葫蘆實現，局部標高調整利用千斤頂完成。每節段梁架設結束后，及時由測量技術人員對已安裝節段進行測量，保證安裝高程和線形。

3.6 鋼箱梁焊接

工地焊接質量控制較廠內焊接難度大，焊接質量是整個鋼箱梁能長久使用的生命線。各類構件各階段施焊順序應根據通過專家評審的焊評方案進行現場施焊，不得隨意調整焊接順序。同時應該根據工地焊接接頭形式，進行焊接工藝評定試驗。根據焊接工藝評定試驗和現場拼裝的施工條件制定詳細的焊接工藝，確定焊接方法和焊接參數。為減少因焊接而產生的附加應力和焊接殘余應力、邊緣材料局部應力，消除或減少桿件不規則變形，焊接順序需嚴格按照焊接工藝執行。工地焊接施工作業前，應搭建好臨時工作平臺，配置好足夠數量的焊接設備、工具、采取必要的防水防潮及防風雨措施。在符合工藝條件時，方可進行焊接。匝道鋼箱梁焊接順序一般先進行左右幅縱縫焊接，然后進行面板、底板的環向對接，再進行內外腹板、橫隔板對接，最后進行T肋、加勁板的焊接。

3.7 鋼箱梁支架卸載

鋼箱梁整體落架就是割除底部支撐，使結構整體受力落到橋梁支座頂面上。落架應在整聯箱梁焊接完成，經過焊接檢測合格后及配重等工作完成后進行。在落架前，應對鋼箱梁頂面高程進行測量，確定各斷面位置處的高程是否符合規范要求，如低于設計標高的則可采用在支座處加墊鋼板的形式進行標高調整。落梁后應對鋼箱梁的軸線、標高進行復測檢查，整體落架后解除支座限位約束。

3.8 施工交通組織

市政快速路施工必須確保交通安全通行和施工安全。鋼箱梁支架位置的選擇應盡量避開現有通行道路，否則應對通行道路進行合理的交通導改，并在相應位置設置好信號燈及指示標識標牌等。鋼箱梁架設吊裝過程中，應盡量減少占用道路和封閉交通的時間，保證社會車輛正常有序通行，避免因施工操作不當而造成道路大面積堵塞、中斷或其他交通事故的發生。當鋼箱梁在吊裝過程中存在對周圍行人的不安全因素時，施工應盡量選擇在夜間車行較少時間進行。如情況特殊可申請協同當地交通主管部門對交通進行短暫交通管制，在節段迅速安全吊裝到位后及時解除交通管制。同時對于在道路上方的鋼箱梁節段，應在支架上設置安全防護棚，防止橋上焊接火花等落入通道、傷及周圍車輛及行人。

4 結語

淮安市快速路一期建設工程HA-KSL-6標段A匝道鋼箱梁于2018年12月順利完成安裝，施工總歷時為40天，全過程始終處于安全、快速、可靠、穩定的可控狀態，安裝線形、軸線偏位、縱斷高程及焊縫質量等經相關第三方單位檢測均滿足設計規范要求，取得建設單位和外界的一致好評，可為同類型市政快速路曲線鋼箱梁施工提供參考。