高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁施工工藝探討

劉 飛

(中交第四公路工程局有限公司，北京 100022)

1 引 言

由于社會經濟發展加快了高速公路的擴大和建設。在高速公路建設項目中逐漸增加了對疊合鋼箱梁的應用，尤其是廣泛應用于大型互通(多層交匯)及跨高速及城市主干道，其產生的作用至關重要，結合施工現場來看，截面形式及箱體結構選擇的種類不同，包括兩種，一種是等截面，另一種是變截面，變截面梁高通常變化呈拋物線狀。鋼混疊合鋼箱梁具有特殊的結構特點，下邊為拼接安裝的疊合鋼箱梁，面層澆筑混凝土。因為這種結構簡單易操作，具備較強的受力能力，能快速進行施工，因而在許多施工艱難且跨越幅度較大的橋梁上應用較多。

2 高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁應用實例項目概況

2.1 工程概況

某高速公路大跨徑匝道橋項目，A匝道全橋標準寬度12 m(0.5 m+11 m+0.5 m)，其中為鋼-混疊合鋼箱梁結構的有第五聯和第六聯上部結構，第五聯跨徑組合為(54+2×62+54)m，第六聯跨徑組合(50+62+50)m，其組成部分為預應力鋼筋混凝土橋面板與疊合鋼箱梁。箱梁跨中高度取2.36 m，墩頂處高3.56 m，梁高按二次拋物線變化，梁高滿足凈空要求。疊合鋼箱梁為變高度箱型斷面，采用開口單箱三室截面，最大室寬3 m，混凝土頂板設6%的單向橫坡。

2.2 項目施工重點和難點

本項目A匝道橋包括7跨，由第五聯跨和第六聯跨組成，橋型結構特點主要包括：(1)墩高。橋墩高度均超過60 m，非連續墩和連續墩分別采用蓋梁接薄壁墩、鋼管混泥土柱，安裝吊裝梁體存在較大難度。(2)大跨徑。兩聯7跨跨徑長度取件為50 m～62 m。(3)彎道橋。匝道彎道曲率半徑小，最小半徑為R=280 m，橋梁頂面設置6%的橫向超高。

3 高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁施工工藝要點

3.1 高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁制作加工施工工藝要點

疊合鋼箱梁頂翼緣寬、厚度分別為800 mm、25 mm，底板寬度、厚度分別為8060 mm、20～25 mm；加勁肋高度、厚度分別為250 mm、20 mm，支點腹板厚20 mm，為保證疊合鋼箱梁形成整體且具有較強穩定性，必須在縱橫方向設置相應的加勁肋。腹板豎向每隔1 000 mm設置一個加勁，水平方向每隔667～1 067 mm設置一個加勁，為保證橋梁橫向剛度足夠，在疊合鋼箱梁內沿縱向設置實板式橫隔板，間距為4 m。

(2)疊合鋼箱梁加工工藝原理

劃分疊合鋼箱梁為各單元件，包括面板、底板、腹板、橫隔板等，通過組合拼接，分別設立專門生產流水線，制作完成疊合鋼箱梁。在專用胎架上從箱體到后懸挑梁逐步完成現場組裝，拼裝完成后確定好整體尺寸，測量檢驗好位置和拼接精度，最終確保符合設計要求的總體尺寸。

3.2 高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁運輸管理要點

疊合鋼箱梁采用15 m以上加長車裝運，裝車時派專人監管，清點上車箱號、打包件號，辦好交接手續；箱體構件按安裝順序分單元成套供貨，運輸時加設臨時支撐，一次運輸到位。

3.3 高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁吊裝施工工藝要點

(1)疊合鋼箱梁臨時支墩搭設

按照安裝方案及疊合鋼箱梁節段分段設置好臨時支墩，要先計算好臨時支墩承載力再制定好方案，搭設期間必須將鋼管樁平面位置、入土深度及管柱垂直度一一設置好，精確測量和準確校驗頂部梁底支撐抵腳。

圖1 臨時支墩搭設

(2)地基處理

吊裝之前對吊機起吊、行走位置進行放樣，結合地質狀況對地基承載力進行計算，主要計算清楚吊機自重、吊梁段種類、超起配重重量及部分設施重量，若達不到規范要求，則必須使用良好宕渣換填處理地基，在適當時還要做硬化處理，保證地基符合吊機吊裝的規范要求。

這里將工序也分為質檢類和非質檢類，分別用QualityProcedure和UnQualityProcedure表示為

(3)吊機、鋼絲繩、吊耳、吊環的選擇

吊裝之前合理選擇吊機，要充分考慮最大吊裝梁段、吊裝高度和現場實際條件，保留適當余地，并且按照規范要求選擇鋼絲繩、吊環、吊耳，且準確組好驗算。

(4)疊合鋼箱梁試吊

設置專業人員指揮完成吊裝作用，并提前檢測好所有設備，試吊過程中用吊機吊起現場胎架上待吊的梁段，到10 cm處靜止5 min，觀察吊機基礎是否存在沉降，起吊梁段的穩定情況，穩定后再完成下步操作，如有異常必須找尋原因，處理好異常后完成試吊。

(5)疊合鋼箱梁起吊

成功試吊完成再進行起吊，且起吊吊點動作應緩慢進行，在此期間使用纜風繩進行牽引，避免構件沿著水平方向轉動，起吊鋼絲繩和疊合鋼箱梁頂板夾角不超過60°，高空懸掛時間不宜過長，至橋臺標高1 m處立即停止。在構件靜止后在對其基礎狀況進行觀察，待穩定后再作下步操作。

(6)疊合鋼箱梁轉體

應緩慢旋轉吊機回轉機構。在此期間起升機構保持不動，同時構件由纜風繩牽引，不得過度搖晃。等構件牽引至橋墩之上則停止，使用纜風繩初步確定構件方向的位置。

(7)疊合鋼箱梁落位

緩慢將包括臨時支墩在內的梁段吊至墩頂放置好，就位時，使用機械式千斤頂把梁段輔助就位，再立即完成臨時固定，并設置50%的吊機松勾程度。

圖2 疊合鋼箱梁落位

(8)松勾

檢查完臨時固定確認無問題后，設置100%吊機松勾程度，并將鋼絲繩和梁端間的連接卸扣松開，逐步慢慢將吊鉤升起，吊車完全垂直吊起鋼絲繩后再回轉。

(9)依次吊裝

吊機回轉后行至下段梁吊裝位置，提前做好準備工作，按部就班進行吊裝直至最后完成。吊裝疊合鋼箱梁節段吊裝，先將永久墩頂段吊裝好再逐步完成中間段。

(10)疊合鋼箱梁焊接及檢測

將疊合鋼箱梁整體吊至臨時支架后必須靜壓3～7 d，并對其臨時支架沉降量進行每日觀測，待其穩定后再校正疊合鋼箱梁的位置，同時完成匹配和焊接接口的工作。梁段間焊接后100%完成射線檢測。

(11)疊合鋼箱梁體系轉換

在支墩上焊接好疊合鋼箱梁，接著完成整體澆筑壓重混凝土，必須對稱分層澆筑壓重混凝土。待完成澆筑后將全部臨時支墩拆除，并轉換好該聯疊合鋼箱梁體系。

4 結束語

綜上，在推動我國經濟發展方面，高速公路發揮的作用是非常重要且不可替代的，它是交通運輸網絡的關鍵組成，在建設高速公路的時候，大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁施工是一大難點。本文重點介紹了高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁的全套施工技術，充分考慮了工程墩高、大跨徑、彎道橋的特殊性，分別對如何制作和安裝鋼混疊合鋼箱梁的工藝原理和工藝流程作出研究，通過研究得出的結論可供相似工程提供參考，并促進高速公路大跨徑匝道橋疊合鋼箱梁施工工藝的改革創新。對于這類工程施工提出的建議是強化控制疊合鋼箱梁制作質量，嚴格管控鋼板材料、焊接等方面質量，盡可能選擇最新施工工藝及技術。吊裝疊合鋼箱梁首先要有效編制和評審專項施工方案，嚴格分析和驗算吊車、吊具等的受力情況，尤其是要注重其安全性。