跨鐵路橋涵變高大截面鋼箱梁制造安裝關鍵技術研究

顏攀　王海濤

摘要：鋼箱梁兼具穩定性好、跨越能力強、自重較輕、施工便捷等多重優勢，鋼箱梁是橋梁建設中的重要結構形式，在現階段的跨鐵路橋涵施工中取得廣泛的應用。鋼箱梁安裝僅需搭設臨時支墩，其對現場空間的占用量較小，能夠減小對周邊交通的干擾。本文以秦安特大橋工程為依托，從現場環境出發，圍繞變高大截面鋼箱梁施工技術展開探討，以期起到拋磚引玉的作用。

：跨鐵路橋涵? 鋼箱梁? 施工方案? 制造? 安裝

Abstract： Steel box girder has many advantages， such as good stability， strong crossing capacity， light weight and convenient construction. Steel box girder is an important structural form in bridge construction and has been widely used in the construction of cross railway bridges and culverts at this stage. The installation of steel box girder only needs to set up temporary buttresses， which takes up less space on the site and can reduce the interference to the surrounding traffic. Based on the Qin'an super large bridge project and starting from the on-site environment， this paper discusses the construction technology of variable high section steel box girder， in order to play the role of throwing bricks and attracting jade.

Key Words： Cross railway bridge and culvert; Steel box girder; Construction scheme; Manufacture;Install

秦安特大橋上跨天巉公路及寶蘭客運專線，主橋鋼箱梁全長234m，上部結構為（57+120+57）m變截面鋼箱梁，跨中高度3.2m，逐步變化至橋墩處的6.5m。單幅橋梁寬15.6m，單箱單室，內、外側懸臂寬度分別為3.0m、4.5m，支點、跨中兩處梁高分別為6.5m、3.2m。

鋼箱梁尺寸較大，為此劃分為多個節段，在指定加工廠制作板單元，運至拼裝場地后，根據設計圖紙拼裝成型，再通過運梁平板車轉至現指定施工點位，用于架設。主墩梁段采用橋位散拼的方法，邊跨采用支架法履帶吊吊裝到位，中跨用橋面吊機架設。經過精細化調整后，在確認線形無誤的前提下組織焊接，增強結構的完整性與穩定性，對焊縫做表觀質量檢查和探傷檢查，若無誤則涂裝焊縫。在前述基礎上，解除臨時支座固結，進行體系轉換。

按照如圖1所示的內容施工，完成右幅第1、2節段臨時支架的搭設作業，進而將1、2節段的主梁和挑臂梁（數量均為4片）安裝到位，并拼裝節段5。

（2）組織右幅3、4、6節段臨時支架的搭設作業，該裝置成型后，將各自對應的主梁和挑臂梁安裝到位。

以焊接的方法處理左、右幅邊跨鋼箱梁，保證裝置的穩定性;做詳細的檢查，確認位置、表觀形態等方面均無異常后，澆筑壓重混凝土;隨后，依次安排卸載、支架拆除作業。

此處以節段5為例，對其散拼的作業流程及具體要點展開探討。

（1）組裝前做全面的檢查，若待焊區域50mm范圍內存在油污或是其他形式的雜物，及時清理干凈，直至表面呈金屬光澤狀態為止。

（2）組織總裝胎架的搭設作業，將底板固定點焊在胎架上。盡可能提高底板定位精度，以寬度中心線為參照基準，使各梁段的底板精準就位，并修出底板對接焊縫的間隙。此外，結合要求確定定位安裝線，將其在底板上清晰標出。結合圖紙要求對底板肋做全面的檢查，確認其相對位置、垂直度均無異常后，予以點焊處理，間距控制在400mm，距焊縫端部30mm以上，要求點焊必須有足夠的穩定性。

（3）為給安裝提供參照基準，在底板處畫出腹板、隔板的安裝定位線，將橫隔板定位焊在底板上，同時檢驗隔板，判斷其位置是否準確以及豎直度偏差是否控制在許可范圍內。點焊間距約400mm，定位焊與焊縫端部距離控制在30mm以上，必須保證點焊的穩定性。

（4）于腹板處測放安裝定位線，將其作為隔板、一字肋的安裝基準。腹板以點焊的方式固定在隔板上，取合適尺寸的一字肋，首先將該構件穿過腹板，而后再與腹板做點焊處理。

（5）腹板成型后，檢查各截面的尺寸，確認無誤后，方可對隔板和腹板底板單元做焊接處理，而后安排探傷檢測和外觀檢查，確保焊縫無質量問題。進而安裝頂板單元，有效調整其位置，做焊接處理。按前述提及的思路重復作業，完成后續各節段的拼裝作業，再對整體結構做全方位的檢測，確保在結構組成形式、所處位置、穩定性等方面均無誤。

（6）待5#節段組裝成型且實測結果滿足質量要求后，組織縱橫向水平限位焊接作業，目的在于提升焊接的穩定性，避免結構失穩。

按照如下流程有序推進施工進程，將中跨鋼箱梁懸臂吊裝到位。

1. 運梁車將J7-H2/H3挑臂梁運至現場，吊裝到位，確認無誤后組織焊接作業。隨后，將J8-H1主梁運至橋面吊機正下方，依然將其吊裝至指定位置，檢測并調整偏差，實測結果滿足要求后采取焊接處理措施。進一步將J8-H2/H3挑臂梁運至現場，有序吊裝到位，檢查、糾偏、焊接。

（4）考慮到合龍段的吊裝作業要求，配套穩定可靠的吊架。吊裝前先配切，確定合適的施工時間。待合龍口焊接工作落實到位并且確認無質量問題后，拆除合龍吊架，焊接支座與鋼梁底板，以形成穩定的結構體系，隨后解除縱向橫向水平限位。

（1）合龍段安裝對現場氣溫較為敏感，為保證安裝質量，宜在夜間低溫時段安裝。

（2）合龍段主梁的吊裝：重量22.4t，結合現場作業空間，選用的是260t履帶吊，主臂、塔臂長度一致（42m），主臂吊幅達到85°時其吊裝半徑34m，此作業姿態下具備的起重量為32.5t。吊裝載荷計算結果為32.5t，通過與“（22.4+2）×1.2≈29.3t（其中，安全系數取1.2，配套的吊鉤、吊具重2t）”的對比分析發現，前者超過后者，表明施工配套的吊裝設備可以滿足要求。

（3）合攏段挑臂梁的吊裝：最大節段重6.2t，配套的設備與前述一致，即260t履帶吊，結合現場施工條件，組織模擬分析，主臂和塔臂長度均為42m，主臂吊幅85°，吊裝半徑為34m時，設備具備的起重量達到32.5t，通過與“（6.2+2）×1.2≈10t（其中，安全系數取1.2，配套的吊鉤、吊具重2t）”的對比分析發現，前者超過后者，表明施工配套的吊裝設備可以滿足要求。

（4）高程調整：在正式架設合龍段前，對其尺寸做詳細的檢查，切除余量;吊裝期間安排粗調，使合龍段初步到達指定位置;而后，進一步操控千斤頂，借助此裝置實現對梁段順橋向間隙的有效調整，將該值穩定在4～6mm。而為了保證高程精調的可靠性，需要聯合應用千斤頂和調節碼板。經過精細化的調整后，用碼板定位。

（5）剛性連接：以焊接的方法將兩根剛性連接梁穩定設在鋼箱梁頂板處，焊縫長度50mm，連接梁由雙拼45#工字鋼組成。

（6）線形控制：著重考慮的內容包含2個方面，即平面線形、立面線形，對其的調整采用到千斤頂和螺桿緊漲器，由專員操作，期間加強對各監測點的檢查，判斷其實際的標高和設計坐標值，而后將實測結果與設計值做對比分析，若偏差超出許可范圍則予以調整，直至達標為止。以平面線形的調整為例，采取的是先粗調、后精調的模式，經過粗調后，用千斤頂調整橫橋向、順橋向間隙，將其控制在4～6mm，在此基礎上，用碼板定位。

為切實提高鋼梁對位焊接質量，一方面根據試拼裝節段結果安排匹配復原，另一方面則加強現場測量控制。但需注意的是，現場測量的復雜度較高，有突出的專業性特性，為此需成立鋼箱梁測量小組，由其負責具體的測量工作。配套儀器方面，采用到萊卡TS09?plus電子全站測距儀、ZAL-632自動安平水準儀。

測量遵循“一放二復”原則，保證鋼箱梁安裝的準確性。正式安裝前，將坐標控制點、水準點引設至周邊蓋梁頂面，以便后續可高效測量，由監理復核坐標控制點和水準點，確保無誤，在精度達到要求的前提下，方可正式投入使用。

鋼箱梁安裝前，還需完成支承面及支座的復測工作，掌握各自的標高和平面位置坐標，平面縱橫2個方向需水平，偏差不大于2mm。此外，調整好支座的位置，目的在于使該結構的中線對準主梁中心，要求實測水平位置偏移不超過2mm，否則需繼續調整。經過復測后，由監理復核，確認無誤即可將鋼梁安裝到位。

以外弧側底板邊緣線為參照基準，精確完成鋼箱梁吊裝橫橋向的定位操作。在支架上準確劃出吊裝節段下底板的安裝線，保證準確性;在支撐橫梁的上面以焊接的方法穩定設置限位板，以此為參照基準，吊裝定位梁，據此有序完成后續各節段的吊裝作業。

定位的具體內容包含以下幾點。

綜上所述，鋼箱梁是橋梁建設中的重要結構形式，且其在跨越既有鐵路線的橋梁建設中具有更突出的優勢，如自重輕、跨度大、穩定可靠。鋼箱梁的施工按照先制作、再吊裝的主體流程進行，作為施工單位，需要統籌規劃，制定科學的施工方案，并在施工期間加強檢測控制，最終將鋼箱梁精準安裝到位。

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