鋼箱梁分段吊裝施工關鍵問題及變形監測

徐小懷

摘 要：鋼箱梁具有施工速度快、結構強度和鋼度高、線型美觀和維修成本低等優點，在市政工程建設中得到了廣泛應用。文章主要總結分析了鋼箱梁分段、吊裝施工中的控制要點，以滿足工程的精度、安全性和穩定性的要求。鋼箱梁的分段吊裝法對跨度相對大的一些橋梁來說具有較良好的實效性，然而在施工期間需重點思考開口鋼箱梁產生扭轉時該怎樣實施加固，以保證橋梁建筑的整體質量，同時實施具體的施工操作。除此之外，對于完成施工的橋梁所產生的變形情況也不會忽略，所以必須要選擇與橋梁建筑本身特點相適的測量方法，并進行有效的測量。

關鍵詞：鋼箱梁;分段吊裝;施工關鍵;變形監測

1 鋼箱梁在進行分段吊裝過程中所面對的關鍵性問題

1.1 開口箱梁扭轉

鋼箱梁開口是鋼箱梁施工中十分常見的問題，一旦出現開口問題，鋼箱梁結構的抗扭剛度將會大大降低，如果得不到適當的處理，可能會導致極大的扭轉變形問題的發生，橋梁結構的承重能力也會大大降低，進而影響橋梁結構的使用壽命。施工時，需要多加考慮，可以將桿件的長度、斷面高度以及斷面厚度相差較大的彈性桿件作為薄壁桿件。斷面桿件的狀態也會影響箱梁開口的情況，如果斷面桿件形狀為非封閉形狀，那么很容易出現開口斷面問題，這類問題的發生也會使得桿件容易發生扭轉。所以，在實際施工中， 工作人員必須嚴格做好設計和計算，避免斷面開口問題的發生。

1.2 開口箱梁加固

對箱梁結構進行精密的計算，判斷其是否存在開口或者扭轉的風險，評估其對整個橋梁項目的影響。如果鋼箱梁結構存在扭轉風險，必須采取有效的加固措施對其進行加固，避免其對整個橋梁結構產生影響。經常應用到的加固方法主要有兩種。①鋼板式加固法。對鋼箱梁進行檢查，如果結構存在開口問題，立即采取焊接施工技術對其進行處理，避免扭轉問題的發生，進一步提高鋼箱梁的抗扭轉剛度。②桁架式加固法。對鋼箱梁結構進行檢查， 如果存在開口問題，可以應用桁架式加固法進行加固和處理，進一步提升鋼箱梁結構的臨時加固效果。不同的加固施工方法，具有不同的特點和優劣勢。比如鋼板式加固法的應用可以明顯提升鋼箱梁的剛性，保障加固效果。

2 鋼箱梁分段吊裝的施工方法

2.1 鋼箱梁制造

鋼箱梁制作中需要應用到的原材料有Q345C鋼材、直徑為20mm的圓柱頭焊釘和直徑為15mm的圓柱頭焊釘。制作材料準備就緒后，可以進行鋼箱梁的制作，這里需要注意，采購部門在采購鋼材時，應盡可能采購大規格鋼材，以便減少拼裝操作。焊接操作在坡口角的位置完成，U型加勁肋與頂板之間的間隙的寬度應≤0.5mm，以進一步提高結構的抗疲勞性能，焊縫結構端需要充分地打磨勻順。鋼箱梁分段首要原則：在受力較小處。通過計算機受力模擬，同設計溝通，并經設計驗算分析、確認、同意。箱梁受力示意圖如圖1所示。

2.2 施工安排

施工總體流程：場地平整、硬化→施工便道、支架基礎施工→安裝支架架設→支座、支架復核→分塊運輸→吊車就位→試吊→起吊安裝→復測、固定→節段焊接→焊縫檢測→橋位補涂→鋼橋梁主體結構驗收裝→支架拆除→ 橋面鋪裝施工。在施工前，對從鋼梁制造公司到橋位安裝現場運輸路線進行考察，經過專人反復核實道路情況及其沿線的收費站、路橋、涵洞、電線電纜等的高度、寬度，確定該工程鋼箱梁運輸塊段的最大尺寸和重量。鋼箱梁按照既定、規劃、審批交通路線運輸到場，經現場復核合格后，方可進行起吊、安裝，按設計要求，用千斤頂進行微調整，符合設計圖紙要求線形后， 及時進行現場焊接。按照JD1→JD3→JD2→JD5→JD4順序吊裝。

2.3 支架位置

結構臨時支撐體系是保證鋼箱梁線形及結構安全的重要措施，在施工前必須對其編制專項施工方案，并進行專項設計驗算，在施工期間要加強沉降監測，嚴控不均勻沉降。經實地勘察放樣后，支架位置位于三環主車道上，支架立柱4根位于橋臺內側，4根立柱位于高架橋上方;福州機場高速左、右幅中央分隔綠化帶有0.6m寬;下面兩幅預應力混凝土T型梁中心間距2.75m，預應力混凝土T型梁中心間距2m，梁寬0.75m，因此支架立柱間距采用6.75m，立于橋梁主結構上方。

2.4 焊接控制要點

（1）梁段吊裝就位后，梁段微調完成報總包單位檢驗確認再經監理檢驗驗收合格后，現場分段進行焊接。焊接順序同架設順序，鋼箱梁段與鋼箱梁段之間的焊接;先焊縱縫、后焊接環縫，最后焊接嵌補段等預留焊縫。焊接必須嚴格按照既定流程，采取合理的焊接順序及保證措施，減少焊接變形。（2）特別注意現場安裝焊接環境，當焊接環境出現下列任一情況時，需采取有效防范措施，否則禁止施焊。①氣體保護焊風速大于2m/s時，必須采用防風棚、防風罩等措施。②相對濕度大于80%時，采用火焰加熱法將工件表面的水分去除。③雨天采用搭建防雨棚保證施焊時不受風雨的影響，否則應停工。④焊件溫度低于5℃時，縫口兩側100mm范圍內按照要求烘烤加溫。

3 鋼箱梁分段吊裝施工變形監測

3.1 人工測量法

主要利用機械儀表以及光學儀器進行測量檢查。其中機械儀表測量就是通過千分表或者百分表等機械儀表進行橋梁的變形監測分析。例如，通過機械傳動裝置實現對橋梁負荷狀態之下進行擾度、相對位移以及裂縫等變形狀況的分析，此種測量方式相對較為簡單便捷，且各項設備也可以重復性的應用。光學測量法就是通過一些具有光學原理的儀器設備進行變形狀況測量分析，較常應用的主要就是水準儀測量法。在測量中通過在橋梁穩固位置布置水準儀，利用光學原理進行橋梁加載前以及加載之后高程差的自動識別分析，進而計算分析橋梁的變形值。

3.2 自動測量

首先，GPS測量是新時代下先進的衛星導航和定位系統，其具有全天候、連續性、全球性及精密性的導航和定位功能，同時還存在良好的抗擾性與保密性。最近幾年使用GPS技術的應用比較頻繁。GPS測量原理是將一臺接收機裝置在參考點處，另一臺接收機安裝在橋梁結構變形機率大的位置處， 兩臺接收機統一工作并對多個衛星進行觀測，由此得到變形點發生機率大的空間位置。GPS測量特點主要體現在，測量準確度低、測量范圍大、空間絕對基準、測量點和基準點間跨度不限。所以GPS測量法較適合應用在變形相對較大的大跨度橋梁變形測量。其次，激光圖像測量法。該方法的工作原理是可通過激光所具備的方向性。先把激光器安裝于橋梁建筑的被測點處，如此激光器便會隨橋梁變形自動變化，激光器所射出的激光照射到固定光電接收器中，光斑中心在此情況下也會形成等量變化。所以，僅需測量光斑所在中心位置處的變化便能夠獲得橋梁結構的變形情況。

參考文獻：

[1] 王中海.鋼箱梁分段吊裝施工關鍵問題及變形監測[J].工程技術研究，2020， （2）：77-78.

[2] 林竹庭.鋼箱梁分段吊裝施工關鍵問題及變形監測的分析[J].工程技術研究，2018，（3）：102-103.