淺議大跨度橋梁施工

【摘要】大跨度橋梁線剛度較，相對變形較大，施工過程復雜，較多體系轉換材料、結構尺寸、施工操作誤差的累計誤差較大因此在斜拉橋設計中要把施工控制作為實現設計目標的必要措施。本文就施工中的程序和施工要點進行簡要的介紹。

【關鍵詞】大跨度橋梁 鋼梁制造 牽索掛籃

一、鋼箱梁制造

1.鋼箱梁組裝方法

①反裝法

反裝法顧名思義為橋面板朝下、底板朝上的組裝方法。首先組裝鋼橋的面板，然后依次組裝橫隔板、縱隔板、外腹板，最后組裝底板。該組裝方法與橋面板連接的角 焊縫處于平位置施焊，然后旋轉180°在平位置施焊與底板連接的角焊縫。避免了仰焊，提高了焊接質量，減輕了焊工的勞動強度等作業環境，但是，在大型鋼箱 梁則需要大噸位的起吊設備和轉胎具

②正裝法

與反裝法相反，正裝法是先組裝底板、斜底板然后依次組裝橫隔板、縱隔板、外腹板、風嘴，最后組裝面板，該方法的優點是不需要組裝的鋼箱梁翻轉180°，同時使 98％以上焊縫處于平位置施焊，正裝法是最常采用的方法。組裝時以胎架為外胎，橫隔板、工藝隔板為內胎匹配組裝。焊接時，利用它約束、自約束、強約束和柔性約束的原理，有效地控制了焊接變形，使所有鋼箱梁的各項幾何尺寸偏差在很小范圍內，而且相對節段箱梁端口尺寸達到精確匹配的要求。

2、鋼箱梁制造工藝流程

①二階段制造法

二階段制造法是指在鋼箱梁制造中分為：板單元構件制造階段和鋼箱梁階段組裝焊接階段。帶縱、橫肋的板單元構件尺寸寬度和長度依據結構設計圖，并考慮鋼板的 軋制尺寸（寬*長）、起吊能力和運輸凈空等條件劃分，板單元構件一般在工廠制造，板單元構件的制造精度和板的平整度是保證鋼箱梁制造精度的基礎。第二階段 是在胎架上匹配組裝焊接成箱梁節段。二階段制造是采用的一種方法，較適用于雙箱、三箱結構，比三階段制造法工效高、制造工期短。

②三階段制造法

三階段制造法是將每節鋼箱梁分為板單元構件、單體組裝與焊接，以及單元（或塊體）組裝焊接成整箱沿縱向分成兩個或三個單體，整箱組裝焊接往往結合階段箱梁匹配組裝，以便確保橋吊裝的精度要求。

二、大跨度鋼箱梁板單元構件制造

1.帶錨箱的腹板的制造

鋼箱梁上的荷載均通過腹板外側的錨箱傳遞給斜拉索和橋塔，因而錨箱腹板是鋼箱梁最重要的受力構件。全橋共有80對柱狀錨箱，其角度和縱錨板長度因箱段的位 置而變化。錨箱腹板由腹板、承壓板、縱錨板、腹板板條肋等組成。

2.腹板組拼

首先組焊錨箱合件。組焊時使用定位胎架進行組裝，采用平角位置對稱施焊，確保焊縫質量和焊接不產生大的不對稱變形。腹板組焊板條肋后，依據縱、橫基準線精確定出錨箱的組裝位置及組裝角度，并據此在平臺上組裝錨箱。

3.錨箱腹板焊接

①腹板與板條肋的焊接

腹板與板條肋焊接使用埋弧自動焊，焊絲使用H08Mn2E，焊劑使用SJ10lq，焊接時采用船位焊。

②熔透焊縫的焊接

承壓板與縱錨板、錨箱與腹板間均為熔透焊縫，采用開雙面U型坡口焊接，坡口及焊道布置

4.焊接變形的控制

①增加腹板剛度，控制豎向及彎曲變形

腹板與錨箱焊縫為大坡口熔透焊縫，焊接后在腹板錨箱位置產生局部凹凸和翹曲變形，經實測在錨箱腹板背側豎向彎曲變形最大達16mm。采取在腹板背側的板條肋上增加臨時連接件，使腹板上板條肋連為整體，以增大腹板的抗彎剛度，控制焊接豎向彎曲變形在6mm以內。

②利用剛性約束，控制焊接角變形

由于屢次的焊接熱過程使得焊接角變形異常嚴重。采用在腹板錨箱背面加裝約束馬板的措施，施焊前先將馬板點固于錨箱背側，增加腹板上錨箱部位的剛性約束，制 約腹板角變形的產生。

5.帶單側加勁肋的橫隔板的制造

橫隔板作為鋼箱梁組拼的內胎，且縱向與U肋要精確配合，加工精度要求特別高。但橫隔板構造上僅豎板的一側有板式加勁助，料件超長超大。除錨箱處的橫隔板外，其余橫隔板僅厚10mm，屬于薄板結構，易產生焊接蕈狀變形。為保證質量，將橫隔板整體分為一個中間板塊、兩個邊側板塊制造。

三、牽索掛籃的施工程序及工藝要點

1.掛籃安裝

在主梁的適當位置預設4個吊孔，用倒鏈或千斤頂將組拼成整體的主桁承重系統和底模板整體提升到安裝位置，安裝牛腿頂端部分，若主桁未到安裝位置，則安裝走行系統，使其走行到位。同時安裝梁上的錨固部件，并拆除走行輪，將主桁錨固。之后安裝外側模、開箱內模，綁扎鋼筋，并安裝牽索系統，經精確調 整后即可灌注混凝土。

2.掛籃前移

梁段混凝土等強張拉預應力束后，解除錨固系統的斜拉桿及有關模板的連接，鋪好梁頂走行滑槽，用錨固系統的垂直吊桿將掛籃主街等緩緩下落，直至梁側牛腿落在 滑槽內。之后解除垂直吊桿，卸去梁底楔塊，換裝走行輪，在主梁上用千斤頂和牽拉桿帶動牛腿將掛籃緩緩平行前移，并在后方設倒鏈作保險制動。

3.掛籃就位及調整

掛籃到位后，先將兩側中錯的垂直吊桿臨時錨固，再將有關的錨固件和模板前移安裝，再用中間的中錨吊桿將主桁提升并進行相應錨固，然后精確調整后即可施工了一梁段。

4.短平臺復合型牽索掛籃的施工程序及工藝要點

①掛籃安裝

塔下用作組拼掛籃的主梁施工后，將掛籃三角架及其后錨等構件吊上橋面安裝就位，然后用倒鏈或卷揚機將整體組拼的掛籃平臺提升，并安裝相關的伺服系統，檢查無誤后灌注混凝土。

②掛籃前移

梁段混凝土等強張拉預應力束后，解除掛籃牽索并與主梁錨連，將掛籃平臺下放一定高度，然后將掛籃三角架向前移動一個梁段長度，到位后再將掛籃平臺沿梁頂滑 道和三角架下弦梁下翼級前移就位，上述為兩次走行，適應梁寬且重的情況。

③掛籃施工要點

灌注混凝土時，由于掛盤前端荷載由牽索和前吊桿共同承受，為保證前吊桿不超載，利用千斤頂和特設的數字式壓力傳感器測其桿力，超出其設計受力的部分通過分次調整臨時牽索來平衡。

四、關于測試中幾個應注意的問題

1.施工應力監測涉及到的資料和數據很多。除設計資料外，施工方面也很多，如施工工藝、施工方案、施工組織設計及掛籃、模板有關數據。橋上主要施工機具設備的重量及其他施工荷載等。

2.應變計安裝要經歷混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過程。尤其是混凝土硬化是一個很復雜的變化過程，有水化熱溫升和自身體積的收縮。由于溫度場及于縮變化不均，往往造成殘余應力會影響應變計，造成讀數波動大也不穩定。

3.大跨度橋梁施工過程中，不可避免會出現一些問題，有時會打亂正常施工順序，施工荷載也會變化，測試時應注意變化，并作好記錄。不少變化將直接影響測試結果。

4.對能反映結構工作特性應力比較集中的測試部位，應適當多設元件，以防安裝或測試過程中造成損壞而測不到關鍵數據，還可以采用不同的手段或其他類型元件，同時進行測試。

5.由于混凝土性質有變易性，在施工應力測試中，應根據工地實際情況，做一些有關混凝土性質的試驗和觀測，如混凝土彈性模量、于縮量，如有條件還可進行其他方面觀測，利用這些數據對測試資料進行分析，可能減少一部分誤差。

結論

大跨度預應力橋梁施工至今仍有不少問題沒有很好的解決方法。因此在施工中要不斷的積累經驗，積極推動測試工作不斷開展，堅持不斷地實踐，不斷地分析總結，不斷地試驗探索，從而保證施工有效和順利的進行。