高架快速路鋼箱梁施工技術應用

牛玉宏

(太長高速公路有限責任公司，山西太原 030006)

1 工程概況

某高架快速路路線全長3.166 km，采用城市快速路標準建設。主線采用左、右線分幅設計。單幅路基寬度采用10 m，汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

該快速路高架橋根據分聯情況分為36座橋，其中左線共20座橋，右線共16座橋，高架橋主要采用現澆連續梁上部結構，左線9，11號橋，右線29號橋跨越既有高速公路和機場路，采用鋼箱梁上部結構形式，其余各橋均采用現澆預應力混凝土連續箱梁上部結構，橋梁下部結構采用花瓶式橋墩。

2 構造形式

為加快施工進度，確保施工質量，受運營通車的影響，高架橋第9，11，29號橋，上部結構采用鋼箱梁，箱梁采用等截面單箱雙室斜腹板截面，橋梁中心線處梁高1.6 m，箱梁頂寬10 m，箱底寬5.057 m，兩側懸臂長度為2.24 m。橋面采用正交異形板結構，頂底板厚均為14 mm，縱肋采用U形肋，間距600 mm。橫隔板間距2.85 m，一般橫隔板厚度12 mm，為便于階段間現場施焊，橫隔板上布置有人孔。梁頂面不設橫坡，通過調節梁底墊板和墊石高度使箱梁扭轉成橫坡。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

為確保生產過程有序、合理，各工序必須嚴格按照施工工藝流程進行(見圖1)。

3.2 現場準備

根據工程要求在鋼梁接口處采用搭設臨時承重支架，支架立柱為φ300×8 mm的圓管柱，29號橋跨越既有高速公路中間分隔帶的單排支架采用4根φ500×10 mm的鋼管柱，鋼管柱的底部焊接20×800×800的封板，封板與基礎部分采用地錨固定;頂部焊接20×600×600的封板，豎向每隔2.5 m～3 m設置一道L75×75角鋼連接并設斜桿支撐，相鄰圓柱間用角鋼連接。

4 鋼箱梁安裝施工

4.1 鋼箱梁安裝前準備

為縮短鋼箱梁吊裝間隔時間，吊裝段在吊裝前一天由運輸車運至施工現場存梁區(存梁區定在29號橋下互通區域)，每次存梁3個吊裝段，按吊裝順序擺放整齊。

1)清除墩柱蓋梁頂部的雜物，并在蓋梁頂部或臨時承重支架上標設控制軸線、鋼箱梁擺放的邊線及支座中心線，復測沙箱頂部的標高，使之高出梁底標高20 mm。

2)進場作業的吊裝設備必須通過有關部門的檢驗合格，并附有相關檢驗合格證書，起重用的鋼絲繩完好，無斷絲，鋼絲繩、千斤頂、卡環符合安全規程要求。

3)鋼箱梁安裝施工前，備足應急救援物資，協調好機具設備，聯系好物資供應單位，縮短供應時間。

4)整修道路，確保運梁路線暢通。

圖1 施工工藝流程

4.2 吊裝(組裝)

上跨既有高速公路吊裝:先在橋位下支好吊車，梁車從存梁區開往橋位上方匝道，待梁車上匝道時，封閉匝道(每個吊裝段封閉匝道3 h)，梁車停在匝道所在的吊裝位置，吊裝采用一個300 t吊車一次站位吊裝。鋼箱梁在安裝過程中，每完成一節應測量其位置、高程及預拱度，不符合要求時應進行校正。

4.3 工地焊接

1)鋼箱梁的工地焊接主要為梁段就位橫向橫隔板、頂、底板對接，各梁斷縱向頂板、腹板、底板組成的環焊縫的焊接，其余為底板、頂板U肋、板肋嵌補段、腹板板條肋嵌補段焊縫、總拼現場的預留焊縫和接口部位腹板頂底板焊縫等，焊接方法見表1。

2)工地環縫焊接方法和工藝措施。每條環對接縫的焊接順序:頂(底)板定位加強焊→頂(底)板、縱腹板對接縫焊接→縱肋(U肋、板肋)嵌補段對接縫焊接→縱肋與頂(底)板、縱腹板的角焊縫焊接(見圖2)。

表1 焊接方法及工藝

圖2 工地環縫焊接方法及工藝流程圖

所有環縫全部采用馬板定位焊接，頂板、底板和外底板焊縫焊接時焊縫的接頭盡量避開十字接頭部位，CO2氣體保護半自動焊焊接時的道間打磨干凈，避免夾渣等缺陷的產生，各部位所采用的焊接工藝如下:

a.底板、頂板對接焊縫采用單面焊雙面成型工藝，坡口型式為V形。CO2氣體保護半自動焊，配ER50-6Ф1.20焊絲焊接，背部貼陶瓷襯墊。

b.腹板對接、橫隔板焊縫采用X型坡口，CO2氣體保護半自動焊焊接，焊接位置為立位，焊接時后焊側加墊陶質襯墊，后焊側焊接前清除陶質襯墊，氣刨清根并打磨，配ER50-6Ф1.20焊絲焊接，確保熔透。

c.U形肋及板條肋嵌補段焊縫采用CO2氣體保護半自動焊配ER50-6Ф1.20焊絲焊接。

首先焊接U形肋對接焊縫的拐角處焊縫，焊后將端部打磨成1∶4斜坡;其次焊接U形肋對接的立位和平位焊縫，并將焊縫端部修磨，不影響角焊縫的焊接;最后焊接嵌補段U形肋角焊縫。

d.為減少因焊接而產生的附加應力、焊縫殘余應力和邊緣材料局部應力，消除或減少不規則變形，環焊縫一定按照規定的焊接順序和焊接方向執行。

內底板、外底板橫向焊縫從橋軸中心線向兩側對稱施焊;腹板采取從下到上的方向施焊;頂板從兩側向橋軸中心線施焊。

一段有自由端的長焊縫時，可從另一端向自由端施焊。

圓形構件沿圓周焊接時，分多段沿圓弧對稱施焊。

為實現自動焊接，底板U形肋采用嵌補段的形式，先焊接橫向對接環縫，后焊接U形肋嵌補段。

所有焊縫的焊接先焊橫向對接焊縫，后焊接縱向焊縫。

頂板、底板、外底板的橫向焊縫的起弧、息弧均應避開縱向焊縫200 mm以上。

所有過焊孔或焊接工藝孔部位的焊縫端部，均包頭并修磨成圓弧勻順過渡。

5 工地安裝焊接質量保證措施

工地安裝焊接，環境復雜，焊接要求高，為保證工程質量，工地安裝要有施工方案和焊接工藝，要滿足質量標準要求。安裝要嚴格按方案和工藝執行。質量標準執行國家規范標準和圖紙要求，同時執行內控標準，以提高質量。

1)針對所涉及到的分部分項工程編制好施工技術方案和安全技術方案，制定行之有效的施工管理和技術措施，確?，F場施工期間的工程質量。

2)嚴格按“焊接工藝評定試驗”確定焊接參數和作業順序施焊。

3)焊接質量檢驗按照質量管理體系運作，每道工序均進行自檢，互檢，專檢三檢制。

4)焊接作業區風速當手工電弧焊超過8 m/s、氣體保護焊及藥芯焊絲電弧焊超過2 m/s時應設防風棚或采取其他措施。

5)鋼材焊接后馬上遇暴雨遭遇驟冷時，容易產生鋼結構焊縫接頭區冷裂現象。因此需采取防護措施使其緩慢冷卻，直至達到環境溫度。

6 結語

1)跨既有路線架梁，為防止出現落物，確保既有路線安全。對每個工作環節進行詳細的施工組織和周密的施工安排，保證在點內完成指定的架梁任務。

2)對每個交叉作業工作項目進行詳細的施工組織和周密計劃，統籌協調安排科學合理是實現該工程成功之關鍵所在，這些都是在以后相類似工程中所必須具備的。

3)鋼箱梁分段制作，制作在工廠車間內完成，可以發揮車間內施工條件好、設備先進的優勢，能提高效率與施工質量，較好的滿足組裝焊接涂裝環境的要求。

4)鋼橋堆放場地需硬化處理，以保證地基不出現不均勻沉降。

5)鋼箱梁運輸應選擇運力充足、信譽良好的運輸單位來承擔鋼結構的運輸工作。

［1］ JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.