曲線鋼箱梁現場安裝的線型偏差分析及控制措施

中鐵二十四局集團上海鐵建工程有限公司 上海 200070

1 工程概況

上海漕寶路（嘉閔高架—外環線）改建工程Ⅰ標段（淶亭路—中春路），是上海市虹橋綜合交通樞紐“一縱三橫”工程配套工程之一，為區域干路網的東西骨架。本工程3 條匝道共4 段連續鋼箱梁，分別為pa10-12 、pa15-18、 pb01-04 、pc14-18。

本工程所有鋼橋均為箱梁，底面寬度3 500～4 600 mm，頂面寬度8 200～9 500 mm，外端懸挑，寬度為1 775 mm，箱梁凈高度2 m。現場施行主梁分段吊裝焊接，主梁吊裝拼接完成后，采用1 臺2 500 kN履帶吊和1 臺500 kN汽車吊進行翼板及裝飾板焊接安裝，最后進行涂裝。

2 線型偏差項目研究及分析[1-7]

2.1 影響線型因素的現狀

結合本工程曲線鋼箱梁特點和現場調查數據分析， 按照每個影響線型因素各復測50 點，箱梁旁彎偏差、拱度、扭曲不是曲線鋼箱梁線型偏差存在的主要質量問題，主要存在的問題是曲線鋼箱梁安裝過程引起的標高、中心線偏差。

2.2 主要偏差項目的原因分析（表1）

通過調查研究，從人、料、機、環、法5 個方面分別對有可能導致曲線鋼梁安裝中心線、標高偏差的因素進行了分析（表1）。經過確認分析，從實際出發，在14 個影響因素中確認5 個主要影響因素，分別是：晝夜溫差對鋼梁變形影響、監測方案制定不合理、拼裝焊接順序不合理、油頂位置、數量不合理、支撐系統不合理，制定具體可行的對策措施。

表1 影響曲線鋼梁線型偏差因素統計表

3 控制措施的制定和實施

3.1 鋼箱梁拼裝中減少溫差的影響

（a）合理選擇安裝時間：每跨合攏段梁段定位組裝選擇在溫度較低時，夏季則在每天早上4：30～8：00或陰天進行，減少高溫對鋼箱梁安裝的影響。冬季不低于5 °C，否則要對焊接處進行250 °C除濕[8]。

（b）進行長度方向溫差補償：由于鋼箱梁受日照時間較長，存在較大溫差，所以測量箱梁長度時，同時測量環境溫度和鋼箱梁的溫度，并對其長度進行溫度修正。

（c）根據溫差控制鋼梁外形：定位鋼箱梁頂板單元時，因為太陽只能照到頂板而照不到底板，所以造成頂板鋼板溫度高于底板鋼板，產生如圖1所示的變形趨勢，所以在定位頂板高程時，可以根據低溫和高溫不同階段的實際監控數據進行調整，標高按照－5 mm執行。

圖1 鋼梁安裝溫差影響趨勢

3.2 完善測量監測方案及實施

（a）選擇固定統一的控制網：鋼箱梁的線形控制包括縱向、橫向和豎向（即三維空間）線型控制，在C匝道橋鋼箱梁的線型控制中，全橋鋼箱梁采用1 個固定控制三角網（每一控制點均為導線、水準共用點，見圖2），測站采用一固定點——CB1進行控制。

（b）箱梁監測點位布置充分：為了確保鋼箱梁安裝測量監測點的準確性和施工方便性，計算出梁段分段線對應的橋梁設計里程中心樁號，測量點位的選擇為梁段頂板分段線2 cm平行線處，在鋼箱梁安裝過程中進行準確的放樣控制和監測，具體監測點位平面布置如圖2所示。

圖2 曲線鋼梁安裝測量控制網及測點布置

3.3 采取合理的拼裝焊接順序

（a）橋位環縫焊接：橋位環縫對稱施焊，即以橋中心線為對稱線，兩邊同時、同方向施焊底板、頂板、腹板的對接焊縫，然后再對稱施焊嵌補段焊縫。施焊底板、腹板對接焊縫時，應從下至上進行。

（b）橫隔板采取分段退焊法：本橋橫隔板為整體構造，完成橫隔板定位后，焊接立位對接焊縫時，采用剛度較大的加長馬板強制約束以控制焊接收縮，同時先對橫隔板靠近上部的1/4 部位進行焊接，然后再焊接其下相鄰的1/4 部分，接下來焊其下相鄰的1/4 部分，最后焊余下部分，采取這樣的分段退焊法，可以減小焊接收縮量。

3.4 合理布置油頂數量及位置

（a）箱梁垂直控制：在每個梁段下面布置4 個200 kN千斤頂，調整橫坡及高程時，通過升降千斤頂高低來微調，以滿足鋼箱梁設計的橫坡值及高程值

（b）主梁和翼板平面位置控制：分別在相鄰2 個梁段頂板、底板面上靠近接縫處各布置4 個碼板，碼板布置在中腹板處。碼板與箱梁頂底板焊接，千斤頂擺放在兩碼板之間。當調整梁段間隙或調整兩梁段橫基線距離時，通過調整千斤頂的伸長量來微調，以達到所需的理想間隙和橫向基線間距。

3.5 優化支撐系統設置

臨時支架采用Φ325 mm×8 mm的鋼管和12#槽鋼組成格構式鋼支架，每組4 根立柱，用鋼管和型鋼進行拉結牢固。 臨時支架做獨立鋼筋混凝土基礎，基礎埋深1 m，基底素土夯實，承臺長度5 m、寬度3.5 m。立柱位置對應加設預埋件，埋件為16 mm×450 mm×450 mm的鋼板。

4 結語

根據上述制定的措施進行現場控制，竣工后由質量檢測中心對本工程的鋼箱梁進行了焊接、線型尺寸等各項指標檢測，檢驗結果全符合設計要求，主控項目和一般項目都符合規范要求，還達到了節約工期和成本控制的目標。

本文章從人、料、機、法、環、測等基本因素，綜合各方面條件， 采取理論實踐相結合的方法，以理論指導實踐，實踐驗證理論，彼此完善，有效的降低了曲線鋼箱梁安裝的線型偏差，為后續施工提供了指導性意見。