立交匝道橋鋼箱梁施工安裝技術(shù)

錢志東

（中交（長沙）建設(shè)有限公司，長沙 410200）

1 引言

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，高速公路、高架橋、換乘樞紐建設(shè)取得了一定的成績[1]。同時(shí)，國家也加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，有力地促進(jìn)了市政橋梁建設(shè)的發(fā)展。鋼箱梁作為橋梁施工的重要方法之一，憑借質(zhì)量輕、作業(yè)方便、運(yùn)輸便捷等特點(diǎn)成為新時(shí)代橋梁建設(shè)的重要選擇。此外，鋼箱梁在鋼材抗拉、抗壓、抗剪性能方面表現(xiàn)突出，發(fā)展前景廣闊。但與此同時(shí)，市政橋梁也對(duì)鋼箱梁的施工安裝技術(shù)提出了更加嚴(yán)格的要求。

2 工程概況

以某立交匝道鋼箱梁橋?yàn)槔?、9 跨不滿足凈寬要求，故改建，拆除原混凝土箱梁，用2 跨鋼箱梁代替。匝道橋跨度為52.994 m+52.993 m，1 個(gè)單元2 跨，鋼箱梁頂部與橋面橫坡一致，寬度為10.5 m。鋼箱梁及附件總質(zhì)量為480.6 t。

3 鋼箱梁施工安裝技術(shù)

3.1 臨時(shí)支撐

鋼箱梁先安裝第2 跨，再安裝第1 跨。為確保安裝之后的線形滿足匝道設(shè)計(jì)要求，安裝之前需在節(jié)點(diǎn)①和節(jié)點(diǎn)②處做好臨時(shí)支撐，并采用貝雷架支撐，可在梁段節(jié)點(diǎn)位置安裝鋼管支撐，鋼箱梁臨時(shí)支撐如圖1 所示。

圖1 鋼箱梁臨時(shí)支撐

另外，要對(duì)預(yù)拱度、標(biāo)高進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制好高程，并根據(jù)全站儀、水準(zhǔn)儀精確測量控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行施工，做好標(biāo)記，同時(shí)，按照控制點(diǎn)的坐標(biāo)確定鋼箱梁就位控制線和鋼箱梁就位端部控制線。

3.2 鋼箱梁分段運(yùn)輸及吊裝施工要點(diǎn)

1）首先在生產(chǎn)現(xiàn)場制作鋼箱梁，以構(gòu)件的形式運(yùn)至施工現(xiàn)場，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可安裝。鋼箱梁線重41 kN（4.1 t），每3 個(gè)預(yù)制段拼裝在一起，構(gòu)成一個(gè)整體吊裝段。單吊段長度控制在9 m，質(zhì)量為37 t。

2）吊裝過程采用專業(yè)汽車起重機(jī)和運(yùn)輸車。此外，要精確計(jì)算好起重機(jī)的位置、運(yùn)輸車行駛路線，保證吊裝過程中起重機(jī)回轉(zhuǎn)半徑及起重質(zhì)量在允許范圍。

3）采用改裝梁式運(yùn)輸拖車運(yùn)輸，用100 t 和65 t 吊車雙吊車施工，運(yùn)輸?shù)缆泛脱b卸場采用混凝土硬化路面，保證通車效果。

4）鋼箱梁運(yùn)輸車上設(shè)臨時(shí)支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)位置在橫隔板及腹板交接位置，鋼箱內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)筋板，裝車之后及時(shí)綁扎，梁段邊緣設(shè)置保護(hù)墊避免磕碰。

5）由于鋼箱梁外形尺寸較大，且質(zhì)量大，因此，吊裝過程需采用4 吊點(diǎn)吊裝，并在橫隔板及腹板交接位置設(shè)置吊耳；同時(shí)，箱內(nèi)設(shè)置對(duì)應(yīng)加強(qiáng)筋，以避免吊裝時(shí)鋼箱梁出現(xiàn)變形。

6）吊耳為D 形結(jié)構(gòu)。鋼箱梁起吊以鋼絲繩下加橫梁扁擔(dān)，以進(jìn)一步控制剪力對(duì)起吊耳板及鋼絲繩造成的影響。此外，需以工字鋼為扁擔(dān)橫梁，腹板位置設(shè)強(qiáng)筋保護(hù)。

7）鋼箱梁截面在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，U 形肋的2 個(gè)口應(yīng)密封并用塑料紙保護(hù)，防止雜物、老鼠和雨水進(jìn)入。

8）施工現(xiàn)場臨時(shí)存放梁段時(shí)，需設(shè)置臨時(shí)支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)頂面設(shè)置軟木墊，在保持鋼箱梁穩(wěn)定支撐的同時(shí)，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，防止鋼箱梁產(chǎn)生顯著變形。

9）若在鋼箱梁運(yùn)輸、存放及吊裝中發(fā)生磕碰，損壞了鋼箱梁涂層，需按照設(shè)計(jì)文件要求及時(shí)補(bǔ)漆，并在鋼橋結(jié)構(gòu)完成之后再對(duì)面層涂裝。

3.3 鋼箱梁梁段拼接

3.3.1 安裝支座

安裝鋼箱梁前，應(yīng)檢查橋臺(tái)、墩頂面標(biāo)高、軸線等是否有偏移，并重新測量多孔跨度。要求將偏移誤差控制在允許誤差范圍內(nèi)，然后安裝固定梁段。此外，考慮到周圍環(huán)境和焊接可能引起的鋼箱梁變形，可提前采取一系列工藝措施，確保橋梁的拱形和中心線位置滿足設(shè)計(jì)和使用要求。

對(duì)固定支座及活動(dòng)支座位置進(jìn)行分析，在符合設(shè)計(jì)圖紙要求的基礎(chǔ)上，考慮到安裝溫度、誤差的影響，可采取的措施有：（1）鋼箱梁就位前清潔支撐，標(biāo)高和平面位置要求與設(shè)計(jì)文件一致；（2）支架安裝開始時(shí)，要開箱檢查附件、檢驗(yàn)報(bào)告、產(chǎn)品合格證和維修建議，開箱后不得轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓和拆卸支架。支架的安裝高度必須符合設(shè)計(jì)要求，支架面4 個(gè)角的高度差應(yīng)控制在2 mm 以內(nèi)；（3）下支座的安裝采用鋼楔控制支座水平，保證支座板底標(biāo)高與設(shè)計(jì)參數(shù)一致；（4）用環(huán)氧砂漿澆筑地腳螺栓孔和支座底面的墊子。砂漿硬化后，取出臨時(shí)找平的鋼楔，然后用環(huán)氧砂漿填充提取楔后空出的位置。

橋梁整體安裝基本完成后，需拆除上下支撐連接板，以免連接板影響梁體轉(zhuǎn)動(dòng)。拆除連接板后應(yīng)及時(shí)觀察支架的外觀完整性。此外，還需要安裝支撐防塵罩，以減少灰塵和異物的進(jìn)入，影響鋼箱梁的性能。

值得注意的是，上支座與梁段用定位配合孔連接，用螺栓將楔形找平鋼板找平到位，楔形鋼板與梁段用螺栓連接。焊接時(shí)注意保護(hù)支架，避免焊接時(shí)燒壞。

3.3.2 梁段安裝的施工要點(diǎn)

1）采用壁壘架下方設(shè)置鋼管柱的方式支撐梁段總裝支架，以混凝土澆筑支撐臺(tái)，穩(wěn)固抄平。鋼管支柱為獨(dú)立支撐，縱、橫方向以槽鋼連接。在此基礎(chǔ)上，要做到：（1）控制好分段支架標(biāo)高，掌握各節(jié)段中心軌跡，按照設(shè)計(jì)裝配順序有序安裝梁段；（2）完成一次安裝，就復(fù)測一次位置、標(biāo)高、預(yù)拱度，若測量誤差過大要及時(shí)校正；（3）以千斤頂調(diào)整梁段標(biāo)高，鋼箱梁底板面以鋼板加強(qiáng)，鋼板厚度控制為40 mm，避免安裝對(duì)鋼箱梁底板造成破壞。

2）根據(jù)合閘情況，調(diào)整交叉合閘程度，并配置安裝合閘段。制作閉合截面時(shí)，可制作一定量，焊完跨距后，需重新測量閉合位置尺寸。此外，封閉截面必須切斷2 次，以保證焊縫的精度[2]。

3）為便于吊裝，提高吊裝效率，減少高空作業(yè)量，全橋可分為15 個(gè)吊裝單元，3 個(gè)鋼箱梁段連成一個(gè)吊裝單元完成吊裝。

4）當(dāng)梁段安裝焊縫閉合時(shí)，每隔30 cm 加1 根梳狀馬尾，防止接縫處凹凸不平。鋼箱梁就位前后，要及時(shí)檢查外傾角和平面尺寸，并及時(shí)記錄。

3.4 鋼箱梁段拼裝焊接注意事項(xiàng)

1）焊接鋼箱梁段之前，要針對(duì)焊接工藝進(jìn)行試驗(yàn)，編制好工藝文件。

2）焊接前，對(duì)工作平臺(tái)、焊接設(shè)備、材料、通風(fēng)設(shè)備等設(shè)備材料進(jìn)行一一檢查，確保設(shè)備性能符合施工要求。

3）梁段連接前，檢查周圍接縫是否一致。定位焊的焊縫間隙和接頭坡口長80 mm，間距控制在400 mm 以下，焊腳尺寸控制在4 mm 以上，焊腳高度需＜50%。

4）焊接采用CO2保護(hù)焊。

5）梁截面界面的橫向焊縫需要穿通。如果定位焊縫有裂紋和缺陷，則需要全部清除并重新焊接。焊接環(huán)境溫度控制在5 ℃以上，濕度保持在80%以下。

6）橋位環(huán)縫焊宜采用對(duì)稱焊接方式，以橋的中心線為對(duì)稱軸，兩側(cè)同時(shí)焊接。底板腹板與頂板焊接后，焊接鑲嵌位置的焊縫，焊縫腹板自下而上施焊。板對(duì)接焊縫[3]。

4 鋼箱梁安裝質(zhì)量控制

在焊接方面，需要結(jié)合對(duì)接焊縫、角焊縫等焊縫形式，根據(jù)長度和牌號(hào)的要求選擇相應(yīng)的焊接方法。裝配場底板和頂板采用埋弧焊自動(dòng)對(duì)接焊，加強(qiáng)筋采用氣保焊。焊縫優(yōu)選自動(dòng)和半自動(dòng)焊接方法。如果不能滿足設(shè)計(jì)要求，則采用手工焊接。應(yīng)根據(jù)鋼箱梁各部分材料性能的不同，選擇合適的焊接材料。焊接時(shí)，要求環(huán)境的相對(duì)濕度在80%以下。另外，焊接前應(yīng)清除焊接區(qū)的有害物質(zhì)，不允許在母材非焊接位置引弧。

鑒于焊接收縮和溫差會(huì)降低鋼箱梁的裝配精度，因此，有必要控制鋼箱梁的尺寸精度。另外，由于鋼箱梁的現(xiàn)場生產(chǎn)溫度、裝配溫度和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溫度的差異，需要做好鋼箱梁的全過程管控。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)幾何尺寸精度的精確控制。應(yīng)預(yù)留鋼箱梁板縱橋的焊接收縮量，便于補(bǔ)償板對(duì)接接頭和箱體拼焊的縱向收縮變形。其中，輪胎總骨架采用自約束、其他約束、柔性約束、半強(qiáng)制約束的方式焊接，避免鋼箱梁整體變形。

鋼箱梁噴漆前，檢查噴漆部件，外露棱角應(yīng)磨成直徑為2～4 mm 的弧形，及時(shí)清除焊渣和焊豆，砂孔打磨除銹前并清除鋼箱梁上的油漬。鋼箱梁表面預(yù)處理經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行噴塑保護(hù)。濕膜厚度可隨時(shí)通過濕膜卡進(jìn)行檢查，以進(jìn)行部件噴涂。

5 結(jié)語

新時(shí)期我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。隨著市政橋梁工程的逐步擴(kuò)大，鋼箱梁在主要橋梁工程中的應(yīng)用越來越廣泛。同時(shí)，鋼箱梁的跨度越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。本文結(jié)合實(shí)際案例，詳細(xì)分析了立交匝道鋼箱梁的安裝技術(shù)，提出鋼箱梁臨時(shí)支架安裝、管段運(yùn)輸?shù)跹b、梁段拼接等方案。給出鋼箱梁質(zhì)量控制的一些關(guān)鍵點(diǎn)，針對(duì)鋼箱梁安裝過程中容易出現(xiàn)的問題，提出持續(xù)改進(jìn)施工工藝的建議，以便鋼箱梁在橋梁工程中更好地應(yīng)用。