大跨徑市政高架鋼箱梁落梁工藝探索與實(shí)施

盈都橋梁鋼構(gòu)工程有限公司 浙江海寧 314422

摘要：本文對(duì)杭州市秋石快速路三期工程Ⅲ標(biāo)段鋼箱梁整聯(lián)落梁工藝進(jìn)行了敘述，主要結(jié)合實(shí)際情況從落梁工法選擇、施工流程、鋼箱梁線型控制及安全質(zhì)量控制措施等方面進(jìn)行闡述，總結(jié)出一種大跨徑市政高架鋼箱梁整聯(lián)落梁的施工工藝，以供類(lèi)似工程參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁；落梁；工藝

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市道路交通空間不足的問(wèn)題日漸加劇，建造城市高架橋作為緩解城市交通壓力的最有效途徑之一，已被廣泛應(yīng)用與各個(gè)大中型城市。由于城市交通流量大、人口集中、施工空間有限，這給高架鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)施工增加了難度。杭州市秋石三期Ⅲ標(biāo)鋼箱梁處于既有艮秋立交高架橋上方，采用門(mén)式墩扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)，主梁與既有高架橋方向平行，梁段標(biāo)準(zhǔn)寬度為33米，全長(zhǎng)1048米，總用鋼量17600噸。鋼箱梁采取頂推平移后焊接成聯(lián)再整體落梁的安裝工藝。本次落梁施工具有自重大、橋面寬、縱坡大且不影響下方交通等特點(diǎn)，一次落梁最大重量達(dá)3200噸，長(zhǎng)度達(dá)190米。其橫向?qū)挾仍趪?guó)內(nèi)同類(lèi)工程中居首位，施工過(guò)程既要平行上跨老艮秋立交橋又要不中斷交通，面臨諸多不確定因素的考驗(yàn)。在不影響下方道路交通通行的情況下，如何將整聯(lián)梁段安全、準(zhǔn)確的落位至橋墩支座上是本工程的施工難點(diǎn)。

一、工程概況

杭州市秋石三期Ⅲ標(biāo)鋼箱梁平行上跨老艮秋立交主線橋，艮秋立交橋及地面交通流量非常大，兩側(cè)為居民、商鋪、小商品市場(chǎng)。施工期間，老橋上保證雙向四車(chē)道通車(chē)，其中SZ40～SZ55#墩以?xún)?nèi)的15孔共30節(jié)鋼箱梁節(jié)段采用頂推滑移到位后整聯(lián)落梁的方法進(jìn)行施工，該部分鋼箱梁全長(zhǎng)約587米，橋梁寬度33米，分4聯(lián)落梁。節(jié)段長(zhǎng)度14～28米不等，最大節(jié)重約459噸，最小節(jié)重約205噸。橋梁設(shè)計(jì)縱坡最大處為3.55%，平面局部位于半徑為R=2500米的圓曲線內(nèi)。

二、施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）鋼箱梁落梁只能借助于橋梁永久支墩，橋墩表面至梁底操作空間非常狹小。

（2）需有效防止鋼箱梁落梁過(guò)程中的局部變形及內(nèi)力超限。

（3）節(jié)段跨度大、重量大、縱坡大，現(xiàn)場(chǎng)車(chē)流量及人流量多，要保證落梁施工過(guò)程的安全。

三、總體思路

采用液壓油缸與專(zhuān)用抄墊交替支墊，以轉(zhuǎn)換高度的方法進(jìn)行落梁。每聯(lián)鋼箱梁各個(gè)節(jié)段依次頂推到橋位，按照設(shè)計(jì)線型調(diào)整平面軸線及縱向標(biāo)高線型，然后焊接成聯(lián)，采用專(zhuān)用落梁設(shè)備將整聯(lián)箱梁落梁至支座上。

單臺(tái)落梁油缸額定頂升力250噸，整聯(lián)鋼箱梁最多使用24臺(tái)油缸，6臺(tái)泵站。落梁油缸布置在橋墩頂部，每處墩頂布置2臺(tái)油缸沿支座兩側(cè)對(duì)稱(chēng)放置，并在橋墩兩側(cè)支架柱頂分配梁正上方布置落梁專(zhuān)用抄墊塊，每個(gè)橋墩兩側(cè)各1組。

SZ40～SZ55#跨內(nèi)所有鋼箱梁由小樁號(hào)往大樁號(hào)方向分4聯(lián)完成落梁。分別為：SZ40-45#、SZ45-49#、SZ49-53#、SZ53-55#。其中SZ40-45#鋼箱梁全長(zhǎng)190.8米，總重量達(dá)到3200噸，為全橋最大落梁聯(lián)。

四、施工工藝

1、鋼箱梁按節(jié)段依次頂推至橋位，調(diào)整好鋼梁空間位置。

鋼箱梁采用液壓同步頂推滑移技術(shù)移運(yùn)至橋位。按照橋梁結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)及滑移施工工藝的要求，在橋梁大樁號(hào)一端SZ56#-58#高空區(qū)域搭設(shè)鋼箱梁組裝平臺(tái)，在平臺(tái)上完成鋼箱梁節(jié)段現(xiàn)場(chǎng)拼裝。自拼裝平臺(tái)至小樁號(hào)方向沿線搭設(shè)支架滑道系統(tǒng)，以此完成鋼梁節(jié)段的頂推滑移。

頂推支架滑道系統(tǒng)

鋼箱梁節(jié)段即將頂推滑移到設(shè)計(jì)位置時(shí)，提前進(jìn)行測(cè)量糾偏，測(cè)量梁段頂面軸線及四角標(biāo)高，軸線偏差通過(guò)梁段兩側(cè)頂推油缸行程逐步調(diào)整，標(biāo)高偏差通過(guò)梁底頂升油缸進(jìn)行調(diào)整。確保梁段端口里程到達(dá)設(shè)計(jì)位置時(shí)節(jié)段整體姿態(tài)正確。

2、多支點(diǎn)抄墊，保持節(jié)段姿態(tài)，依次完成單聯(lián)內(nèi)各個(gè)節(jié)段的調(diào)整。

各節(jié)段調(diào)整到位后，在橋墩頂部及支架滑道梁上對(duì)應(yīng)于箱梁橫隔板的位置布置抄墊塊，并盡可能使抄墊塊對(duì)應(yīng)在滑道支架立柱分配梁正上方，抄墊沿梁段左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，根據(jù)梁段長(zhǎng)度及橫隔板道數(shù)確定抄墊數(shù)量，單個(gè)節(jié)段不少于8組抄墊。抄墊塊高度按照節(jié)段縱向線型布置，并考慮了安裝預(yù)拱度。采用不同厚度的墊片使各抄墊塊頂面距梁底板距離相等，誤差不超過(guò)±5mm。抄墊塊及抄墊板布置完畢，回縮頂升油缸使箱梁平穩(wěn)落在抄墊塊上。為了給后期落梁油缸留足高度空間，抄墊塊表面應(yīng)高于橋墩支座表面高度200mm作為落梁預(yù)留高度，使梁段四角標(biāo)高統(tǒng)一高于設(shè)計(jì)標(biāo)高200mm。梁段落在抄墊上穩(wěn)定后進(jìn)行復(fù)測(cè)梁面縱坡及橫坡，若標(biāo)高偏差過(guò)大，則重新頂升油缸在相應(yīng)位置加相應(yīng)厚度的墊板進(jìn)行糾偏。按上述過(guò)程依次完成各節(jié)段初步定位，并使端口精確對(duì)合。

3、環(huán)縫無(wú)應(yīng)力焊接。

頂推設(shè)備及頂升油缸局部 梁底臨時(shí)抄墊塊

各節(jié)段線型調(diào)整好后，在梁段隔板位置下方布置多組抄墊均勻支撐，使各梁段的整體重量均布在抄墊塊上，并對(duì)相鄰節(jié)段端口進(jìn)行臨時(shí)固定，進(jìn)行整聯(lián)鋼箱梁環(huán)縫及內(nèi)部嵌補(bǔ)加筋肋的焊接。該方法避免了梁段在簡(jiǎn)支或懸臂狀態(tài)下焊接時(shí)存在較大內(nèi)力的不利因素，可以保證整聯(lián)鋼箱梁在焊接過(guò)程中整體線型符合預(yù)定的設(shè)計(jì)加預(yù)拱線型，盡可能避免結(jié)構(gòu)內(nèi)力對(duì)箱梁焊接及最終成橋線型的影響。

4、落梁設(shè)備安裝及試運(yùn)行。

整聯(lián)鋼箱梁利用橋墩柱頂上的專(zhuān)用油缸進(jìn)行落梁，通過(guò)液壓油缸與專(zhuān)用抄墊高度的交替轉(zhuǎn)換，最終將整聯(lián)鋼箱梁轉(zhuǎn)移到墩頂球形支座上。鋼箱梁整聯(lián)環(huán)縫焊接完畢并報(bào)驗(yàn)合格后進(jìn)行落梁設(shè)備的安裝。落梁油缸設(shè)置在橋梁永久墩上，每個(gè)墩頂設(shè)置2臺(tái)油缸，分布在支座兩側(cè)，支點(diǎn)中心對(duì)合在箱梁支座內(nèi)部加強(qiáng)筋板下方。

落梁油缸布置圖

墩頂支座高度為200mm，支座墊石高度為100mm，鋼箱梁支座鋼墊板厚度為50mm，因此當(dāng)梁段落在支座表面時(shí)梁底的最小操作高度為200+100+50=350mm，最大操作高度為350+200（預(yù)留）=550mm。選用的250t落梁頂升油缸行程200mm，行程為0時(shí)油缸總高度為285mm，油缸頂部布置30mm厚度連接板（200×200mm）與油缸活塞桿以螺栓連接固定，上方裝厚度5～30mm厚度不等的鋼墊板（300×300mm）與鋼箱梁底板密貼，并與箱內(nèi)支座加筋中心對(duì)應(yīng)，可分散支點(diǎn)處梁底板集中受力，彌補(bǔ)油缸行程的不足。為分散砼柱頂面油缸壓力，在落梁油缸底部布置厚