淺談大跨度鋼箱梁公路吊裝施工技術

黃偉修，史家赫

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

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橋梁工程

淺談大跨度鋼箱梁公路吊裝施工技術

黃偉修，史家赫

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

目前，市政工程交叉路口等大跨徑路段，為減少因采用現澆混凝土箱梁施工對城市交通造成影響，大多采用整體預制鋼箱梁，現場拼裝焊接技術，而高速公路建設中受高速運輸限制采用鋼箱梁技術在國內較為少見，主要研究高速公路建設中大跨徑鋼箱梁的分解制作現場吊裝拼接，通過將整體寬度12 m鋼箱梁中間位置分解，單片6 m寬，可滿足高速公路運輸，同時減少吊裝工作特大型吊裝設備的投入，節約成本。

大跨度；鋼箱梁；公路吊裝；施工技術

1 研究對象

以牡海大橋鋼箱梁結構橋梁施工為例。

黑龍江省省道伊春至牡丹江公路海林至牡丹江段K11+713.3 km處牡海大橋全長1 277.62 m，其中跨越綏滿高速公路舊橋處29～31孔采用了鋼結構連續梁，該設計在我省高速公路建設中首次應用，跨徑布置為30+50+30=110 m。鋼箱梁結構采用單箱雙室截面，兩側各設置2 m挑臂。橋面寬12 m，鋼箱梁支點處梁高2.2 m，跨中梁高1.7 m，梁高在中支點兩側12 m范圍內沿直線變化。鋼箱梁底板水平，腹板采用直腹板，頂板設置橫坡與路面超高相適應。鋼箱梁在加工廠分段加工成型，根據制造、運輸和吊裝條件，將鋼梁加工單幅縱向分5段，橫向分2段，雙幅共計分為20個節段。鋼梁總重1 200 t。因分段及長度尺寸不同，最長中間節段總長約24.9 m，最寬約6.3 m,最高處為2.2 m，最大重量為67 t。其中跨高速公路節段運輸至現場后拼裝，然后進行整體吊裝；部分箱型梁為工廠下料，現場拼裝焊接完成。綜合考慮施工場地周圍環境和施工或能帶來的其他影響，采用整體一次性吊裝方案。

2 工藝研究

2.1 鋼箱梁安裝過程

鋼箱梁安裝前，在箱梁各節段接縫處設置20個臨時支墩，20個箱梁節段采用汽運方式運抵綏滿高速公路與新橋交匯處，采用2～3臺200 t汽車起重機將鋼箱梁節段逐一吊裝就位于臨時支墩上，整體焊接成型后，體系轉換撤掉臨時支墩，噴涂防腐層，完成鋼箱梁安裝。

(1)臨時支墩的搭設

①支墩反力基礎

按照施工圖設計要求，臨時支墩擴大基礎采用12.6 m×4 m×1 m水撼砂+12.6 m×4 m×0.5 m C25混凝土+10.6 m×4 m×0.5 m C30混凝土。上下鋪設鋼筋網片，在澆筑混凝土時預埋鋼梁立柱的鋼板及螺栓。

②支墩的整體布置

臨時支墩為格構排柱結構，主肢采用Φ529×10 mm鋼管，每個臨時墩鋼管縱向間距2.0 m、橫向間距2.0 m，鋼管之間采用100×100×6 mm角鋼、桁片相連接，組成框架整體；立柱高度大于7 m時采用剪刀撐加固；工字鋼上擺放沙箱，作為標高調整系統。支架在順橋向、橫橋向采用100角鋼平聯加固(可以用別的型鋼代替)連接為整體，增強其整體穩定性。頂面采用2道28B雙工字鋼做橫梁，工字鋼上放置沙箱，作為標高調整系統。鋼箱梁支架示意圖見下頁。

(2)施工前準備

①起重設備配備：配置2臺200t汽車吊主要用在中跨鋼梁Z5、Z6、Y5、Y6鋼梁安裝施工上，由于Z5、Z6、Y5、Y6鋼梁橫跨綏滿高速舊橋，舊橋凈寬度為17 m，中跨鋼梁長度24.5 m，鋼梁運輸車最佳停靠位置與鋼梁安裝位置形成46度夾角，按實際情況選用，配備一臺25 t吊機吊裝小件。

②操作平臺、吊籃：在支架上端搭設操作平臺，用于調梁、拼裝以及焊接，其他位置，距梁底較矮處搭設腳手架，較高處準備吊籃，確保工作的順利進行。

③工具：表中所列需準備齊全。

④安全及防風防雨措施：

⑤桿件的存放：現場需要一定區域做為存梁場地，場地需要做平整硬化處理。

(3)鋼箱梁安裝主要施工步驟

根據現場施工環境、本橋結構形式、設計圖紙要求以及工期需要，具體施工步驟如下：

步驟一：

①進行邊跨中跨臨時墩基礎硬化，并搭設邊跨及中跨臨時墩，在橋下進行邊跨段高段及中支點段鋼箱梁節段拼接，焊接梁段間縱、橫縫；

②用汽車吊機起吊鋼箱梁節段至臨時墩之上；

③調整梁段位置，并完成焊縫探傷。

步驟二：

①在橋下進行中支點兩側變高段鋼箱梁節段的拼接，焊接梁段間縱、橫縫；

②用汽車吊機起吊鋼箱梁節段至臨時墩之上；

③調整梁段位置，在橋上進行鋼箱梁節段的拼接，焊接梁段間縱、橫縫，并完成焊縫探傷。

步驟三：

①在橋下鋼箱梁中跨等高段的拼接，焊接梁段間縱、橫縫；

②暫時封閉綏滿高速公路海浪河大橋雙幅交通，用汽車吊機起吊鋼箱梁中跨等高梁段至綏滿高速公路海浪河大橋兩側臨時墩之上。

③調整梁段位置，在橋上進行鋼箱梁變高梁段和中跨等高梁段的拼接，焊接梁段間縱縫、橫縫，并完成焊縫探傷。

步驟四：

①恢復綏滿高速公路海浪河大橋雙幅交通；

②拆除邊跨及中跨臨時墩。

步驟五：

①對鋼箱梁局部做補充涂裝；

②進行橋面系施工；

③安裝護欄及防拋網。

(4)鋼箱梁安裝順序

②安裝順序：

一、Z1、Z2、Y1、Y2

二、Z3、Z4、Y3、Y4

三、Z5、Z6、Y5、Y6

四、Z7、Z8、Y7、Y8

五、Z9、Z10、Y9、Y10；(編號方式為從左至右，小樁號至大樁號；Z為左幅，Y為右幅)

②調整梁段到架設線形、標高，達到設計和規范要求后進行后續節段安裝；

③依次吊裝直至全橋合龍；

④安裝附屬設施，封閉人孔。

海浪河大橋鋼箱梁分解位置及吊裝整體順序

(5)吊裝方法

①1#～4#，7#～10#節段的吊裝方法為：運梁車順停在綏滿高速與新橋交匯處右側， 2臺200 t汽車吊立于橋下，將鋼梁節段吊放在橋下的倒運梁車上，倒運梁車將鋼梁運送至相應孔位，再由汽車吊將鋼梁吊裝就位。

②5#、6#節段的吊裝方法為：運梁車斜停在綏滿高速與新橋交匯處，臨時拆除中央分割帶護欄，其中一端與其臨時支墩盡量接近，接近端，2臺吊車將鋼梁直接吊裝就位與臨時支墩上。

(6)拼裝具體要求

①一般要求

鋼箱安裝架設應符合《橋梁用結構鋼》(GB/T714-2008)標準的有關規定。鋼箱梁拼裝架設前，應對橋墩、墩臺墊石頂高程、支座標高、中線及跨距進行復測，偏差在允許范圍內方可安裝。并應在橋墩、臺上設置水平標、中心標以及高程控制點，隨時測定或復查支承墊石頂高程和支座中心位置(縱、橫向)，確保在橋梁架設過程中各鋼箱梁段在安裝范圍內進行觀測。

② 拼裝工藝要求

a 劃線：鋼箱梁吊裝前在臨時墩上按橋梁拱度標高放置鋼墊、砂桶和千斤頂。在橋墩和臨時墩上按箱梁位置劃上縱、橫基準線，在鋼箱梁上同樣劃線，吊裝時按線就位。

b 各接口處用臨時連接件定位，保證橋梁線形滿足設計規范要求。

c 在拼梁過程中必須隨時測量鋼梁中線、標高等的偏差值并采取相應措施使之保持在允許誤差范圍內。

d 每就位一個梁段就需要測量、調整一次，合格后再拼裝下一個梁段。

e 梁段吊裝到支架上后，應首先進行梁段間的幾何尺寸調整，調整合格后方可焊接。調整的主要內容包括：

a 確保梁段中心線與線路中心線重合；鄰節段對口偏差≤2 mm(對應板件間)。

b 梁段平面直線形及豎向曲線線形符合設計和安裝高程要求。

c 考慮焊接收縮量，對梁段間的拼接間隙進行調整。

d 鋼箱梁支座調整。

③ 梁段調整合格后用鋼板點焊定位，然后切除定位連接件和吊裝點，以便于焊接。

④鋼箱梁安裝、焊接、調整完成后，全橋幾何尺寸的允許偏差。

4 結 論

通過對在加工車間進行鋼箱梁加工制作，科學、合理節段分解劃分，經高速公路運輸至現場吊裝、拼接，采用鋼管臨時支墩技術，解決了受高速公路運輸限制，減少大型吊裝設備投入，節約成本，焊接完成后鋼箱梁經X射線檢測一次合格率97%以上、超聲波檢測合格長度98%以上，最終安裝焊縫探傷檢測100%，均滿足施工技術規范要求。

[1] 橋梁用結構鋼(GB/T714-2000)[S].

[2] 鐵路鋼橋制造規范(TB/10212-2009)[S].

[3] 王秀菊.廣州珠江黃埔大橋鋼箱梁環縫焊接工藝、焊接管理及焊接質量控制[J].鋼結構，2009,24(3):58-60.

2016-01-08

黃偉修(1985-)，男，工程師。

U445

C

1008-3383(2016)12-0104-02