論鋼箱梁長大節段整體制造安裝施工技術

蘇乾東

（中鐵十一局集團漢江重工有限公司，湖北 襄陽 441000）

1 工程概況及鋼箱梁結構特點

某橋全長200m，跨越京廣鐵路，與南北側的常青路高架橋順接；橋跨采用（95+105）m分幅轉體連續鋼箱梁，橋面總寬51m，橋面布置為：0．65m（防撞護欄）+2．2m（緩沖帶）+0．65m（防撞護欄）+21．25m（機動車道）+0．5m（防撞護欄）+0．5m（中央分隔帶）+0．5m（防撞護欄）+21．25m（機動車道）+0．65（防撞護欄）+2．2m（緩沖帶）+0．65（防撞護欄）=51m。下部結構采用框架墩，群樁基礎。

（1）梁高。鋼箱梁端部梁高3．0m，主墩處根部梁高6．5m，直腹板梁高按二次拋物線變化。鋼箱梁單幅頂寬 25．25m，底寬 16．5m。

（2）頂板及其加勁肋。頂板在順橋向不同區段采用了16mm、20mm、24mm、32mm這4種不同的厚度，中支點區域板厚最大。頂板采用U肋加勁，上口寬300mm，下口寬170mm，高度280mm，間距600mm。U形加勁肋厚度均為10mm。鋼橋面板頂板下緣保持平齊，U形加勁肋保持底緣平齊。在鋼箱梁挑臂位置的U肋手孔下設置栓接封板，防止飛鳥筑巢。

（3）底板及其加勁肋。底板在順橋向不同區段采用了16mm、20mm、24mm、36mm這4種不同的厚度，中支點區域板厚最大。底板采用倒T形肋加勁，基本間距450mm，加勁肋厚度均為14mm。主墩墩頂梁段底板由水平段及二次拋物線段組成，底板采用壓彎成型。為便于底板加勁肋施工，底板上緣保持平齊。

（4）腹板及其加勁肋。腹板在順橋向不同區段采用了16mm、20mm兩種不同的厚度，腹板內側保持平齊。腹板縱向采用板肋加勁，縱向加勁肋縱向連續，在橫隔板與豎向加勁肋處穿孔而過。

（5）橫隔板及橫肋。橫隔板標準間距2．8m，兩道橫隔板間安設豎向加勁肋。箱梁外側和橫隔板相應區域都安置挑臂，挑臂腹板厚14mm。橫隔板采用實腹式、框架式和桁架式3種構造，在支點處采用實腹式橫隔板，桁架式橫隔板分為V型或X型撐隔板，桁架式橫隔板之間設置一道框架式橫肋隔板。V型橫撐斜桿采用∠200×14mm等邊角鋼，節點板厚16mm。X型橫撐斜桿采用焊接T型，板厚為20mm，節點板厚16mm。

（6）連接構造。鋼箱梁連接均采用以焊接為主的栓焊組合方式。頂板、腹板及其加勁肋、底板及其加勁肋都采用焊接，強化主梁密閉性。頂板U肋采用焊接方式。

2 鋼箱梁節段劃分方案

常青路主線高架橋橋梁工程節段劃分為兩個部分：普通節段 S1、S2、S3、S4、S5、F1、F2、F3、F4、F5和節段SF。普通節段縱向共分為21個節段。其中S1、S2、F1、F2縱向分為8個節段，橫向分為10個節段，腹板方向分為2個節段，共為128個節段；S3、F3縱向分為4個節段，橫向分為10個節段，共為40個節段；S4、F4、S5．2、F5．1縱向分為 7個節段，橫向分為 16個節段，共為112個節段；S5．1、F5．2縱向分為2個節段，橫向分為4個節段，共為8個節段。普通節段共計288個節段，其中最重節段為重48t。SF節段縱向共分為3個節段，其中SF3、SF4縱向分為1個節段，橫向分為7個節段，腹板方向分為2個節段，共為14個節段；SF1、SF2、SF5、SF6縱向分為2個節段，橫向分為5個節段，腹板方向分為2個節段，共計20個節段。共計34個節段，其中最重節段重44．5t。

3 鋼箱梁長大節段整體安裝施工技術

（1）全橋鋼箱梁架設工序。首先進行主塔區梁段與3個橋墩頂梁段的架設施工，之后進行橋墩頂梁段間的架設作業，分別架設長大節段鋼箱梁與主跨梁段。鋼箱梁長大節段完整地輸送到橋位，借助液壓實現長大節段梁實現起吊，定位后焊接墩頂鋼箱梁。

（2）鋼箱梁吊架驗算。根據實際的施工工況進行分析，吊裝1#塊鋼箱梁施工時吊架受力的情況最為糟糕，吊點最大受力在265t左右，并且吊點間距控制在7．5×17m。雙拼對折φ56mm鋼管截面的 特 點 是：A=0．00492352m2；φ426×6mm 鋼 管 截面 的 特 點 是：A=0．0080258m2，W=0．000316cm3，I=0．000089124cm4；雙拼H588型鋼截面的特點是：A=2×192．5cm2，W=2×9020cm3，I=2×118000cm4。經由ALGOR13計算得到下列結果：鋼絲繩受力、吊架H588型鋼應力的最大值分別是50t、25MPa，達到施工標準。鋼絲繩拉伸、吊架變形的最大值分別是1．7cm、0．5cm，即變形的最大值是 2．2cm。

（3）施工區域地基承載力計算。施工區段地表展開混凝土硬化施工。①支架區域承載力：根據節段重量，并且結合計算公式能夠得到支架傳導至地基的荷載是112．8kPa。地質評估是地基容許承載力通常是180～320kPa，達到項目標準。②汽車吊施工路面承載力：根據350t汽車吊的具體性能能夠得到：構件自重=69t；汽車吊自重=84t+107t=191t。汽車吊的所有支腿位置都用鋼板墊上，并且鋼板的規格是厚30mm、2．5×2．5m，汽車吊傳導至路面的負載 P2=（191+69）×10/（2．5×2．5×4）kPa=104kPa，依照設計與勘察所得到的現場數據與信息得知，地面地質是200mm厚混凝土路面與硬質粘土，路面荷載=250kPa＞104kPa，可見達到地基承載力的相應標準。

（4）吊裝設施選擇。依照起吊半徑及吊物自重預先設定吊裝器械的型號與起吊噸位，進而保障吊裝設施與器械選擇的科學性與合理性，本工程因為D2L3-17～D2L3-20、D2L3-13～D2L3-16應該在施工區域內進行二次拼裝，并且在此拼裝流程結束之后方能整體吊裝，因此考慮到整體節段自重（最大值是68t左右），運用350t汽車吊完成吊裝施工，工況：額定起重量是78t，桿長及起重半徑分別是31m、14m。其余的節段都相對較輕，在24t左右，因此運用160t汽車吊進行D2L3-21、D2L3-1～D2L3-12吊裝施工，工況：額定起重量是46t，桿長及起重半徑分別是30．4m、9m。

（5）安裝臨時支架體系。依照鋼箱梁節段劃分狀況與施工現場狀況確定鋼箱梁支架體系，在計算支架穩定性時，高度以12m為準，并且依照施工現場的實際狀況不斷調整。支架體系的材料主要是格構式鋼管支架，是由4根鋼管構成的，并且其規格至少為325×8mm（依照作業區域的實際狀況，最終選用鋼管的規格是Φ630×8mm、Φ426×8mm），支架上部是H400×400×13×21mm橫梁，再往上就是Φ219×8mm調節短柱，三環線中央支架的構成主要是3根規格是Φ630×8mm的鋼管，支架底座錨固的材料是24根地腳螺栓，如此便能夠使得臨時支架體系的穩定性得到保障。

（6）吊點布置。每一分段箱體均依照一剛體進行簡化并且計算時取40t，生產廠商于箱體對稱點安設吊耳4個，材料是Q345鋼板，并且安設點最好是主隔板上方，否則就務必緊固焊接吊耳位置。

（7）鋼箱梁吊裝順序。現場鋼箱梁節段吊裝運用160t汽車吊與350t汽車吊當成主吊機，吊裝次序就是位節段編號的次序，從大號到小號，而要在施工現場重新進行拼裝的則運用350t規格的汽車吊，由于施工空間相對狹小，考慮到D2L3-13～D2L3-16在吊裝過程中容易和小節段吊裝之間出現沖突，因此首先進行D2L3-13～D2L3-16的吊裝，之后再進行D2L3-16～D2L3-20的 吊 裝。 而 D2L3-1～D2L3-12、D2L3-21的吊裝施工就憑借160t規格的汽車吊從南往北進行。最初進行吊裝施工時，務必把構件吊至與地表相距200～300mm的位置，還要仔細核驗構件的平衡情況與綁扎的牢固情況、起重機的穩定情況與制動設備的可靠性等，若是全部達標，就可以繼續起吊。

（8）大節段鋼箱梁吊裝。在施工現場展開二次拼裝工作時，應該確定并且嚴格控制鋼箱梁預拱度，在拼裝焊接流程結束之后，憑借350t汽車吊把構件由二次拼裝場地直接吊裝到指定的安設點，吊車臂長與起吊半徑分別是31m、14m，額定起重量是78t，達到相應的吊裝標準。嚴格依照相應的吊裝次序進行大節段鋼箱梁的吊裝施工，在鋼箱梁吊裝過程中，應臨時封閉交通，時間控制在20～30分鐘，若是鋼箱梁吊裝妥善就位，就可以恢復交通。

4 結語

綜上所述，本項目中主要的施工規劃就是整體完成制造、運輸與架設這3個過程，如此就能得到非常高效的作業效果，并且能保證施工的質量與安全。