四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁施工難點與解決措施分析

賀云仁

摘要 通過分析在鋼結(jié)構(gòu)箱梁預(yù)處理、下料、板單元組焊及校正、梁段組焊及匹配制作、梁段涂裝、箱梁裝車、運輸、支架搭設(shè)、箱梁吊裝、環(huán)縫連接、涂裝、支架拆除等施工過程中存在的難點問題，根據(jù)施工內(nèi)容、工程量分布、地形特點設(shè)置相應(yīng)的班組并層層分解難點問題，最終得以解決。研究表明，在施工過程中要考慮到部分活載作用與消除鋼結(jié)構(gòu)箱梁自重作用引起的梁體下?lián)稀?/p>

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu)；箱梁；重難點；解決措施

中圖分類號 U445文獻標識碼 B文章編號 2096-8949（2023）09-0093-03

0 引言

山西省某鋼結(jié)構(gòu)箱梁為四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁曲線復(fù)雜，平曲線、豎曲線、預(yù)拱度和道路中心曲線多種線型疊加，橋梁自身線型復(fù)雜，制造安裝精度成為影響工程的最大難點。陳金寶提出如何實現(xiàn)四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁支架結(jié)構(gòu)安全可靠，以及如何實現(xiàn)四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁結(jié)構(gòu)制作、預(yù)拼裝線型滿足監(jiān)控預(yù)拱度精度要求[1-3]。曹俊杰提出如何實現(xiàn)鋼梁節(jié)段吊裝、調(diào)整過程中配備測量人員全過程監(jiān)控測量，以及如何配置相貫線切割機等鋼管施工專用設(shè)備并滿足下料精度要求[4-6]。王江棟提出如何做到工廠制作和現(xiàn)場安裝時全面控制橋梁結(jié)構(gòu)整體線型，如何配備適用于四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁節(jié)段運輸、起吊、拼裝和精確調(diào)位的機具設(shè)備，如何做到節(jié)段吊裝計算準確重心、設(shè)計專用吊點及采用專用吊具以保證吊裝順利[7-9]。這些問題均需在施工過程中一一解決。

1 四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁概況

1.1 四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁構(gòu)造

1.1.1 箱梁總體構(gòu)造

此鋼結(jié)構(gòu)箱梁橋采用全焊接四箱單室結(jié)構(gòu)。四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁橋孔跨布置為（40+55+40）m，主梁頂寬18.0 m，中心的梁高2.50 m，單箱的底寬1.90 m，腹板與底板垂直。四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁兩側(cè)挑臂的端部高0.30 m、根部高0.58 m、懸挑長度1.35 m。箱梁頂板坡度即橋梁橫坡，箱梁底板為平坡，平面位于緩和曲線+直線段內(nèi)[10]。

1.1.2 底、頂、腹板的構(gòu)造

橋面采用正交異性鋼橋面板（四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁材質(zhì)為Q345qE），標準腹板厚14.0 mm[11]，標準段頂、底板厚16.0 mm，中支點處根據(jù)受力需要底板和腹板均局部加厚[12]。

1.1.3 縱肋的構(gòu)造

頂、底板及腹板縱肋均采用板肋[13]。頂板設(shè)52道縱肋[14]，頂板板肋標準間距為300.0 mm[15]。底板板肋間距為360.0 mm，板肋厚16.0 mm。標準段板肋厚16.0 mm[16]。單箱底板設(shè)4道縱肋，腹板設(shè)4道縱肋，板肋厚16.0 mm[17]。

1.1.4 橫向聯(lián)系的構(gòu)造

箱梁內(nèi)縱向沿設(shè)計道路中心線徑向每4.5 m左右設(shè)置一道實腹式橫隔板，橫隔板厚度是12.0 mm，橫隔板須與大地鉛垂[18]。在箱室內(nèi)開設(shè)人孔，設(shè)置一道框架式橫隔板在相鄰兩道橫隔板中間，并在支點橫隔板處左右各設(shè)置一道實腹式橫隔板[19]，鋼箱端部設(shè)置端封板以保持鉛垂狀態(tài)[20]。

1.1.5 人孔及檢修孔設(shè)計

為方便以后養(yǎng)護，在四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁底板的一端設(shè)置直徑為60 cm的檢修孔（該檢修孔除檢修時均處于封閉狀態(tài)）。

1.2 四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁分段

1.2.1 橫向節(jié)段劃分

依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)箱梁形式，四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁（寬18 m）橫橋向分為五道分段。詳見圖1。

1.2.2 縱向節(jié)段劃分

縱向分段分為8個節(jié)段，頂?shù)住⒏拱邋e開變成Z字形（200.0 mm），具體如圖2所示。

2 四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁的施工技術(shù)要求

針對1.1與1.2部分，可得出四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁的施工技術(shù)要求，具體如下：

（1）四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁支架結(jié)構(gòu)須安全可靠。

（2）鋼結(jié)構(gòu)箱梁支架與箱梁支點須安全可靠。

（3）四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁結(jié)構(gòu)制作與預(yù)拼裝線型須滿足監(jiān)控預(yù)拱度精度要求。

（4）配備適合四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁節(jié)段運輸、起吊、拼裝、精確調(diào)位的機具設(shè)備等。

（5）鋼梁節(jié)段吊裝、調(diào)整過程中配備測量人員須全過程監(jiān)控測量。

（6）節(jié)段吊裝計算準確重心與設(shè)計專用吊點并采用專用吊具以確保吊裝順利。

（7）工廠制作和現(xiàn)場安裝時須全面控制橋梁結(jié)構(gòu)整體線型結(jié)構(gòu)。

（8）四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁施工現(xiàn)場工地焊接與涂裝須滿足焊接與涂裝方案和焊接工藝評定的要求。

（9）四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁配置相貫線切割機等鋼管施工專用設(shè)備以滿足下料精度要求。

3 四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁施工難點與解決措施

針對上述四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁的施工技術(shù)要求，從鋼結(jié)構(gòu)箱梁預(yù)處理、下料、板單元組焊及校正、梁段組焊及匹配制作、梁段涂裝、箱梁裝車、運輸、支架搭設(shè)、箱梁吊裝、環(huán)縫連接、涂裝、支架拆除等方面進行技術(shù)難點的一一解決。

（1）四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁曲線復(fù)雜，平曲線、豎曲線、預(yù)拱度和道路中心曲線多種線型疊加，橋梁自身線型復(fù)雜，制造安裝精度是該工程卡控的難點。

具體措施：四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁架設(shè)應(yīng)實時進行施工監(jiān)控，確保梁段的架線形符合設(shè)計要求，并記錄包括各項測量數(shù)據(jù)，以及橋面線形、橋軸線以及施工過程的各項情況。具體如下：

①四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁的鋼板從存料區(qū)通過橋式起重機進行鋼板預(yù)處理。

②零件轉(zhuǎn)入板單元制作區(qū)后在板單元制作胎架上進行板單元劃線、打磨和組裝，檢查合格后，頂?shù)赘拱骞潭ㄔ诜醋冃翁ド嫌冒胱詣雍附有≤囘M行焊接，其他板單元則用手把焊焊接。

③板單元焊接完成后打磨處理并在火工校正胎架上面校正板單元。

④在檢查合格的總拼胎架上面用倒裝法進行梁段組焊及梁段匹配制作。

⑤梁段檢查合格后在涂裝區(qū)域開始梁段涂裝，檢查合格后再存入存梁區(qū)。

⑥安裝臨時支架并測量臨時支架標高，待驗收合格后準備吊裝四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁。

⑦四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁在存梁場地通過吊裝設(shè)備吊裝至運輸車上并綁扎固定。

⑧通過吊車把梁段進行吊裝、就位至設(shè)計位置且調(diào)整接口并焊接。

⑨在四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁梁段連接完成后對環(huán)口位置進行油漆補涂并涂裝最后一道面漆。

⑩涂裝完成后拆除臨時支架，現(xiàn)場施工完畢。

（2）此四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程橋位施工作業(yè)面較廣，施工場地上跨既有道路，橋梁原位附近范圍作為施工作業(yè)面及便道，合理安排現(xiàn)場施工作業(yè)，較好地應(yīng)對各種情況的交叉作業(yè)是此鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程的管理的難點。

具體措施：根據(jù)現(xiàn)場實際進度情況陸續(xù)完成現(xiàn)場施工工作、工期細化、工序良好銜接，結(jié)合天氣等多種因素條件，使現(xiàn)場施工有條不紊地進行。起重信號工、油漆工須要持證上崗，并且只能從事證書規(guī)定焊接工作，不得超越證書范圍作業(yè)。

（3）此四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程構(gòu)件繁多、工期緊、任務(wù)重，制作和安裝工藝復(fù)雜，如何確保制作安裝的有效銜接，現(xiàn)場作業(yè)工序暢通，是此鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程施工組織的難點。

具體措施：合理規(guī)劃場地，有效分配人員和機械設(shè)備，確保制作與安裝有效銜接[21]。

（4）此四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁梁體沿道路中心線全長為134.84 m。四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程雖然與其他鋼梁的結(jié)構(gòu)相似，鋼梁共計1聯(lián)，數(shù)量雖然不多，但對于不同鋼梁加工的加工制作和細部管理是此鋼結(jié)構(gòu)箱梁工程的難點。

具體措施：施工時根據(jù)自身條件將鋼箱分成若干節(jié)段制造出廠，但應(yīng)盡量減少現(xiàn)場焊縫數(shù)量，在現(xiàn)場吊裝并調(diào)整好相對位置和高程后將節(jié)段間橫縫焊接成整體，做好前期技術(shù)準備工作，對項目管理人員進行詳細的技術(shù)交底[22]。

（5）鋼結(jié)構(gòu)施工焊接工作量大，如何確保高強度橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（Q345qE）工廠及工地的焊接質(zhì)量（焊縫內(nèi)外部質(zhì)量及沖擊功）是該鋼結(jié)構(gòu)橋質(zhì)量卡控的難點。

具體措施：從焊工工藝、焊接設(shè)備接材料、焊接環(huán)境、焊接過程、焊縫檢測等進行全方位質(zhì)量控制。

（6）鋼結(jié)構(gòu)施工用電量大是該鋼結(jié)構(gòu)橋進度控制的難點。

具體措施：根據(jù)全線構(gòu)筑物及臨建工程分布，對全線進行了電力線路設(shè)計，計劃安裝臨時變壓器3臺，其余用電從就近村莊接入變壓器，具體情況如下：

①項目部駐地利用200 kVA變壓器接電使用，布設(shè)線路約200 m，線路布設(shè)費用約1萬元，需備用100 kW發(fā)電機1臺。

②鋼結(jié)構(gòu)加工場站用電直接利用原場站安裝的800 kVA變壓器，需布線300 m，費用約1.5萬元，并備用250 kW發(fā)電機1臺。

③鋼筋加工廠用電計劃新安裝250 kVA變壓器一臺，現(xiàn)場布設(shè)線路約400 m，備用100 kW發(fā)電機1臺。

④混凝土拌和站、鋼筋加工廠計劃新安裝1臺315 kVA變壓器接線使用，場地需布線約1 100 m，并備用250 kW發(fā)電機1臺。

⑤橋頭用電需新安裝一臺315 kVA變壓器，沿線布設(shè)線路約2 700 m，并備用100 kW發(fā)電機1臺。

⑥場站用電安裝1 600 kVA變壓器和500 kVA變壓器各一臺，與設(shè)計單位協(xié)商，將變壓器位置移至橋梁并備用250 kW發(fā)電機1臺。

4 結(jié)論

綜上所述，施工單位在施工過程中選擇了科學的施工方法，確定了合理的施工方案，編制實施性施工組織設(shè)計，合理安排進度工期，遵循質(zhì)量安全至上的原則，編制了此鋼結(jié)構(gòu)箱梁橋的專項技術(shù)方案。在編制施工方案過程中也充分考慮了現(xiàn)場條件和具體實施的要求，克服了技術(shù)難點以及施工中存在的各種問題，在確保安全生產(chǎn)前提下優(yōu)質(zhì)高效地完成該工程的施工并得出以下結(jié)論：

（1）采取以上具體措施，鋼梁平面線形按設(shè)計道路中心線確定。四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁施工現(xiàn)場工地焊接和涂裝應(yīng)滿足焊接、涂裝方案和焊接工藝評定的要求。箱梁支架與箱梁支點均安全可靠。

（2）考慮到部分活載作用與消除四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁自重作用引起的梁體下?lián)希摿涸诔蓸驙顟B(tài)下各跨四箱單室鋼結(jié)構(gòu)箱梁呈現(xiàn)向上微拱的狀態(tài)。

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