跨線橋鋼箱梁安裝工程施工技術探討

顧江淮

（合肥市公路管理服務中心長豐分中心,安徽 合肥 231100 ）

0 引言

跨線橋鋼箱梁作為一種較為成熟的技術，在橋梁建設中的應用非常廣泛。然而，當前對于跨線橋鋼箱梁安裝工程施工技術的詳細研究較少，并且現有研究也鮮有結合具體工程實例開展的，這就對跨線橋鋼箱梁安裝的工程實踐帶來了一定的阻礙。為了加深對跨線橋鋼箱梁的認識，并形成一套良好的理論體系，有必要結合具體的工程實踐對跨線橋鋼箱梁安裝進行研究。

1 工程概況

該次合淮路互通起點為G206 主線樁號 K4+994.875、終點樁號為K5+865，老合淮路與新G206 節點采用單喇叭互通立交方案。合淮路互通A 匝道在橋位處為R-3 000/R~700/R-80 m 組合平曲線，設計線與合淮路斜交角度為27°。

主橋跨線采用鋼箱梁，橋型布置為（30+47+35）m，鋼梁截面為單箱三室結構。鋼箱梁截面頂板寬度為18.6 m，底板寬度為13.8 m，截面高度2.0 m。橋梁下構采用柱式墩，群樁接承臺基礎，橋墩墩柱斷面為1.8 m×1.8 m，樁基直徑1.8 m。頂板加勁為U 型肋結構，底板及腹板加勁為板條加勁。主橋鋼梁頂板鋼板厚度為16 mm，底板厚度為16 mm，腹板厚度為16 mm，墩頂位置為25 mm，橫隔板單元為12 mm，墩頂位置為25 mm。

鋼材材質為Q345qC，總重量為1 319 t，吊裝節段共分28 個節段，最大吊裝重量45.9 t。

2 施工技術準備

（1）開工前，施工單位自行組織工程部技術人員熟悉施工圖紙，并掌握施工圖紙的全部內容，對于設計圖紙與現場條件存在較大差異的情況及時報告總監辦和建設單位。

（2）施工人員上崗前進行職業安全、技術能力和操作技能培訓，培訓合格后方可上崗。設備操作人員必須取得與其崗位相適應的資格證書，培訓合格后方可上崗。

（3）安裝正式開工前，熟悉主要施工機械以及配套設備的技術性能資料和所需材料的檢驗與焊接試驗資料。

（4）結合該工程特點制定針對性的質量、安全和環境保護管理的措施和鋼橋安裝線型控制措施，根據預拱度設計值，結合橋梁縱橫向坡度，計算基準點坐標值，吊裝定位后微調至標準值進行固定[1]。

（5）在工程開工前，制定應急預案并由項目總工組織工程技術部向各部門和施工作業班組逐級進行技術交底和安全交底。交底采取書面形式，留有圖片和影像，參與交底的人員均簽字確認。

（6）在工程開工前做好交通組織方案，并嚴格按照專家評審通過的交通組織方案設施，積極與當地交警部門對接溝通，交通疏導員要經交警部門培訓后上崗作業。

3 安裝施工工藝技術

3.1 總體方案概述

總體施工方案采用工廠節段預制，然后現場拼裝施工。鋼箱梁節段在工廠制造完成后，經特殊的運輸車輛運至現場，使用起重設備按鋼箱梁安裝順序架設至臨時支架上，調整節段高程、平面線形，符合設計文件要求后進行現場焊接連成整體，然后進行外涂裝防護，拆除臨時支架[2]。

3.2 安裝施工流程

安裝施工流程如圖1 所示。

圖1 鋼箱梁分段吊裝步驟

3.3 臨時支架施工

臨時支架立柱采用鋼管Ф325×8 mm，平聯及斜撐采用10#槽鋼（柱高大于6.5 m 時設置三檔平聯），柱頂橫梁采用單根HM390×300H 型鋼。臨時支架采用鋼管柱，基礎采用鋼筋混凝土擴大基礎，擴大基礎尺寸為（L+1.5）m×3.5 m×0.3 m。易被車輛碰撞的支架需按照0.7 m 高設置以達到防撞的作用，0.3 m 的基礎底部配單層鋼筋網片，0.7 m 的基礎配雙層鋼筋網片。柱頂采用單根分配梁，分配梁與立柱頂板焊接，設置加勁板。為防止胎架安裝后受到通行的車輛撞擊，必須加強對現場周圍車輛的疏導管理及采取防撞措施[3]。

胎架的四周根據實際施工現場需要，分別設置防撞裝置如水馬、防撞桶等，胎架設置反光標志，以避免車輛直接撞擊支架。防撞示意圖如圖2 所示。

圖2 防撞示意圖

鋼管立柱均對應鋼梁腹板附近設置。鋼箱梁單幅單組臨時支架布置12 根鋼管立柱。臨時支架對應現場拼接口設置，每組鋼管支架鋼管縱向間距為2 m。鋼柱與預埋件之間焊接，焊縫高度不小于8 mm；分配梁與柱頂板焊接，焊縫高度不小于10 mm；分配梁與剛性調節段焊接，焊縫高度不小于10 mm。

3.4 鋼箱梁吊裝

3.4.1 吊車選用

根據該項目鋼箱梁吊裝現場條件、臨時支架布置、施工工期及梁段定位要求，由于汽車吊具備較強的機動性，與附近障礙物吊裝需求相符合，因此該工程吊裝鋼箱梁時選擇200 t 汽車吊。鋼箱梁分段吊裝作業確定為8~12 m 的工作幅度，5~55 t 的作業重量。在對上述因素予以綜合考慮的基礎上，最終確定吊裝該工程所有鋼箱梁梁體的汽車吊為300 t[4]。

3.4.2 安裝順序

選用300 t 汽車吊，從小樁號開始，向大樁號依次吊裝。橫斷面上優先自內弧向外弧吊裝。

3.4.3 梁段節段吊裝定位

臨時連接梁的方法：首先，已安裝節段頂板臨時連接件和吊裝節段頂板連接，而后與接底板的臨時連接件連接，最后將兩側腹板的臨時連接件連接，同時對箱梁接縫間隙進行初調。接縫間隙交由鉚工負責精確調整，保證與設計文件要求相符合后，維持定位板的位置并實施焊接。吊裝節段鋼箱梁中有部分處于支座位置，所以安裝在節段空中進行合龍節段鋼箱梁的拼組時，需要預留50~100 mm 的長度余量，為現場調節提供便利，并校準支座位置，確保鋼箱梁具備與實際橋墩支座中心相一致的尺寸及位置。兩個支架之間，在完成鋼箱梁焊接后，待第三方檢測單位給出檢測通過的檢測結果與報告后，方可將臨時支架拆除。

臨時焊縫必須與最終焊縫采用相同的焊接工藝評定，且臨時焊縫必須清除，其表面必須與原表面平齊，清除后采用超聲波探傷以確定結構中無裂紋存在，同時必須進行硬度測試；不允許存在不熔入最終焊縫的定位焊縫。

避免在永久性焊縫區域以外的任何母材上起弧和電弧擊傷，電弧擊傷造成的裂紋或損傷必須打磨至毫無缺陷，并進行MT 檢測，同時進行硬度測試。

所有全熔透焊縫都要在實物上標注焊縫標識。在施工過程中，對于工藝孔洞的處理有以下要求：①工藝孔洞必須按指定位置進行切割，并在施工結束后恢復到原始狀態；②對于焊縫，需要進行Ⅰ級全熔透焊縫檢查，并將表面進行磨平處理；③在進行焊接之前，需要根據焊接性試驗和焊接工藝評定來確定預熱溫度。一般情況下，預熱范圍應覆蓋焊縫每側100 mm 以上，并在距離焊縫30~50 mm 范圍內進行溫度測量；④在進行修補時，碳弧氣刨前的預熱溫度應與施焊時的溫度相同；⑤對于T型接頭，需要特別注意厚板一側的預熱效果，以防止出現層狀撕裂的情況；⑥返修焊檢驗時，需按原始焊縫質量要求進行。

U 型肋栓連接節點的摩擦面處理必須選用拋丸方法進行處理。處理后的抗滑移系數值，試件出廠時不小于0.55，安裝時不小于 0.45。經處理的摩擦面，出廠時應按批按照《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB 50205—2020）做抗滑移系數試驗[5]。

頂底腹板橫縫余高需鏟磨，打磨方向垂直軋制方向，打磨后余高不低于-0.3 mm，不高于0.5 mm，表面粗糙度Ra不大于50 μm。

現場工藝孔在構件涂裝時要做好標識。標識需滿足如下要求，字體為宋體，字體大小為40 mm。

3.4.4 卸載

在完成箱梁高強螺栓、焊接和混凝土橋面板澆筑工作后，需進行以下步驟：

進行監理和第三方檢測部門的焊接質量檢查驗收，并提交相關的焊接過程資料和檢測資料。在卸載鋼箱梁之前，需進行整體線性測量，確保符合設計要求后才能卸載。

在卸載之前，需要架設全站儀來復核橋面的線形監測點，以確保滿足圖紙要求，并做好記錄。使用水準儀在地面上監測支撐體系的沉降情況，觀察是否均勻變化，并記錄測量數據。在進行卸載時，使用氣焊切割開支撐體系橫梁上的支撐。切割點與橫梁距離至少要大于20 mm，以免損傷橫梁。設置每個聯的卸載區域，并統一指揮操作者按照口號行動，步調一致且均勻卸力。

卸載過程應緩慢進行，不可一次到位，保證各組支撐體系都處于受力狀態。

3.4.5 油漆涂裝

在鋼梁安裝完成之后，需要在現場對大橋的外表面進行第二道面漆涂裝。為了實現這個目標，可以利用現有的施工平臺、腳手架和起吊設備等設施來進行登高施工。

當整座橋梁建成之后，在處理完所有焊縫之后，需要對整座橋梁的外表面進行相應凈化處理。這個過程旨在去除工件表面的有害鹽分、油污和其他污物。只有在確保表面處理達到合格標準之后，才能進行整體噴涂最后一道面漆。這樣做的目的是保證面漆能夠具有良好的結合力和外觀美觀。

施工可根據現場情況選擇適當時機、使用恰當工具配合并做好相應防護及環保措施，在保證施工質量及安全的同時將環境影響降到最小。面漆涂裝時必須在天氣較好的條件下進行，以保證面漆涂層質量。

4 施工質量安全保證措施

建立質量和安全保證體系。施工單位配備專職安全管理人員，監理單位專業監理工程師具備一定的安全管理能力，建設單位和質量安全監督機構不定期巡查，織密質量安全防護網，從而杜絕安全質量事故。按照設計文件和現行的施工規范控制，加強安裝過程焊接工藝的檢測。要求參加施工的作業人員上崗前必須接受崗前業務培訓和安全交底，現場施工應依據批準的方案對進入密閉、有限空間作業的人員進行安全教育培訓和安全技術交底，針對該項目的特點及實際情況明確作業任務、作業程序、作業分工、作業中可能存在的危險因素及應采取的防護措施等。

5 制定有效的應急處置措施

5.1 指導思想

應急預案以新時代中國特色社會主義思想為指導，堅持“以人為本，預防為主”，著重關愛生命，制定有序、快速的應急反應機制，使事故后果和影響得到最大限度的控制，為項目部提供穩定生產經營的保障。施工中，如果有事故和險情發生，應當迅速、快捷地完成應急體系的啟動，保證人身安全和財產損失降至最低。

5.2 危險源辨識及應急措施

危險源辨識中，應該全面考慮三種時態（過去、現在、將來）、三種狀態（正常、異常、緊急）以及六種類型（物理性、化學性、生物性、心理性、行為性和其他危險因素）。通過對施工生產全過程進行危險因素辨識和評價，可以確認存在的重大風險因素。

為了貫徹“安全第一，預防為主”的方針，并確保施工人員的人身安全，在該項目的施工作業過程中，需要進行危險源辨識和風險評價，并制定相應的監控措施。這些措施將經過各個職能部門和班組的審核和落實，以確保危險源得到及時識別，并得到有效監控。

根據該工程周邊作業環境及施工特點，該工程施工過程中存在危險源有高空作業、交叉作業、施工用電、起重作業以及電焊、氣割與丙烷、氧氣瓶存放。根據現有的危險源制定對應的應急措施。

5.3 組織應急演練

施工單位編制應急演練預案報告，成立領導小組，配備救援物質，實施演練，并對演練總結評審及改進。

6 結語

該文主要對現有公路跨線鋼箱梁橋梁的吊裝架設做了具體介紹，通過研究鋼箱梁的架設準備工作、架設順序、吊裝定位及卸載等工藝，體現了鋼箱梁在高等級公路橋梁跨線橋中的重大作用。