鋼箱梁上跨既有高速公路安裝技術(shù)要點(diǎn)分析

作者簡(jiǎn)介：

何 平（1990—），工程師，主要從事橋梁道路工程工作。

摘要：文章主要以南寧沙井至吳圩高速公路鋼箱梁上跨南友高速公路為實(shí)例，分析了鋼箱梁分節(jié)段安裝的技術(shù)要點(diǎn)。該技術(shù)可達(dá)到快速施工、快速撤離的目的，保證施工質(zhì)量并降低涉路施工安全風(fēng)險(xiǎn)，滿足公路行業(yè)可發(fā)展需求，可供類(lèi)似工程參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁；上跨；安裝；技術(shù)要點(diǎn)

U448.21+3 A 50 159 3

0 引言

我國(guó)高速公路交匯貫通，形成日漸完善的交通路網(wǎng)，但不可避免出現(xiàn)新建高速公路跨越既有通車(chē)高速公路的情況。鋼箱梁因具有自重較輕，跨越能力大，預(yù)制及安裝速度快等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于跨越既有道路工程，但如何在不影響既有高速公路通行的情況下實(shí)現(xiàn)上跨鋼箱梁快速安裝，是今后涉路施工研究和發(fā)展的方向。

1 工程概況

本文依托南寧沙井至吳圩高速公路開(kāi)展鋼箱梁上跨既有高速公路安裝技術(shù)研究與應(yīng)用。吳圩西互通是該路與已通車(chē)的南友高速公路、吳大高速公路相互聯(lián)系的樞紐互通，新建L、H、G、J四條匝道，其中H匝道橋長(zhǎng)288.69 m，第三聯(lián)通過(guò)鋼箱梁上跨已通車(chē)的南友高速公路。該鋼箱梁長(zhǎng)91.685 m，頂板寬10.5 m，重491 t，采用整體式單箱雙室結(jié)構(gòu)。如圖1所示。

2 方案比選

在項(xiàng)目前期，綜合比選了架橋機(jī)逐跨安裝、頂推、臨時(shí)墩分段吊裝等方案，從材料用量、設(shè)備需求、施工作業(yè)量、交通干擾、施工工期、工程費(fèi)用等進(jìn)行分析，各方案特點(diǎn)如表1所示。

結(jié)合實(shí)際情況并經(jīng)過(guò)充分論證，確定采用臨時(shí)墩分段吊裝的施工方案。

2.1 運(yùn)輸存放的便捷性

鋼箱梁在場(chǎng)內(nèi)預(yù)制并運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，通過(guò)橫向分塊，縱向分節(jié)的方式進(jìn)行預(yù)制，使其重量和體積縮小，具有良好的運(yùn)輸性和存放性，滿足普通掛車(chē)高速運(yùn)輸?shù)臈l件。

2.2 分節(jié)段安裝的安全性

鋼箱梁分成若干節(jié)段后，節(jié)段重量及體積變小，吊車(chē)起吊重量減少。同時(shí)，鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)采用臨時(shí)支墩進(jìn)行分節(jié)段安裝，起吊拼裝快捷，調(diào)整及焊接容易，質(zhì)量有保障，安全性較高［1］。

3 鋼箱梁節(jié)段劃分

吳圩西互通H匝道第三聯(lián)鋼箱梁分為兩跨，依次上跨南友高速公路上、下行線。涉路交通組織總體思路為封閉半幅車(chē)道，通過(guò)臨近中央活動(dòng)護(hù)欄將車(chē)輛改至另外半幅車(chē)道，在這半幅車(chē)道雙向通行。結(jié)合實(shí)際情況，H匝道橋先吊裝下行線，即先封閉下行線并優(yōu)先安裝該跨鋼箱梁，安裝完成后，改為封閉上行線并安裝該跨鋼箱梁，至此H匝道鋼箱梁安裝完成。根據(jù)涉路交通組織方案，將H匝道鋼箱梁節(jié)段劃分為節(jié)段JD01～JD06共6段，各節(jié)段情況如表2所示。

4 鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)安裝關(guān)鍵技術(shù)

4.1 施工工藝流程（圖2）

4.2 臨時(shí)墩安裝

4.2.1鋼管臨時(shí)支墩結(jié)構(gòu)形式（圖3）

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，本工程現(xiàn)場(chǎng)安裝鋼箱梁采用的臨時(shí)支墩由377 mm×8 mm的鋼管通過(guò)槽鋼［14連接而成，為格構(gòu)柱形式。頂部采用雙拼Ⅰ32a工字鋼與鋼管焊接，并在頂部設(shè)置若干200 mm×8 mm的調(diào)平鋼管，同時(shí)根據(jù)施工需要配備6套50 t千斤頂，可對(duì)鋼箱梁高度進(jìn)行調(diào)整。

4.2.2 臨時(shí)支撐體系安裝施工

臨時(shí)支撐安裝前，對(duì)實(shí)地進(jìn)行處理和驗(yàn)收，要求地基承載力≥250 kPa。根據(jù)鋼箱梁劃分節(jié)段情況測(cè)量放樣基礎(chǔ)位置，南友高速公路路面范圍外的基礎(chǔ)采用截面尺寸為80 cm×50 cm的混凝土條形基礎(chǔ)，硬化時(shí)應(yīng)注意在臨時(shí)支墩位置加設(shè)預(yù)埋鋼板，再將臨時(shí)支墩鋼管與預(yù)埋鋼板焊接，并保證其穩(wěn)定性；位于南友高速公路路面上的鋼管支架采用鋼板封口后，直接落在南友高速公路路面上，以便鋼箱梁安裝后快速拆除支架，恢復(fù)交通。根據(jù)鋼箱梁劃分節(jié)段、橋梁的中心線、支墩軸線等情況，使用全站儀確定臨時(shí)支撐的橫縱坐標(biāo)及標(biāo)高。

4.2.3 鋼箱梁節(jié)段運(yùn)輸

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇公路運(yùn)輸方式，箱梁構(gòu)件涂層干燥后進(jìn)行裝車(chē)，并保證各桿件不變形、不損壞、不散失。連接板、嵌補(bǔ)段等較小件采用裝箱發(fā)運(yùn)，包裝時(shí)在箱底部碼放木條，將構(gòu)件與箱體隔開(kāi)，箱內(nèi)其余空間用草簾填充。箱梁與裝載車(chē)輛平板之間鋪設(shè)墊木以防止發(fā)生摩擦，運(yùn)輸途中使用鋼絲繩和手動(dòng)葫蘆將構(gòu)件和車(chē)輛平板（大梁）之間進(jìn)行牢固鎖定，以確保箱梁運(yùn)輸過(guò)程中的安全穩(wěn)定性。

4.2.4 鋼箱梁起吊及安裝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用原位吊裝的方法，即鋼箱梁節(jié)段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后直接起吊至已搭設(shè)好的臨時(shí)支架上，調(diào)整至設(shè)計(jì)線形后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接［2］。

鋼箱梁頂設(shè)起吊點(diǎn)，待鋼箱梁梁體初步對(duì)位，落梁至臨時(shí)支架上，測(cè)量鋼箱位置偏差，通過(guò)調(diào)節(jié)柱精確調(diào)整位置及標(biāo)高，梁段及梁段間采取臨時(shí)固定措施，此時(shí)鋼梁不與支座連接。結(jié)合南友高速公路通車(chē)涉路施工組織方案，封閉半幅車(chē)道并安裝鋼箱梁，另外半幅車(chē)道車(chē)輛雙向通行，鋼箱梁安裝完成且檢測(cè)合格后拆除道路上臨時(shí)支墩并開(kāi)放交通。吳圩西互通H匝道橋第三聯(lián)鋼梁順橋向共分6段，橫橋向分為3段（翼緣板+主箱室、橫聯(lián)、主箱室+翼緣板），最大節(jié)段為JD5的主箱室，重量為48.1 t，長(zhǎng)18.4 m，寬4.23 m。總體架設(shè)順序?yàn)椋合葯M向架設(shè)2個(gè)主箱室梁、橫聯(lián)及翼緣板，再縱向往前架設(shè)。橫橋向架設(shè)順序?yàn)椋合劝惭b一個(gè)主箱室和翼緣板，再安裝橫聯(lián)，其次安裝另一個(gè)主箱室及翼緣板。縱橋向架設(shè)順序由8#墩向6#墩架設(shè)，節(jié)段順序?yàn)镴D6→JD5→JD4→（拆除下行線上的支墩，更換封閉上行線車(chē)道）→JD3→JD2→JD1。如圖4所示。

5 質(zhì)量控制措施

（1）鋼箱梁節(jié)段定位結(jié)束后進(jìn)行臨時(shí)固定，由鉚工對(duì)連接焊縫坡口進(jìn)行處理并達(dá)到相應(yīng)的坡口形式，再進(jìn)行打磨處理，要求表面無(wú)油跡、銹斑等雜質(zhì)，呈現(xiàn)金屬光澤。

（2）按焊接工藝規(guī)程中選擇WPS，焊縫兩端配置引弧板、引出板，其材質(zhì)和坡口形式與被焊母材相同，禁止使用其他材質(zhì)的材料充當(dāng)引弧板和引出板。

（3）焊接結(jié)束24 h后進(jìn)行無(wú)損探傷檢驗(yàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼箱梁的應(yīng)用有效解決了新建道路上跨既有通車(chē)道路的問(wèn)題，在完善各項(xiàng)涉路施工審批手續(xù)后，鋼箱梁分節(jié)段現(xiàn)場(chǎng)安裝方法，工期短、工效高、質(zhì)量可控，有效減少了施工對(duì)既有高速公路運(yùn)營(yíng)的干擾且安全風(fēng)險(xiǎn)較低，為類(lèi)似工程施工提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

［1］張銀華.某橋梁鋼箱梁的安裝施工研究［J］.交通建設(shè)與管理，2022（3）：108-109.

［2］董云飛.大跨度鋼箱梁跨既有高速公路吊裝技術(shù)［J］.建筑機(jī)械，2022（5）：107-109.

收稿日期：2022-10-09