地鐵工程鋼混組合簡支雙線高架箱梁施工技術研究

摘要：簡述了某地鐵項目及其高架區段工程概況，提出了高架區段施工重點和難點，從鋼箱梁預制和拼裝焊接、鋼箱梁裝運及吊裝、鋼箱梁梁體曲線精調及落梁、鋼箱梁整體焊接、鋼箱梁支座灌漿、鋼箱梁支座灌漿以及現澆鋼筋混凝土橋面板施工等方面，闡述鋼混組合簡支雙線高架箱梁橋施工技術，在不影響橋梁周邊交通正常運行的基礎上，保證了鋼混組合簡支雙線高架箱梁橋施工質量和施工安全，縮短了施工周期，提升了該工程的社會和經濟效益。

關鍵詞：地鐵工程；鋼混組合簡支梁；拼裝焊接；支座灌漿；橋面板施工

0" "引言

在地鐵工程鋼混組合簡支雙線高架箱梁施工過程中，由于受原有周邊施工環境所限，常需要在保證原有道路、河道正常運行的前提下完成，加上周邊水文、建筑結構復雜，提升了整體施工難度[1]。本文根據該鋼混組合簡支雙線高架箱梁工程實際，認真研究并合理選用施工技術，以確保梁體拼裝施工安全，控制鋼箱梁起拱、線性曲線等關鍵部位的施工質量，降低對既有交通的影響，縮減施工周期，保證工程順利實施。

1" "地鐵項目概況

某地鐵工程二期項目整體線路施工里程為4.1km，其中地下區段長度為1637m，過渡區段長度為313m，高架區段長度為2150m。該地鐵項目高架區段多次跨經交通干道、河渠，周圍環境復雜，施工難度大。針對該高架區段實際需求和施工條件，設計了6孔鋼混組合簡支雙線高架箱梁，并采用分段吊裝與整體吊裝相結合的方法實施吊裝施工。

鋼混組合簡支雙線高架箱梁由鋼箱梁和鋼筋混凝土橋面板組成。鋼箱梁為直線、預拱度設計，主體選用Q345qD低合金高強度橋梁專用型鋼，附屬部位及臨時部位選用Q235C型鋼。鋼箱梁主梁為倒π形橫截面，主梁通過橫梁相連，主梁內設有橫隔板和不同方向、型號的加勁肋，鋼箱梁涉及的底板、翼緣板、腹板之間的縱縫選擇全熔透角焊接工藝。

鋼筋混凝土橋面板的設計厚度為27cm，橋面板與鋼箱梁翼緣板搭接位置設計厚為35cm，懸臂設計厚為22cm，橋面板采用C45混凝土澆筑，整體橋面線形角度通過橋面板調節，一次定型澆筑。后澆帶和濕接縫位置采用C50收縮補償纖維混凝土。利用翼緣板上端的ML15型剪力釘來實現鋼箱梁與混凝土橋面的整體連接。

2" "高架區段施工重點和難點

2.1" "鋼箱梁運輸吊裝難度大

鋼箱梁在預制廠完成制作，由于鋼箱梁預制段的質量大、跨度大，且受到施工場地限制，給鋼箱梁的裝運及吊裝帶來很大困難。因此，需預先規劃設計好施工場地功能，選取與鋼箱梁匹配的吊裝機械和吊具，合理設計吊點位置。同時選擇專業吊裝人員，由信號工協同指揮。吊裝過程中應控制梁體同步移動、緩慢吊放，保證支墊的穩定性，梁體邊緣位置應經測量校正，最后實施就位加固。

2.2" "鋼箱梁吊裝施工需占主干道

鋼箱梁梁體施工區域跨越主干道，部分鋼箱梁梁體需使用整體吊裝方式完成吊裝作業。梁體吊裝施工需臨時占用主干道，而主干道交通流量大，易對車輛通行造成影響。因此，施工前需與相關部門做好協調工作，設置充足的警示標志，并由專人實施交通指揮疏導。吊裝施工應盡量選擇夜間等交通非高峰時段實施，并做好完備的安全施工預案。

2.3" "對臨時支墩搭設質量要求高

鋼箱梁臨時支墩具有承重需求，因此搭設應滿足對應設計等級。應嚴格按照項目計算書布置鋼管柱臨時支墩，嚴格控制鋼管立柱的垂直度、橫撐和立桿的水平及豎直距離。預壓夯實處理臨時支墩下方土基，在支墩上端安裝操作臺和支撐架，精準測算支撐架軸線及標高。應對臨時支墩做防護處理，并達到對應安全等級要求。

3" "鋼混組合簡支雙線高架箱梁施工關鍵技術

3.1" "鋼箱梁預制和拼裝焊接

3.1.1" "制作及安裝胎具

按照鋼箱梁整體結構特征，通過胎架正向制備工藝完成制備，采用分段方式裝運吊裝，所建成的胎架為正向胎架。針對鋼箱梁預拱度值進行測算設計，其預拱度的設定主要通過施工段形變參數、恒載參數和運營一半時期活載參數等因素決定。施工階段形變應重點控制焊接及裝運過程的形變。

鋼箱梁制備過程應綜合考慮設計預拱度及施工預拱度兩方面，以實現裝配后的鋼箱梁預拱度值滿足設計要求。嚴格控制45m鋼箱梁最大制備預拱度在180mm以內，支點位置拱度為0，依據二次拋物線設定起拱值。胎具的制作與安裝如圖1所示。

3.1.2" "鋼箱梁梁體焊接

鋼箱梁梁體焊接過程中會產生應力，受應力作用易引起撓曲形變、水平收縮形變及豎直收縮形變等[2]。為保證鋼箱梁的結構長度、預拱度等結構參數滿足規范與設計要求，主要通過以下焊接工藝降低鋼箱梁焊接形變量：一是通過現場勘察及測算，在原計劃拱度范圍內相應增加10～25mm拱度值，在出現撓曲形變時，可通過增加的拱度抵消撓曲形變值。二是為降低焊接引起的扭曲形變及撓曲形變，待所有組裝點完成焊接固定后方可正式施焊，應按固定腹板→上翼板→固定豎直肋板的先后順序完成焊接，以有效提升腹板的剛性穩固效果，降低后續腹板產生波浪形變的概率[3]。三是利用二氧化碳氣體保護焊工藝焊接鋼箱梁豎直肋板、豎直焊縫以及豎直角焊縫層底，以提升焊接效率和質量，避免腹板波浪形變情況的發生。

3.1.3" "鋼箱梁底板拼焊

常規鋼箱梁底板拼焊施工工藝如下：先在平坦場地完成單面底板的拼焊，再翻轉底板，完成另一面焊縫的碳弧氣刨清根打磨處理，最后實施整條焊縫焊接[4]。由于本項目鋼箱梁施工占地面積大、作業量大、施工進度緊張，常規鋼箱梁底板拼焊施工工藝難以滿足工程所需。

為此，選擇胎上直拼技術實施底板拼焊施工，即在完成底板開坡口處理的基礎上，在無坡口一面粘貼陶瓷襯墊，通過單面施焊、雙面定型的方式完成拼焊施工。此拼焊施工工藝占用場地小，碳弧氣刨作業量小，可提升焊接效率，尤其適用于底板拼裝焊接量大的情況。

因為陶瓷襯墊對水汽有吸附作用，焊縫表面易生成氣孔等質量問題，焊接過程中應通過X射線、超聲波探傷等技術實時監測焊接質量。如果存在氣孔，應使用砂輪機對焊縫表面做打磨處理并進行補焊，使拼接焊縫滿足設計要求。

3.2" "鋼箱梁裝運及吊裝

3.2.1" "鋼箱梁裝運

通過分段預制工藝完成長鋼箱梁的加工，40m以下鋼箱梁分兩段加工，40m以上鋼箱梁分三段加工，分段加工后進行試拼，經檢測合格后使用運梁車運至指定施工場地。為最大限度降低對現有交通的影響，鋼箱梁的運輸選在夜間進行，利用炮車裝運長于17m的鋼箱梁，利用平板車裝運短于17m的鋼箱梁。

利用吊裝機械將經過拼裝的鋼箱梁整體吊裝到平板車、炮車上，進行二次裝運。裝運過程需安排專人實施加固情況監測，出現異常應立即停車處理。

3.2.2" "鋼箱梁分段吊裝架設施工

在鋼混組合簡支雙線高架箱梁所在跨區域位置進行吊裝施工之前，按照單孔的起拱曲線、高程、鋼箱梁中線、鋼箱梁邊線等參數架設承載鋼管柱支架[5]。利用130t級吊車將鋼箱梁分段吊裝至安裝位置，鋼箱梁分段吊裝就位后，其連接部位進行焊接固定處理。鋼箱梁分段吊裝架設施工如圖2所示。

3.2.3" "鋼箱梁整體吊裝架設施工

鑒于鋼混組合簡支雙線高架箱梁的多跨下方存在交通干道、河道干渠、灌渠等情形，采用分段搭設鋼管支架的方式對正常交通影響較大，且存在安全風險隱患，因此采用整孔吊裝架設施工技術。借助整孔吊裝施工區域比較寬敞，具備履帶起重機行走和吊裝環境，在該施工區域騰出施工場地，參照每跨的起拱曲線、高程、鋼箱梁中線、鋼箱梁邊線等參數在地面架設臨時支承架，使用130t級起重機將每段鋼箱梁吊裝到臨時支承架上拼焊成整跨，隨后使用雙250t級起重機將整垮鋼箱梁吊裝就位。

3.3" "鋼箱梁梁體曲線精調及落梁

鋼混組合簡支雙線高架箱梁吊裝至設計位置后，利用特制鋼矮凳完成頂梁位置的臨時支撐，并留出40cm的操作高度，控制支座的高度為30cm。使用全站儀輔助三維千斤頂精調梁體位置，調整至誤差允許范圍后，利用磁座鉆實施蓋梁頂端支座螺栓孔的鉆設。

完成鋼箱梁防滑擋塊和支座裝配后，準備100t級千斤頂替換原有梁底里程端頂梁位置的鋼矮凳，即在鋼箱梁梁體4處端頭設計點位安設100t級的千斤頂。應用整體落梁技術實施緩慢同步落梁作業，嚴格控制鋼箱梁4點位同步下落速度，落梁過程中實時監測橋面高程，直至鋼箱梁梁體落至規定高度后停止落梁作業。

3.4" "鋼箱梁整體焊接

在鋼箱梁預留坡口焊接縫的腹板、底板內側進行工裝板焊接，將每個工裝板的焊接間隔控制為50cm，同時在腹板、底板焊縫外側貼合陶瓷襯墊，利用二氧化碳保護焊工藝，完成一側開坡口、另外一側貼合陶瓷襯墊的單面焊接和雙面定型焊接。

鋼箱梁主梁焊接完成后，根據設計圖紙裝配連接主梁中間點位的橫梁，隨后對橫梁的連接底座板進行焊接。按照從一側到另外一側、從低點向高點的順序實施底座板焊接。每個單項焊接完成后，應及時清除焊渣。如此往復，直至鋼箱梁整體焊接完成后，切除工裝板。待焊縫定型48h后，實施無損探傷檢測。鋼箱梁整體焊接施工如圖3所示。

3.5" "鋼箱梁支座灌漿

在鋼混組合簡支雙線高架箱梁焊接施工作業完成后，需再次檢測支座水平度、垂直度、標高、錨栓孔深等參數，檢測合格后實施支座灌漿[6]。漿液選擇無收縮高強度灌裝材料，通過重力灌漿技術實施灌注，待灌裝漿液強度不低于20MPa時進行座板連接設施的拆除。

3.6" "現澆鋼筋混凝土橋面板施工

鋼混組合簡支雙線高架箱梁梁體整體吊裝焊接完工后，進行鋼箱梁橋面模板施工。鋼筋混凝土橋面模板分為外模板和內模板兩部分，外模板部分為翼緣板，架設方式是在三角托架上端鋪設厚度為5cm的模板，模板上再鋪設厚度為18mm的竹膠板；內模板部分為鋼箱梁內部的混凝土模板，主要使用厚度為4mm的鋼板拼裝焊接。內模板焊接后予以保留，不做拆除處理。

在鋼箱梁的栓接和焊接施工全部結束后，焊接橋面兩側翼板外挑模板外掛鋼管三腳架。將外掛三腳架安裝間距控制為1m，三腳架中間位置使用對拉螺栓配合雙排鋼管實現緊固連接。三腳架下側安裝可調節頂托，通過調節三腳架實現與鋼箱梁側壁的頂推緊固，并做好防護處理，以避免鋼箱梁外觀受損。鋼箱梁橋面模板完成施工后，實施橋面板鋼筋綁扎和澆筑作業。經檢驗橋面板混凝土強度高于90%設計強度后，方可拆除鋼箱梁鋼管柱支架。

4" "結束語

針對該地鐵項目高架區段鋼混組合簡支雙線高架箱梁橋工程的重點和難點，將鋼混組合簡支雙線高架箱梁施工技術與該高架區段鋼混組合簡支雙線高架箱梁相結合，建立與該地鐵項目高架區段相匹配的鋼箱梁預制加工、現場吊裝拼裝、設置三角模板托架、一次定型澆筑混凝土等技術方案，在不影響周圍現有交通的前提下，達到了提升施工質量與施工安全、縮短施工工期、提高工程整體效益的目標。

參考文獻

[1]" 劉偉鵬.鋼管柱貝雷梁現澆箱梁支架法施工工藝[J].設備管理與維修2021（14）：139-141.

[2]" 杜玉良.跨越既有鐵路鋼混結合梁吊裝技術[J].鐵路標準設計，2015（12）：62-63.

[3]" 許志常.鋼管貝雷梁組合支架法施工技術在現澆箱梁中的應用[J].四川建材，2021，47（11）：142-143+145.

[4]" 劉志.鵝公巖軌道專用橋主橋邊跨鋼箱梁施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2018（4）：3-77．

[5]" 余小勇.基于支架法施工的獨塔斜拉橋施工監控分析[J].鐵道建筑技術，2022（4）：113-117.

[6]" 張亞鋒.跨海鋼混結合梁斜拉橋邊跨施工方案研究[J].鐵道建筑技術，2020（1）：52-55，66．