城市大跨度钢箱梁的精控法制作安装施工研究

薛永成

摘 要：我国城市化发展迅速，对道路交通的需求不断增加，交通压力的加大也促使交通运输事业快速发展。城市道路系统中，高架道路是城市交通的组成部分，在城市快速路或者主干道交通中发挥着重要的作用。高架道路主梁的首选形式是钢箱梁结构，具有整体性好、箱形截面抗扭刚度大的特点。但在城市道路建设中钢箱梁的吊装是重点也是施工难题，通常要采取整体吊装和分段精控吊装方法，顺利完成施工。

关键词：大跨度；钢箱梁；精控法；安装施工

中图分类号：U445 文献标志码：A

我国钢铁工业和钢结构技术发展迅速，市政桥梁主梁的主要形式就是钢结构，钢箱梁结构得到广泛的应用。受交通压力的影响以及桥梁工艺的发展，钢箱梁的跨径不断增加，出现明显的大跨度趋势。城市环境复杂，市政钢箱梁施工的环境具有大跨度、功能多样性等特点，在安装施工中存在许多技术难题，需要寻找科学的解决方法完成施工。本文以正阳大道市政工程为例，介绍大跨度钢箱梁精控法的制作和安装施工。

1 工程概况

正阳大道市政工程（一）标段全长750m（起点桩号为K0+000，终点桩号为K0+750），采用主辅路分开布置的形式，主线采用高架桥形式，辅道采用地面道路形式。主线高架桥总共七联，其中第四联采用钢箱梁，其余为预应力砼连续箱梁。主线桥梁起点接正阳大桥渭河北岸滨河立交桥梁终点，沿线跨越兰池二路、汉唐一路；其中主干道第四联与兰池二路形成平面交叉。为三跨钢箱梁（35m+50m+35m），梁高2.2m，双幅布设，土建钻孔灌注桩、承台基础，四柱式门式墩。

2 大跨度钢箱梁制作和安装施工流程

2.1 钢箱梁的整体制作及分段分块方案

其中零部件单元制造流程如图1所示。根据设计的总体方案和图纸，进行制作与安装。编制钢结构制作的细则文件，保证制作质量。要详细绘制各种零部件的加工图纸，经过监理单位、设计单位和建设单位批准后再开始具体操作。

由于高架梁的钢箱梁均处于顶底板平行，横坡由箱梁整体旋转形成。在块单元的制造中，划出纵横基准线的位置，然后据此划出隔板组装、加劲肋、腹板的位置线。本工程钢箱梁对接焊缝质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（J0KNG/0KNF50—2011）规定的一、二级焊缝质量标准，进行射线探伤和超声波探伤。箱梁内部的相对湿度要求不小于50%。直接暴露于大气的钢箱梁外表面涂装耐久性不小于25年。

2.2 钢箱梁安装

钢结构为分段分块工厂制作完成，现场支架法安装，吊装机械采用100t履带吊，安装顺序为纵桥向由10#墩向13#墩安装，横桥向自跨中向两侧安装。根据实地踏勘情况，为吊装方便及安全，采用一台履带吊车完成吊装施工，梁段吊装作业半径8m～10m，考虑到吊机碰壁情况查找相关吊车参数可选100t 履带吊车进行吊装工作。临时支架结构设计成钢管立柱格构式支架，在支架顶部长度方向上设置横撑（工字钢），各支架具体位置高度将在施工时，由测量人员复测并绘图，现场交底，确保支架位置准确。在工厂完成钢箱梁的制造，运输到施工现场，起吊到临时支墩上，直到设计标高。钢箱梁架设的工艺流程图：勘查现场→测量放样→钢管柱安装→钢箱梁逐跨吊装→逐跨焊接→钢箱梁工地涂装→支架拆卸。在钢箱梁的施工中，大部分都选择在厂家分段加工，然后运输到施工现场进行安装。本次施工条件沒有水运条件，工程需要采用陆路运输。总体的施工方案是首先在厂制造，然后分段运输，最后在施工现场组装。将厂间制造和工地组装相结合。厂间组装前首先搭建胎架，根据设计图纸构建胎架坐标尺寸。结合桥位架设、设备、运输条件、施工图等，分成11个箱段。

3 大跨度钢箱梁精控法施工要点

3.1 制作控制技术

明确钢箱梁预拱度，钢箱梁的预拱度与行车载荷产生的挠度、钢箱梁自重产生的挠度、焊接变形产生的挠度有关。预制钢箱梁的预拱度，参数值以3个指标的组合值为主。计算简支梁在最大的跨度值时，设置分配依据抛物线，钢箱梁预拱度=钢箱梁自重产生挠度+车辆活载荷产生向下挠度+焊接产生的向上挠度。

控制胎架的精度，依据计算的预拱度，按照抛物线方程分配法进行起拱。钢箱梁底板尺寸和曲线决定正装法胎架，纵横梁结构采用型钢，纵横梁间距不大于2m，保证需要的刚度。具体计算胎架的强度，严格按照预拱曲线，进行检验检测，复核误差，才能使用。

3.2 装配精度控制

底板装配要注意检查底板和胎架支撑点的贴合度，要高于95%。为保证装配质量，要严格控制焊接质量，防止结构变形，尤其是焊缝的焊接质量，抽取10%焊接缝进行射线探伤，超声波检测所有的焊缝。腹板的安装要注意垂直度的偏差，用直角尺和铅垂线检验，保证偏差在2°以内。

3.3 吊装精度控制

吊装前要检查墩台支座，确保质量安全和满足规范设计要求。组织设备人员、工程技术人员等进行现场检查验收，参与技术和安全交底工作。根据现场的施工条件，提前规划好运输的路线、吊装的顺序等。在吊装区域要做好警示牌，严禁车辆和人员通行。临时支架结构设计成钢管立柱格构式支架，在支架顶部长度方向上设置横撑（工字钢），各支架具体位置高度将在施工时，由测量人员复测并绘图，现场交底，确保支架位置准确。施工现场进行修补时，要在组装中或组装后进行。修补的构件要求没有任何粉尘、油污等，保持干净。注重修补和涂层的衔接。对于焊接的部位通常在72h内及时修补。现场修补要做好记录和监控。最后进行面漆涂装施工，做好施工准备和安全检查，修复缺陷并进行合理的养护以后，清理油污粉尘等，合格以后进行面漆施工，注意严格按照工艺进行，保证涂装的质量和外观的效果，并做好防护工作。

总之，大跨度钢箱梁要应用精控法制作安装施工，保证工程的质量，根据施工条件进行设计，严格控制预拱度，加强施工精度的控制，发挥大跨度吊装钢箱梁技术的优势。

参考文献

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2019-07-02