城市匝道橋曲線段鋼箱梁制作與安裝

高 艷 芳

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

鋼箱梁制作、運(yùn)輸、吊裝是本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)，匝道線性較為復(fù)雜，緩和曲線連續(xù)變化，施工測(cè)量放樣反復(fù)校核，平行施工作業(yè)多，施工工藝復(fù)雜，合理組織施工是本工程的重點(diǎn)。

1 工程概況

本工程為市政快速路匝道橋，蒙山大街與濱河西路互通立交工程分為兩個(gè)匝道，均為單向雙車道匝道，匝道寬9.5 m，橋面凈寬8.5 m，匝道1橋梁全長(zhǎng)365 m，第四聯(lián)采用26 m+33 m+26 m等截面連續(xù)鋼箱梁。匝道2橋梁全長(zhǎng)473.5 m，第四聯(lián)采用26 m+32 m+26 m等截面連續(xù)鋼箱梁。濱河西路為城市準(zhǔn)快速路，是城市南北交通的主干路，道路單幅寬度11 m，雙向六車道，濱河?xùn)|路兩幅道路中央為3 m寬綠化分隔帶。匝道橋縱坡最大3.95%，橫坡均為坡向曲線內(nèi)側(cè)2%，曲線半徑最小為50 m。

2 鋼箱梁吊裝環(huán)境特點(diǎn)

1)在橋梁施工范圍內(nèi)，西側(cè)紅線范圍內(nèi)有村民宅基地、平房、種植物菜地等大量簡(jiǎn)易或永久性建筑未拆遷或征地，且在古寨村口與既有進(jìn)村道路平交。東側(cè)施工范圍處于綠化帶及部分堤壩、岸灘地帶，綠化地帶雜填土、腐殖土、大石塊等需清理。

2)受濱河西路影響，鋼箱梁匝道橋部分節(jié)段不能在橋墩附近組焊后吊裝，所以根據(jù)吊裝能力和場(chǎng)地條件在鋼箱梁工廠分段預(yù)制，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)吊裝起在臨時(shí)支墩上進(jìn)行組焊。

3)匝道2鋼箱梁除上跨濱河西路外，還上跨匝道1，場(chǎng)地狹小就位高度較高約9 m，吊裝困難?，F(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地位于快速路旁，構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)比較麻煩，鋼箱梁箱內(nèi)作業(yè)高度有限(1.5 m)，且空間相對(duì)封閉，構(gòu)件安裝和焊接不適人員操作高度，施工難度大。

4)鋼匝道橋跨濱河西路上方，跨路鋼梁安裝對(duì)交通影響大，施工風(fēng)險(xiǎn)大，交通組織要求高，吊裝時(shí)吊車需占用濱河西路南北雙向車道，需交警配合進(jìn)行交通管制。

3 鋼箱梁制作

3.1 鋼箱梁分段設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、運(yùn)輸路線、現(xiàn)場(chǎng)安裝場(chǎng)地、交通疏解要求，進(jìn)行節(jié)段劃分(見圖1，圖2)。

1)匝道鋼梁。

匝道橋的截面為單箱雙室，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為蓋板(頂、底板)包腹板。在腹板兩側(cè)設(shè)有懸臂撐板，箱型橋面的頂板、底板均設(shè)有通長(zhǎng)縱向加勁肋，橫隔板在箱室內(nèi)按1.8 m間距均布，在橋墩位置處加密。

2)箱體底面的橫向坡度和匝道縱向(線路長(zhǎng)度方向)均有變坡設(shè)置。

3.2 鋼箱梁制作工藝

鋼箱梁制作工藝見圖3。

4 鋼箱梁運(yùn)輸

鋼箱梁各塊段在工廠加工完成，焊縫經(jīng)100%檢測(cè)合格并涂裝完成后，運(yùn)至施工場(chǎng)地，運(yùn)輸過(guò)程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)是鋼箱梁重心不穩(wěn)、固定不牢造成脫落或車輛傾覆。

4.1 運(yùn)輸線路

鋼箱梁制造廠→大昌南路→汾東大街→太太路→化章街→塢城南路→正陽(yáng)西街→汾東南路→唐城公路→小店汾河橋→濱河西路→鋼箱梁安裝現(xiàn)場(chǎng)(全長(zhǎng)12 km)。

4.2 運(yùn)輸安全措施

1)裝車過(guò)程中，鋼構(gòu)件落地點(diǎn)擺好墊木，使產(chǎn)品落位平穩(wěn)(在梁段兩端頭隔板處加墊枕木，中間隔板處應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加設(shè)枕木)，防止梁段的下?lián)?，為防止運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件位移，并在構(gòu)件四周適當(dāng)位置加固定樁。

2)用鋼絲繩將構(gòu)件與車輛兩側(cè)的地耳拉緊固定。

3)鋼箱梁裝車?yán)υ?/p>

運(yùn)輸構(gòu)件裝車的固定采用鋼絲繩與手動(dòng)葫蘆進(jìn)行捆扎。利用車輛平臺(tái)上的捆扎扣點(diǎn)鉤系鎖鋼絲繩，將鋼絲繩從運(yùn)輸構(gòu)件橫向進(jìn)行捆扎，每個(gè)構(gòu)件橫向捆扎三道，用5 t手動(dòng)葫蘆進(jìn)行捆扎緊固。

4.3 鋼箱梁臨時(shí)存放

鋼箱梁根據(jù)出廠前編號(hào)分類堆放，以免混亂，鋼箱梁堆放的底部必須墊高，支承穩(wěn)固，通風(fēng)良好，不得吊錯(cuò)鋼梁的正反面，防止出現(xiàn)變形。移動(dòng)時(shí)的吊點(diǎn)位置應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定。

4.4 運(yùn)輸過(guò)程控制措施

1)作業(yè)前檢查(油、水、電、緊固、潤(rùn)滑、方向、制動(dòng)等)，道路基礎(chǔ)狀況的檢查等。

2)運(yùn)梁平板車應(yīng)安裝專用支架，裝梁時(shí)檢查確認(rèn)各支點(diǎn)對(duì)位準(zhǔn)確，梁體重心在運(yùn)梁平板車的縱向中心線上，并使用倒鏈葫蘆固定牢固。

3)運(yùn)梁平板車應(yīng)在專用運(yùn)輸通道中間行駛，保持勻速，嚴(yán)禁突然加速或急剎車，曲線、坡道地段應(yīng)嚴(yán)格控制速度。運(yùn)輸過(guò)程中，必須有專人指揮并護(hù)送，如有發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)采取相應(yīng)的措施。

4)大雨、大風(fēng)等惡劣條件下，不得進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。

5 鋼箱梁吊裝

5.1 施工準(zhǔn)備

1)根據(jù)批準(zhǔn)的交通疏解方案，設(shè)置圍擋、布置道路交通警示標(biāo)牌等。

2)施工支架基礎(chǔ)，安裝臨時(shí)支墩，并在吊裝前進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保高程、里程及支墩狀態(tài)滿足吊裝要求。

3)鋼梁就位前應(yīng)清理支座墊石，其標(biāo)高及平面位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

4)起重機(jī)定位，根據(jù)吊裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和分段吊裝定位要求，確定起重機(jī)站位位置，并做好標(biāo)記。鋼箱梁的起吊安裝，為確保安全施工，將陸地地面平整并夯實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的地下管道、線纜應(yīng)提前標(biāo)明。現(xiàn)場(chǎng)組裝場(chǎng)地、構(gòu)件運(yùn)輸?shù)缆贰⒌踯囌拒囄恢?、臨時(shí)支架搭設(shè)位置要提前進(jìn)行整平碾壓，并測(cè)試地面承載力，當(dāng)?shù)鼗休d力不滿足要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基換填處理。

5)臨時(shí)支架以及支架地基必須符合要求，在吊裝前，先進(jìn)行臨時(shí)支架的就位。

5.2 鋼梁吊裝總體施工流程

鋼梁吊裝總體施工流程見圖4。

5.3 鋼箱梁吊裝機(jī)具選擇

根據(jù)鋼梁的重量以及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件，經(jīng)吊重分析，選用QAY500型汽車吊作為鋼箱梁分段吊裝的起重設(shè)備。選用25 t汽車吊作為輔助吊機(jī)，主要用于設(shè)備吊裝、支架安裝，該吊機(jī)不需要配重且占地面積較小，方便現(xiàn)場(chǎng)移位。

5.4 臨時(shí)支架的設(shè)計(jì)

支架采用鋼管格構(gòu)柱，鋼管柱主要為φ377×9 mm，立柱連接系為[16槽鋼和200角鋼。

臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)采用φ273×8 mm短鋼管與50 t液壓千斤頂進(jìn)行，主要用于鋼箱梁標(biāo)高調(diào)節(jié)和安裝結(jié)束后整體卸載，調(diào)節(jié)段高度為300 mm～400 mm。

5.5 鋼箱梁安裝順序

結(jié)合實(shí)際地形、節(jié)段重量、交通疏解方式，考慮每個(gè)節(jié)段吊裝吊機(jī)站位，以每段鋼梁吊裝吊機(jī)站位為例進(jìn)行介紹。

2號(hào)匝道橋吊裝時(shí)第1階段：2號(hào)-1和2號(hào)-2節(jié)段為非垮路鋼箱梁，吊機(jī)側(cè)面起吊，先吊裝2號(hào)-1隨后吊裝2號(hào)-2。第2階段：2號(hào)-3與2號(hào)-4為道路封閉狀態(tài)下吊裝，吊機(jī)側(cè)面起吊，先吊裝2號(hào)-3隨后吊裝2號(hào)-4。最后吊裝2號(hào)-5。

1號(hào)匝道橋吊裝時(shí)第1階段：1號(hào)-1和1號(hào)-2節(jié)段為非垮路鋼箱梁，吊機(jī)側(cè)面起吊，先吊裝1號(hào)-1隨后吊裝1號(hào)-2。第2階段：1號(hào)-3與1號(hào)-4為道路封閉狀態(tài)下吊裝，吊機(jī)側(cè)面起吊，先吊裝1號(hào)-3隨后吊裝1號(hào)-4。最后吊裝1號(hào)-5。

5.6 鋼箱梁吊裝方法

1)調(diào)節(jié)分配梁上部臨時(shí)支撐的高度，使其接近但不超過(guò)理論標(biāo)高。

2)將鋼箱梁吊裝上支架，緩慢落在臨時(shí)支撐上，通過(guò)千斤頂調(diào)節(jié)箱梁的標(biāo)高。

3)腹板與分配梁上搭設(shè)導(dǎo)鏈葫蘆調(diào)節(jié)鋼梁的橫向位置。

4)調(diào)節(jié)到滿足設(shè)計(jì)要求后，通過(guò)臨時(shí)支撐及臨時(shí)斜撐將鋼梁在支架上固定。

5)吊裝相鄰箱梁，并通過(guò)同樣的方法調(diào)節(jié)箱梁的位置。

6)按順序吊裝后續(xù)節(jié)段，節(jié)段間安裝臨時(shí)匹配件。

5.7 鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)焊接

1)現(xiàn)場(chǎng)焊接方法。

頂板及底板上的縱縫及頂板上的對(duì)接橫縫采用自動(dòng)埋弧焊接，立焊縫、仰焊縫、底板上的對(duì)接橫縫及其他不適宜采用自動(dòng)埋弧焊接的焊縫采用直流電弧焊接。挑臂與鋼箱梁間縱向拼接焊縫采用CO2氣保焊打底、埋弧焊填充蓋面，在氣保焊打底焊接時(shí)采用從中間往兩邊分段退焊法控制焊接變形，每一分段控制在500 mm左右，埋弧焊遵循從起弧端向熄弧端焊接的順序。先焊接左邊，后焊接右邊。

節(jié)段之間的一周環(huán)向?qū)雍缚p，頂?shù)装鍖?duì)接采用CO2氣保焊打底、埋弧焊填充蓋面，腹板采用CO2氣保焊焊接。

2)現(xiàn)場(chǎng)焊接順序。

先焊接節(jié)段之間一周環(huán)向?qū)雍缚p，后焊接挑臂縱向?qū)雍缚p及挑臂間環(huán)向?qū)雍缚p。

3)焊接保護(hù)。

設(shè)置防雨防風(fēng)封閉作業(yè)棚、焊前坡口及周圍清理污渣、焊前焊口部位預(yù)熱、焊后保溫等措施保護(hù)焊接。焊后焊縫表面自檢和后熱：焊接后采用氧炔中性焰沿焊縫中上下各100 mm范圍均勻加熱至150 ℃，并在此溫度保持60 s后立即封閉作業(yè)棚，防止冷風(fēng)吹拂焊接縫。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通道路擁堵現(xiàn)象不斷升級(jí)，城市快速路雨后春筍。可是城市道路建設(shè)面臨拆遷困難，地下管線以及基礎(chǔ)設(shè)施的障礙，鋼結(jié)構(gòu)橋梁得到了越來(lái)越廣泛運(yùn)用，采用大跨度鋼箱梁既解決了拆遷難，又不影響交通中斷。但是，鋼箱梁的分段制作以及臨時(shí)吊裝成為本工程的關(guān)鍵點(diǎn)，文章結(jié)合蒙山大街與濱河西路互通立交工程吊裝成功實(shí)例，為上跨快速路鋼箱梁吊裝施工提供參考。

[1] JTB 81—2002,建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝規(guī)程[S].

[2] GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JTG/TF 50—2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB/T 12470—2003,埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑[S].

[5] GB 50205—2012,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].