淺談鋼管拱主橋橋面槽型板更換施工技術(shù)

梁鵬

（中鐵北京工程局集團第二工程有限公司 湖南省長沙市 410000）

1 工程概況

1.1 工程概述

生米大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用二孔鋼管混凝土系桿拱，全長606m，其中，兩個主跨跨徑228m，兩側(cè)邊拱跨徑均為75m。結(jié)構(gòu)采用剛性拱柔梁系桿結(jié)構(gòu)。主拱橋面以上為鋼管混凝土拱。吊桿采用工廠生產(chǎn)的擠包護層高強鋼絲墩頭錨成品吊桿，用墩頭錨分別錨于主拱肋的下綴板下及橫梁下緣，全橋共56對吊桿。橋面凈寬39m：1.5m（人行道）+2.0m（吊索區(qū)）+4×3.75m（行車道）+0.25（路緣帶）+1.5m（分隔帶）+0.25（路緣帶）+4×3.75m+2.0m（吊索區(qū)）+1.5m（人行道）。

1.2 主要病害

主要4道80型伸縮縫處預(yù)制鋼筋混凝土槽型板與濕接縫主要病害為：槽型板有梁端頭橫肋、縱肋混凝土大面積碎裂，裂縫超限。

1.3 設(shè)計方案

考慮到伸縮縫處槽型板受汽車活載沖擊力大及中承式拱橋由跨中柔性過渡到端部剛性的結(jié)構(gòu)體系，決定將主橋4道80型伸縮縫處預(yù)制鋼筋混凝土槽型板更換為鋼結(jié)構(gòu)槽型板。槽型板更換時應(yīng)注意以下問題：

（1）在拆除槽型板時，不得破壞縱向連接的槽型板和Ⅰ型橫梁，對Ⅰ型橫梁原來預(yù)埋鋼筋需要保證完好，以便更換鋼槽型板與縱向相連槽型板和Ⅰ型橫梁行成完好的固結(jié)；

（2）槽型板更換時，采取半幅封閉，半幅通車，且禁止貨車通行；

（3）拆除半幅4塊槽型板時，需分兩次進行拆除，即先拆除兩塊槽型板并安裝完成后，再拆除另外兩片槽型板并安裝完成；

（4）在整個橋面板更換期間，對全橋進行實時監(jiān)測，確保橋梁維修加固過程中橋梁及行車安全。

2 交通管制

經(jīng)過現(xiàn)場實際勘察，施工橋面部分時采用左右幅暫時封閉半幅進行，根據(jù)現(xiàn)有施工區(qū)域的影響程度，在施工左幅或右幅時采用封閉左幅或右幅車道，通行車輛采用左幅或右幅單幅雙向通行。

2.1 左幅封閉方案

封閉南昌至祥云大道方向K0+150-K4＋316處半幅路面車道（東岸橋頭至中央分隔帶30m拆除），K0+150-K4＋316處祥云大道至南昌維修加固施工，同時引導南昌通往祥云大道方向的車輛進入右半幅行駛，中間設(shè)置水泥隔離墩、水馬或安全路錐（水泥墩2m間距用鋼管連接、水馬整體連接并在灌滿水、安全路錐1.5m設(shè)置一個）。行駛距離共計3000m后轉(zhuǎn)回南昌至祥云大道方向車道正常通行。

2.2 右幅封閉方案

封閉祥云大道至南昌方向K0+150-K4+316處半幅路面車道（西岸橋頭至中央分隔帶30m拆除），K0+150-K4＋316處南昌至祥云大道維修加固施工，同時設(shè)置引導標識引導祥云大道通往南昌方向的車輛進入左半幅行駛，中間設(shè)置水泥隔離墩、水馬或安全路錐（水泥墩2m間距用鋼管連接、水馬整體連接并灌滿水、安全路錐1.5m設(shè)置一個）。行駛距離共計3000m后轉(zhuǎn)回祥云大道至南昌方向車道正常通行。

3 橋面槽型板更換施工方案及措施

本次更換先將原有橋面板逐塊拆除，拆除后同時更換原有的伸縮縫端的板式橡膠支座，重新安裝球型支座，完成后將新加工的鋼橋面板吊裝安裝就位，與原有的橫梁鋼筋焊接連接后固定。施工過程中采用單幅更換。施工時先施工中三角區(qū)拱肋的2道伸縮縫處的橋面板，然后施工兩端三角區(qū)拱肋橋面板。

3.1 既有橋面槽型板切割拆除

既有橋面槽型板切割施工順序為，先施工兩個主跨中間部分四塊橋面板，再施工主跨兩邊四塊橋面板，每處更換順序為由邊向中進行更換。鋼橋面槽型板及原混凝土橋面板運輸從兩端進行通行。

施工過程中先將原橋面板按竣工圖紙進行放樣，找出原濕接縫區(qū)域（并采用鉆孔方式對濕接縫位置進行確認），先將濕接縫處橋面板進行鑿除，再進行切割。并采用水鉆在拆除槽型板上鉆四個臨時孔作為提升孔。

3.2 新制橋面槽型板加工安裝

3.2.1 新制橋面槽型板加工

委托具有相關(guān)資質(zhì)的中鐵山橋集團公司按照設(shè)計圖紙要求進行鋼橋面槽型板加工。

3.2.2 新制橋面槽型板吊裝

鋼橋面槽型板按照設(shè)計圖紙在工廠內(nèi)進行加工，并進行編號。并在鋼橋面槽型板面上焊接4個吊耳作為槽型板吊裝。按現(xiàn)場進度需求依次采用汽車運輸至需吊裝位置，然后用一臺50t汽車吊吊裝就位。

3.2.3 鋼橋面槽型板安裝

吊裝前對鋼橋面槽型板尺寸進行復(fù)核，并采用墨線在Ⅰ型橫梁上標識處橋面板位置，在Ⅱ型、Ⅱa型橫梁上按照圖紙進行支座位置放樣，并鉆支座下錨栓孔位，鉆孔時采用鋼筋掃描儀進行掃描，防止鉆孔過程中破壞原橫梁鋼筋。

待鋼橋面槽型板邊線標識完畢及支座安裝完畢后，采用50t汽車吊將鋼橋面槽型板一次性吊裝就位，并采用人工進行微調(diào)，鋼橋面槽型板就位后按照圖紙將其與原混凝土槽型板鋼筋進行焊接，并將鋼橋面槽型板與支座固定。確保鋼橋面槽型板固定牢靠，不再發(fā)生移位。

鋼橋面槽型板頂板焊接采用陶瓷襯墊單向施焊，雙面成型，保證其全熔透，焊縫均為一級焊縫。

待單道伸縮縫處半幅橋面板安裝完畢后，進行濕接縫澆筑及伸縮縫安裝。

3.2.4 現(xiàn)場焊接要求

定位焊：定位焊焊縫的厚度不應(yīng)小于3mm不宜超過設(shè)計焊縫厚度的2/3且不超過8mm長度宜不小于40mm和接頭中較薄部件厚度的4倍其間距宜為300～600mm。定位焊縫與正式焊縫應(yīng)具有相同的焊接工藝和焊接質(zhì)量要求。多道定位焊焊縫的端部應(yīng)為階梯狀。采用鋼襯墊的焊接接頭，定位焊宜在接頭坡口內(nèi)進行，定位焊焊接時預(yù)熱溫度宜高于正式施焊預(yù)熱溫度20℃～50℃。

預(yù)熱和道間溫度控制：預(yù)熱和道間溫度控制宜采用電加熱、火焰加熱和紅外線加熱等加熱方法，并采用專用的測溫儀器測量。預(yù)熱的加熱區(qū)域應(yīng)在焊接坡口兩側(cè)寬度為焊件施焊處厚度的1.5倍以上且不小于100mm。溫度測量點當為非封閉空間構(gòu)件時宜在焊件受熱面的背面離焊接坡口兩側(cè)不小于75mm處當為封閉空間構(gòu)件時宜在正面離焊接坡口兩側(cè)不小于100mm處。

焊接接頭的預(yù)熱溫度和道間溫度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661的規(guī)定當工藝選用的預(yù)熱溫度低于上述最低要求時應(yīng)通過工藝評定試驗確定。

焊接變形的控制：采用的焊接工藝和焊接順序應(yīng)使構(gòu)件的變形和收縮最小。根據(jù)構(gòu)件焊縫的布置可采用下列控制變形的焊接順序：?

（1）對接接頭、T形接頭和十字接頭x在構(gòu)件放置條件允許或易于翻轉(zhuǎn)的情況下宜雙面對稱焊接，有對稱截面的構(gòu)件，宜對稱于構(gòu)件中性軸焊接?有對稱連接桿件的節(jié)點，宜對稱于節(jié)點軸線同時對稱焊接；

（2）非對稱雙面坡口焊縫，宜先焊深坡口側(cè)、然后焊滿淺坡口側(cè)、最后完成深坡口側(cè)焊縫。特厚板宜增加輪流對稱焊接的循環(huán)次數(shù)；（3）長焊縫宜采用分段退焊法或多人對稱焊接法；（4）宜采用跳焊法，避免構(gòu)件局部熱量集中。

構(gòu)件焊接時宜采用預(yù)留焊接收縮余量或預(yù)置反變形方法控制收縮和變形，收縮余量和反變形值宜通過預(yù)估計算或試驗確定。

構(gòu)件裝配焊接時應(yīng)先焊收縮量較大的接頭、后焊收縮量較小的接頭，接頭應(yīng)在拘束較小的狀態(tài)下焊接。

4 結(jié)束語

生米大橋主橋4道80型伸縮縫橋面槽型板更換已施工完畢，該施工工藝現(xiàn)場施工安全可控，操作方便，不必投入大量的人力物力，可確保主橋槽型板的順利更換，可為同類工程參考借鑒。