市政快速路匝道曲線鋼箱梁施工控制例析

李 堅(jiān)

中交二航局第四工程有限公司

1 工程概況

淮安市快速路一期建設(shè)工程HA-KSL-6標(biāo)段含互通立體交叉一處，由A、B、C、D 四座匝道組成。其中A 匝道起點(diǎn)樁號(hào)為AK0+094，終點(diǎn)樁號(hào)為AK0+714，橋梁全長(zhǎng)620m，全橋共計(jì)7聯(lián)。其中第3聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用三跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，鉆孔灌注樁。橋跨布置為26+43+26m，全長(zhǎng)95m。鋼箱梁截面采用單箱單室結(jié)構(gòu)，一般段中心線處梁高1.8m，梁頂面總寬10.1m，梁底面總寬5.7m。鋼箱內(nèi)側(cè)懸臂長(zhǎng)1.791m，外側(cè)懸臂長(zhǎng)1.708m。鋼箱梁材料為Q345qD，為全封閉構(gòu)造，第三聯(lián)鋼箱梁總重量為543.2t，主梁平面中心線在R=90.15m 的圓曲線。結(jié)合鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及周圍施工和交通環(huán)境，整體計(jì)劃采用“搭設(shè)支架，縱向分段，橫向分塊安裝，分段焊接、整體落架”的施工方案。

2 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）鋼箱梁整體結(jié)構(gòu)為曲線型，分塊制造，塊與塊之間節(jié)點(diǎn)匹配要求高，加工難度大。（2）鋼箱梁在專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠分塊進(jìn)行加工，廠址距離安裝橋位較遠(yuǎn)。同時(shí)由于鋼箱梁分段較寬較長(zhǎng)，因此必須合理規(guī)劃運(yùn)梁路線和采取相應(yīng)措施，防止運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件產(chǎn)生變形。（3）鋼箱梁總體重量重，同時(shí)起重設(shè)備的操作空間受施工環(huán)境限制，因此必須合理進(jìn)行起重設(shè)備的選擇，并對(duì)鋼箱梁結(jié)構(gòu)“化整為零”，進(jìn)行合理的分塊。（4）鋼箱梁吊裝高度約22m，同時(shí)拼裝支架較高，高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)較大。（5）鋼箱梁分節(jié)段較多，為保證鋼箱梁的整體線形，因此對(duì)各節(jié)段鋼箱梁在安裝的過(guò)程中安裝匹配精度要求較高，同時(shí)，如何減少焊接質(zhì)量對(duì)安裝變形影響成為施工難點(diǎn)。（6）施工作業(yè)地點(diǎn)位于市區(qū)重要交叉路口位置，為確保城市交通的正常通行，施工過(guò)程中不能完全封閉交通。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼箱梁分節(jié)

在滿足設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)規(guī)范的前提下，鋼箱梁節(jié)段劃分應(yīng)充分考慮鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)輸車輛承重能力及空間尺寸、起重設(shè)備位置擺放及起重能力等因素，進(jìn)行縱向分段、橫向分塊布置。例如可將單元件劃分為橫梁節(jié)段、中間節(jié)段、懸臂節(jié)段等。劃分完成后應(yīng)對(duì)各節(jié)段合理編號(hào)，方便制作過(guò)程中嚴(yán)格按照各編號(hào)尺寸進(jìn)行制作，防止制作時(shí)混亂。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)鋼箱梁各方面因素綜合考慮，把鋼箱梁劃分為26個(gè)結(jié)構(gòu)單元，其中單節(jié)段最重為37t。

3.2 支架設(shè)計(jì)及搭設(shè)

支架設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、節(jié)段劃分位置、節(jié)段重量、地基處理狀況以及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件等，并對(duì)支架進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及地基承載力驗(yàn)算等，確保滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。本項(xiàng)目臨時(shí)支架采用Φ273×8 的Q235 鋼管作管肢，頂部采用HW300×300做上分配橫梁，12#工字鋼做剪刀撐及平聯(lián)，梁底高度調(diào)整采用Φ90×8圓管實(shí)現(xiàn)。支架可在地面上分節(jié)段整體拼裝成型，分節(jié)段安裝。根據(jù)鋼箱梁分段情況，通過(guò)全站儀定位支架安裝位置，然后采用起重吊車安裝至相應(yīng)位置，并與基礎(chǔ)上預(yù)埋件焊接固定。支架安裝過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查支架材料及焊接情況，做好高空防墜落保障措施，確保支架及操作平臺(tái)牢固可靠。

3.3 鋼箱梁運(yùn)輸

考慮到市政施工周邊交通運(yùn)輸條件的特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用運(yùn)輸車輛進(jìn)行陸上運(yùn)輸。運(yùn)輸前應(yīng)成立專門(mén)運(yùn)輸小組，負(fù)責(zé)組織指揮運(yùn)輸事宜，并安排專人對(duì)行經(jīng)路線進(jìn)行核查，認(rèn)真規(guī)劃運(yùn)輸路線，選擇通暢路況良好的道路。鋼箱梁發(fā)運(yùn)量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求以及運(yùn)輸車輛運(yùn)輸能力進(jìn)行編隊(duì)配置。鋼箱梁在運(yùn)輸堆放時(shí)應(yīng)采用木質(zhì)楔塊隔離，梁段與車箱用鋼絲繩手動(dòng)葫蘆拉緊，鋼絲繩與箱梁結(jié)合部用墊木、橡膠皮作為隔墊以保護(hù)表面油漆，防止運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)部件的損傷及變形。車輛在運(yùn)輸過(guò)程中要求駕駛員盡量勻速緩速行駛，避免急剎車情況出現(xiàn)，確保構(gòu)件運(yùn)輸安全。

3.4 起重設(shè)備選擇

起重設(shè)備的選擇應(yīng)充分考慮單節(jié)段最大重量、最大起重高度、最大起重半徑以及地形條件等因素影響。起重設(shè)備選定后應(yīng)根據(jù)起重參數(shù)對(duì)設(shè)備起重能力以及配套鋼絲繩、卸扣等構(gòu)件的起重能力進(jìn)行受力驗(yàn)算。起重吊耳也應(yīng)進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)，吊點(diǎn)應(yīng)盡量布置于橫隔板或腹板位置，否則需采用型鋼在內(nèi)部加固處理，將頂板和底板連接成一體。所有吊耳在吊裝前需對(duì)其進(jìn)行無(wú)損探傷檢查，同時(shí)應(yīng)對(duì)吊耳進(jìn)行剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、擠壓強(qiáng)度及焊縫強(qiáng)度等驗(yàn)算，確保滿足規(guī)范要求。吊車進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行全面安全檢查，并按操作規(guī)程進(jìn)行試吊，結(jié)合起重設(shè)備的吊裝參數(shù)，確保能夠滿足起重吊裝要求。

3.5 鋼箱梁安裝

鋼箱梁節(jié)段吊裝前支座應(yīng)提前安裝到位，并對(duì)支座應(yīng)進(jìn)行鎖定，在全橋安裝完后再解鎖，防止鋼箱梁安裝過(guò)程中產(chǎn)生位移，影響安裝精度。同時(shí)對(duì)臨時(shí)支架上的支墊位置、支墊標(biāo)高、進(jìn)行復(fù)測(cè)，滿足設(shè)計(jì)要求后方可安裝。合龍段安裝前，現(xiàn)場(chǎng)利用全站儀對(duì)合龍口進(jìn)行連續(xù)三天的不同溫度下尺寸觀測(cè)，根據(jù)合龍溫度下合龍口尺寸對(duì)合龍段進(jìn)行配切，精確切除余量后再吊裝到位。由于吊裝高度較高，吊裝難度較大，安裝風(fēng)險(xiǎn)高，吊裝過(guò)程中高空作業(yè)應(yīng)做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施。為確保每節(jié)段鋼箱梁安裝位置準(zhǔn)確無(wú)誤，鋼箱梁節(jié)段采用定位碼板方法進(jìn)行橫向定位。在已完成吊裝節(jié)段接縫處焊接定位碼板，預(yù)留節(jié)段間對(duì)接縫焊縫間隙?？v向定位采用通過(guò)已焊接在支架橫梁上的限位板進(jìn)行定位，限位板焊接前需通過(guò)測(cè)量控制點(diǎn)與待安裝節(jié)段進(jìn)行匹配。標(biāo)高定位通過(guò)在支架頂部設(shè)置臨時(shí)支撐，用全站儀測(cè)量好臨時(shí)支撐的標(biāo)高及中線，采用短管立柱在安裝前直接調(diào)好高程。節(jié)段水平位置的調(diào)整利用臨時(shí)工裝和手拉葫蘆實(shí)現(xiàn)，局部標(biāo)高調(diào)整利用千斤頂完成。每節(jié)段梁架設(shè)結(jié)束后，及時(shí)由測(cè)量技術(shù)人員對(duì)已安裝節(jié)段進(jìn)行測(cè)量，保證安裝高程和線形。

3.6 鋼箱梁焊接

工地焊接質(zhì)量控制較廠內(nèi)焊接難度大，焊接質(zhì)量是整個(gè)鋼箱梁能長(zhǎng)久使用的生命線。各類構(gòu)件各階段施焊順序應(yīng)根據(jù)通過(guò)專家評(píng)審的焊評(píng)方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施焊，不得隨意調(diào)整焊接順序。同時(shí)應(yīng)該根據(jù)工地焊接接頭形式，進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。根據(jù)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)拼裝的施工條件制定詳細(xì)的焊接工藝，確定焊接方法和焊接參數(shù)。為減少因焊接而產(chǎn)生的附加應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力、邊緣材料局部應(yīng)力，消除或減少桿件不規(guī)則變形，焊接順序需嚴(yán)格按照焊接工藝執(zhí)行。工地焊接施工作業(yè)前，應(yīng)搭建好臨時(shí)工作平臺(tái)，配置好足夠數(shù)量的焊接設(shè)備、工具、采取必要的防水防潮及防風(fēng)雨措施。在符合工藝條件時(shí)，方可進(jìn)行焊接。匝道鋼箱梁焊接順序一般先進(jìn)行左右幅縱縫焊接，然后進(jìn)行面板、底板的環(huán)向?qū)?，再進(jìn)行內(nèi)外腹板、橫隔板對(duì)接，最后進(jìn)行T肋、加勁板的焊接。

3.7 鋼箱梁支架卸載

鋼箱梁整體落架就是割除底部支撐，使結(jié)構(gòu)整體受力落到橋梁支座頂面上。落架應(yīng)在整聯(lián)箱梁焊接完成，經(jīng)過(guò)焊接檢測(cè)合格后及配重等工作完成后進(jìn)行。在落架前，應(yīng)對(duì)鋼箱梁頂面高程進(jìn)行測(cè)量，確定各斷面位置處的高程是否符合規(guī)范要求，如低于設(shè)計(jì)標(biāo)高的則可采用在支座處加墊鋼板的形式進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。落梁后應(yīng)對(duì)鋼箱梁的軸線、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)檢查，整體落架后解除支座限位約束。

3.8 施工交通組織

市政快速路施工必須確保交通安全通行和施工安全。鋼箱梁支架位置的選擇應(yīng)盡量避開(kāi)現(xiàn)有通行道路，否則應(yīng)對(duì)通行道路進(jìn)行合理的交通導(dǎo)改，并在相應(yīng)位置設(shè)置好信號(hào)燈及指示標(biāo)識(shí)標(biāo)牌等。鋼箱梁架設(shè)吊裝過(guò)程中，應(yīng)盡量減少占用道路和封閉交通的時(shí)間，保證社會(huì)車輛正常有序通行，避免因施工操作不當(dāng)而造成道路大面積堵塞、中斷或其他交通事故的發(fā)生。當(dāng)鋼箱梁在吊裝過(guò)程中存在對(duì)周圍行人的不安全因素時(shí)，施工應(yīng)盡量選擇在夜間車行較少時(shí)間進(jìn)行。如情況特殊可申請(qǐng)協(xié)同當(dāng)?shù)亟煌ㄖ鞴懿块T(mén)對(duì)交通進(jìn)行短暫交通管制，在節(jié)段迅速安全吊裝到位后及時(shí)解除交通管制。同時(shí)對(duì)于在道路上方的鋼箱梁節(jié)段，應(yīng)在支架上設(shè)置安全防護(hù)棚，防止橋上焊接火花等落入通道、傷及周圍車輛及行人。

4 結(jié)語(yǔ)

淮安市快速路一期建設(shè)工程HA-KSL-6標(biāo)段A匝道鋼箱梁于2018年12月順利完成安裝，施工總歷時(shí)為40天，全過(guò)程始終處于安全、快速、可靠、穩(wěn)定的可控狀態(tài)，安裝線形、軸線偏位、縱斷高程及焊縫質(zhì)量等經(jīng)相關(guān)第三方單位檢測(cè)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，取得建設(shè)單位和外界的一致好評(píng)，可為同類型市政快速路曲線鋼箱梁施工提供參考。