漳州薌城聯(lián)十四線仙都大橋跨高速鋼箱梁施工工藝

吳文明，徐傳林

（中交三航（廈門）工程有限公司，福建 廈門 361006）

1 工程概述

漳州薌城聯(lián)十四線過境段公路項(xiàng)目仙都大橋上跨高速公路，橋梁全長192m，寬17.25m，雙向六車道，橋跨布置為55m+85m+45m，上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)。鋼箱梁采用分離式箱梁斷面，單幅橫橋向共為三箱，單箱寬度3.0m，懸臂1.4m，梁高2.3～3.5m，梁高漸變按照i=0.04 漸變。

2 主要重難點(diǎn)與應(yīng)對措施

2.1 主要重難點(diǎn)

（1）分塊吊裝單元最長24.9m、最寬4.2m 左右，為《道路運(yùn)輸管理辦法》中規(guī)定的超寬超長構(gòu)件，運(yùn)輸難度較大。（2）鋼箱梁架設(shè)高度超過7.2m，存在較多的高空作業(yè)，如高空吊裝、高空拼裝焊接等，因此高空施工的安全保護(hù)是本項(xiàng)目的重點(diǎn)。（3）施工防護(hù)措施多。在高空作業(yè)要設(shè)置施工操作安全平臺，在跨線部分上進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，要對下面通行的高速路面進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，同時(shí)要在高空進(jìn)行安全防護(hù)，防止火花飛落、物體墜落等。（4）部分節(jié)段為跨高速吊裝，吊裝施工期間的安全防護(hù)措施及保證高速的正常運(yùn)營是本項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.2 應(yīng)對措施

（1）鋼箱梁運(yùn)輸前，應(yīng)實(shí)地查勘所有運(yùn)輸路線，對局部轉(zhuǎn)彎區(qū)域進(jìn)行實(shí)地測量，確保運(yùn)輸萬無一失，同時(shí)提前與高速公路管理部門、交警部門、公路管理部門進(jìn)行對接，按要求辦理車輛通行手續(xù)，并委托有資質(zhì)的護(hù)送單位進(jìn)行梁段運(yùn)輸護(hù)送。

（2）在加工廠制作與預(yù)拼裝時(shí)，對接口進(jìn)行實(shí)物及測量建模預(yù)拼，保證對接環(huán)口精度滿足規(guī)范要求，并在箱梁吊裝前，對半產(chǎn)品進(jìn)行全面檢查，將可能存在的問題及能在地面處理的問題完全處理掉，減少在高空作業(yè)工作量。

（3）臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)時(shí)，在主桿兩側(cè)等位置設(shè)置爬梯、操作平臺及平臺圍欄，確保施工人員人身安全。

（4）為保證高速公路的正常通行，在高速公路外修建臨時(shí)通行車道，吊裝施工時(shí)對車流進(jìn)行改道。施工交通組織方案需經(jīng)過專家評審，并經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)后方可實(shí)施。

3 鋼箱梁制作

3.1 分塊劃分

（1）分塊原則。①鋼箱梁節(jié)段規(guī)格及重量能滿足運(yùn)輸要求和現(xiàn)場起重能力要求。②節(jié)段分塊盡可能方便現(xiàn)場安裝，減少現(xiàn)場工作量，以縮短施工周期，盡可能減少對高速交通影響。③節(jié)段分塊不可對鋼箱梁結(jié)構(gòu)造成影響，分段線避開隔板500mm 以上，分段線頂、底、腹板錯(cuò)開200mm 以上[1]。盡可能減少現(xiàn)場焊縫，以保證鋼箱梁質(zhì)量。

（2）縱向劃分。仙都大橋鋼箱梁縱向原設(shè)計(jì)按8段進(jìn)行劃分，分段編號為A、B、C、D、E、F、G、H，分段示意圖如圖1 所示。

圖1 仙都大橋鋼箱梁縱向分段示意圖（單位：m）

（3）橫向分塊。橫向擬分3 箱、2 連接段、2 懸挑段進(jìn)行劃分。

3.2 鋼箱梁制作

本工程鋼箱梁在車間采用倒做法，即把面板鋪底倒著進(jìn)行整體拼裝，成形后橫向分為三箱拆開翻身。主要工藝流程：原材料采購及全面檢驗(yàn)→鋼板噴沙、涂車間底漆，并整理各零件下料尺寸清單→各零部件放樣、下料與矯正→制作各部件→按設(shè)計(jì)起拱要求，搭設(shè)總體拼裝平臺→面板按對應(yīng)位置鋪上拼裝平臺并臨時(shí)固結(jié)起來→鋪裝U 型肋→鋪裝橋面中間隔板→鋪裝箱梁內(nèi)橫隔板及縱隔板→分別拼裝每個(gè)箱梁的直腹板→鋪裝箱間橫梁→鋪裝底板及縱肋→檢測外形尺寸→焊接與檢測→拆開、梁翻身→焊接→焊縫檢測及外觀檢測→清理噴點(diǎn)、打磨焊縫周邊氧化皮及油漆損壞部位→涂刷底漆及中間漆→打磨好現(xiàn)場對接坡口→運(yùn)抵現(xiàn)場對接。

3.3 焊接與檢測

（1）主構(gòu)件均采用開坡口的熔透CO2氣保焊或埋弧焊，其他次要構(gòu)件的角焊縫采用不熔透的手工焊接。桿件對接板的焊縫應(yīng)錯(cuò)開，不能在同一斷面上。

（2）采用多層焊接，每層焊縫的高度≤4～5mm，以減少焊接內(nèi)應(yīng)力和變形。

（3）焊接前，做對接焊縫的焊接工藝評定試驗(yàn)，該工程主要鋼板厚度為16 mm、24 mm、28mm、32mm 四種，選擇24 mm進(jìn)行焊接試驗(yàn)。焊接試件應(yīng)嚴(yán)格按施工工藝要求進(jìn)行制作，工藝檢驗(yàn)評定合格后方能開始大面積施焊。

（4）焊接時(shí)對于中長焊縫采用對稱施焊，對于長的角焊縫采用分中逐步退焊法、跳焊法或交替法，同時(shí)宜采用小電流焊接，以減少焊接應(yīng)力，減少焊接變形。

（5）焊縫施焊冷卻后必須進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，對接焊縫的高度、余高、角焊縫的焊腳高度等數(shù)據(jù)必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，焊縫的紋路應(yīng)均勻，不得存在裂紋現(xiàn)象，且應(yīng)未存在夾渣、焊瘤、熔合、燒穿、咬邊、弧坑和針狀氣孔等缺陷，焊接區(qū)無飛濺殘留物。

（6）焊接完成后應(yīng)按自檢、互檢、專檢等程序進(jìn)行檢驗(yàn)。所有焊縫都必須冷卻后在全長范圍內(nèi)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并做好檢查記錄。應(yīng)在焊縫外觀檢驗(yàn)合格，并待焊縫冷卻至室溫24h 后進(jìn)行無損燙傷檢測。對無損探傷檢驗(yàn)不合格的，必須對該梁上的同類焊縫全部進(jìn)行無損探傷檢查。并對有超標(biāo)缺陷的焊縫進(jìn)行返修，返修部位仍需進(jìn)行100%的無損探傷，且符合設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定。

3.4 除銹防腐

鋼材下料前需進(jìn)行噴沙除銹，噴一道環(huán)氧富鋅底漆，再進(jìn)行下料編號，后續(xù)拼裝。涂裝部位按照鋼箱梁外表面、鋼箱梁內(nèi)表面、鋼橋面3 類分別進(jìn)行噴漆。

3.5 鋼箱梁組裝與預(yù)拼裝

鋼箱梁節(jié)段采用工裝法，以胎架為建造平臺，用計(jì)算機(jī)放樣，以保證胎架線型準(zhǔn)確，并有足夠的強(qiáng)度和剛度，以面板外表面為建造基面進(jìn)行建造與拼裝。

4 鋼箱梁運(yùn)輸

4.1 運(yùn)輸部署

由于運(yùn)輸?shù)匿撓淞簽槌瑢挸L部件，應(yīng)提前將運(yùn)輸方案上報(bào)高速交警部門審批。鋼箱梁塊裝上運(yùn)輸車輛后，應(yīng)根據(jù)梁塊的外型、重心，合理選擇捆扎點(diǎn)，采用4 個(gè)3t 葫蘆捆扎并加固，必須確認(rèn)捆扎牢固后才能起運(yùn)。運(yùn)輸過程中，鋼箱梁上懸掛爆閃燈和示寬燈，外側(cè)粘貼反光膜等標(biāo)示提醒。

在鋼箱梁運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸車輛應(yīng)保持勻速行進(jìn)，時(shí)速控制在40～60km。由于本工程鋼箱梁梁塊超長（24.9m）、超寬（4.2m），須選擇轉(zhuǎn)彎半徑較大的線路上行駛，同時(shí)運(yùn)輸車輛的前后應(yīng)有引路車和護(hù)送車一路隨行。為避免交通堵塞，應(yīng)選擇車流量較少的時(shí)段運(yùn)行，以保證運(yùn)輸工作順利進(jìn)行。

4.2 設(shè)計(jì)運(yùn)輸線路

鋼箱梁預(yù)制場→高速收費(fèi)站→沈海高速→漳州樞紐→漳州北連接線→天寶樞紐→廈蓉高速→B 道臨時(shí)開口→施工地點(diǎn)。

5 鋼箱梁安裝

5.1 安裝工藝流程

臨時(shí)支架架設(shè)→吊車就位起吊→梁段吊裝就位→梁段微調(diào)與檢查→環(huán)縫組裝→檢查→環(huán)縫焊接→外觀檢查、無損檢驗(yàn)、試板試驗(yàn)→嵌補(bǔ)件組焊→外觀檢查、無損檢驗(yàn)→下一道工序。

5.2 箱梁吊裝程序

（1）左右幅箱梁同時(shí)施工，A～C 節(jié)段鋼箱梁運(yùn)至施工現(xiàn)場，按A →B →C 順序吊裝至臨時(shí)墩墩頂上，做臨時(shí)固定。

（2）按H →G →F 的順序吊裝鋼箱梁至臨時(shí)墩墩頂上，做臨時(shí)固定。

（3）吊裝E、F 節(jié)段箱梁，至臨時(shí)墩墩頂上，做臨時(shí)固定。

（4）分塊箱梁吊裝完畢后，將每一片箱梁拼裝接頭調(diào)整至設(shè)計(jì)要求位置，按施工工藝及規(guī)范要求完成拼接接頭施焊，余量修正段在最后施焊。

（5）臨時(shí)支墩安裝前，需征得福建省高速公路集團(tuán)有限公司漳州管理分公司、漳州高速公路交通執(zhí)法支隊(duì)同意后，在確保單幅一車道通行的情況下，利用晚上的時(shí)間布置交通疏導(dǎo)設(shè)施、防撞設(shè)施，對高速公路交通進(jìn)行導(dǎo)流。

（6）安裝完成后應(yīng)報(bào)監(jiān)理及業(yè)主驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可拆除高速上及高速外的臨時(shí)支墩，整理場地并恢復(fù)交通。

5.3 箱梁吊裝方法

（1）據(jù)設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)施的具體安排，全橋鋼箱梁8 節(jié)×3 箱共24 節(jié)段，擬采用400t 汽車吊機(jī)進(jìn)行安裝，工作幅度不夠時(shí)吊機(jī)可多次打腿。為防止吊裝時(shí)變形，每個(gè)節(jié)段箱梁焊接4 個(gè)吊耳，吊點(diǎn)必須設(shè)置在腹板與橫隔板相交處，其中最重的節(jié)段約為66.1t。

（2）吊車就位后運(yùn)輸車就位，指揮工指揮吊車將梁段進(jìn)行試吊，將梁段吊離運(yùn)輸車約300mm 高度后梁段靜置，檢查各吊具及起重機(jī)是否正常工作，無安全隱患后運(yùn)輸車駛離。

（3）指揮工指揮吊車將梁段起吊至約高于就位點(diǎn)標(biāo)高500mm 后，吊車主臂才能緩慢旋轉(zhuǎn)。施工人員在地面通過事先綁扎好的繩索配合吊車?yán)瓌?dòng)梁段，使之不會(huì)過大晃動(dòng)，并防止梁段與吊臂碰撞。

（4）吊臂回轉(zhuǎn)至安裝位置上空，主臂停止回轉(zhuǎn)，梁段通過繩索穩(wěn)定，指揮工指揮將梁段緩慢落下，使梁段與臨時(shí)拼裝平臺上測定的調(diào)整墊塊接觸后讓吊車維持60%的受力狀態(tài)并保持穩(wěn)定，檢查各支點(diǎn)是否均勻接觸，梁段位置通過經(jīng)緯儀測定中軸線位置，水準(zhǔn)儀測定梁段各點(diǎn)標(biāo)高。位置若有偏差則讓吊車將梁段吊離約10mm 位置，通過螺旋千斤頂、撬杠、花籃螺絲等工具調(diào)整梁段位置后梁段再次下落測量，反復(fù)調(diào)整至要求位置后梁段正式落位并用碼板做臨時(shí)固定，待梁段放置穩(wěn)定后吊車方可落索。

5.4 合龍段施工

該工程根據(jù)架設(shè)順序留中間跨跨中1 段作為合龍段，為預(yù)防現(xiàn)場墩位偏差過大及現(xiàn)場焊接收縮，每個(gè)合龍段預(yù)留100mm 的工藝量，待現(xiàn)場架設(shè)合龍時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場測量的實(shí)際尺寸配切至合理尺寸架設(shè)完成。待現(xiàn)場其他鋼箱梁架設(shè)完成后，用鋼卷尺測量現(xiàn)場架設(shè)調(diào)整完成后鋼箱梁之間的間距，用全站儀校核，準(zhǔn)確無誤后，在合龍段上精確劃線，用半自動(dòng)小車精確切割坡口，手工打磨平整，梁段尺寸檢驗(yàn)無誤后開始吊裝合同段?？紤]到夏季高溫施工，合龍段尺寸測量應(yīng)考慮在晚上或早晨溫度較低時(shí)測量，以減少溫度對梁段長度和測量誤差的影響。

6 結(jié)束語

綜上所述，文章結(jié)合工程實(shí)例，對鋼箱梁施工的重難點(diǎn)、應(yīng)對措施、施工工藝、焊接工藝、吊裝工藝進(jìn)行了探討，可供類似工程參考和借鑒。