公路鋼箱梁吊裝施工的控制要點(diǎn)

張 波

(山西遠(yuǎn)方路橋(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

隨著公路工程技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，一些跨河跨江的橋梁呈現(xiàn)出造型奇特，功能多樣的特點(diǎn)，在眾多橋梁上部結(jié)構(gòu)的選擇中，鋼箱梁得到了廣泛的運(yùn)用，吊裝的施工，對(duì)鋼箱梁的質(zhì)量控制起著至關(guān)重要的作用。

1 概述

1.1 工程概況

太原東二環(huán)高速B匝道凌井店至龍白段樞紐工程位于壽陽縣凌井店村東南100 m處，上跨太陽高速，中心里程BK1+134，上部結(jié)構(gòu)采用40 m+56 m+40 m鋼箱梁，全長(zhǎng)136 m，位于A0號(hào)～A3號(hào)墩，設(shè)計(jì)為3跨連續(xù)鋼箱梁，梁高1.5 m，材質(zhì)為Q345qD，斷面為雙箱室，橋面頂板寬度8 m，厚度16 mm，底板跨度為4.8 m，厚度16 mm，腹板厚度16 mm，加筋厚度14 mm；下部橋墩為柱式墩，橋臺(tái)為肋板臺(tái)，墩臺(tái)均采用灌注樁基礎(chǔ)。本工程鋼箱梁的施工采用吊裝法施工。

1.2 拼裝思路

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及受力特點(diǎn)，對(duì)40 m鋼箱梁縱向分為3節(jié)，每節(jié)13.33 m，其中，第1節(jié)、第3節(jié)按“L”型切割加工，第2節(jié)按“T”型切割加工；對(duì)56 m鋼箱梁分為4節(jié)，其中，第1節(jié)、第4節(jié)按“L”型切割加工，第2節(jié)按“T”型切割加工，第3節(jié)按“Z”型切割加工；各節(jié)在工廠加工好后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，分節(jié)分段進(jìn)行焊接拼裝。

1.3 拼裝的具體要求

各節(jié)段在工廠制備好后，必須進(jìn)行預(yù)拼裝，長(zhǎng)度、寬度及斷面尺寸符合規(guī)范的要求，其中長(zhǎng)度拼裝成整體后劃線切頭，寬度及斷面尺寸通過調(diào)整對(duì)接間隙、標(biāo)高達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；水平曲線、豎曲線及預(yù)拱度符合設(shè)計(jì)要求；通過預(yù)拼裝胎架設(shè)置的控制點(diǎn)確定鋼箱梁的整體線性；焊縫的間隙符合焊接工藝的要求；提供橋上的定位連接裝置，最終拼裝成型滿足設(shè)計(jì)意圖和相關(guān)規(guī)范的要求。

2 吊裝前的準(zhǔn)備工作

2.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察

鋼箱梁的制備由于材料的性質(zhì)，一般采用工廠(廠房)進(jìn)行加工、制作。公路工程往往施工條件、作業(yè)環(huán)境較差，現(xiàn)場(chǎng)地形情況復(fù)雜，距離工廠(廠房)較遠(yuǎn)等特點(diǎn)，實(shí)地考察主要包括兩個(gè)方面，一方面是運(yùn)輸沿線的考察，另一方面包括吊裝現(xiàn)場(chǎng)的考察。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的考察，有利于方案的編制、材料的運(yùn)輸、吊裝等工作的開展，統(tǒng)籌整個(gè)吊裝工作的施工。

2.2 編制吊裝施工方案

方案是指導(dǎo)施工的依據(jù)，根據(jù)具體的實(shí)際情況，編制切實(shí)可行的方案，有利于工作的順利進(jìn)行。方案編制完成后，需根據(jù)工程的規(guī)模進(jìn)行專家論證或相關(guān)部門、單位的審核，審批后方可實(shí)施。

3 吊裝施工的控制要點(diǎn)

3.1 鋼箱梁運(yùn)輸?shù)目刂?/h3>

鋼箱梁在加工過程中，根據(jù)運(yùn)輸?shù)奶匦赃M(jìn)行分段、分塊制備，最大限度的滿足施工和運(yùn)輸?shù)男枰?。在施工過程中，根據(jù)構(gòu)件的重量和運(yùn)輸條件，選擇合適的運(yùn)輸方式。本工程采用的是汽車運(yùn)輸。

1)運(yùn)輸路線的控制。在接到構(gòu)件運(yùn)輸?shù)闹噶詈?，必須根?jù)現(xiàn)場(chǎng)考察的路線，針對(duì)構(gòu)件超長(zhǎng)、超高、超重的特點(diǎn)，及時(shí)與沿線的交警、路政等部門進(jìn)行溝通，辦理相關(guān)證件后，方可進(jìn)行運(yùn)輸。

2)運(yùn)輸車輛的選型及投入的控制。根據(jù)構(gòu)件的特點(diǎn)，選擇的運(yùn)輸車輛必須是能滿足運(yùn)輸?shù)奶胤N作業(yè)車輛，作業(yè)司機(jī)除具有與運(yùn)輸車型相匹配的駕駛資格證外，必須對(duì)運(yùn)輸?shù)臉?gòu)件進(jìn)行運(yùn)輸培訓(xùn)，方可準(zhǔn)駕。根據(jù)調(diào)運(yùn)的發(fā)貨清單，調(diào)配適合的運(yùn)輸車輛，可進(jìn)行輪回運(yùn)輸，滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

3)構(gòu)件包裝及堆放的控制。構(gòu)件在出廠前，必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)及圖紙的要求后，允許出廠。構(gòu)件堆放時(shí)，選用的場(chǎng)地必須平整干燥，備有足夠的墊木、墊塊、外側(cè)具有排水設(shè)施，堆放平穩(wěn)；當(dāng)橫向剛度較大的構(gòu)件堆放時(shí)，應(yīng)水平堆放，使墊木與構(gòu)件位于同一軸線。

3.2 支架搭設(shè)的控制要點(diǎn)

1)支架搭設(shè)處的地基基礎(chǔ)處理控制。在支架搭設(shè)前，應(yīng)對(duì)搭設(shè)的場(chǎng)地進(jìn)行平整、碾壓，地基承載力滿足相應(yīng)規(guī)范的要求，并對(duì)基底標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，預(yù)留一定冗余量。地基上方澆筑30 cm～50 cm的C30水泥混凝土墊層，保證基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度，混凝土中預(yù)埋鋼筋構(gòu)件，保證構(gòu)件與支架的焊接位置準(zhǔn)確。

2)臨時(shí)支架搭設(shè)的控制。支架的搭設(shè)根據(jù)構(gòu)件的重量和特點(diǎn)計(jì)算而得，本工程施工經(jīng)計(jì)算采用1 500 mm×1 500 mm圓管主支架[1]，支管為φ63.5 mm×5 mm直腹桿[2]、斜腹桿φ70 mm×6 mm[3]，支架頂部設(shè)置H400 mm×200 mm×8 mm×12 mm縱橫墊梁[4]，墊梁的頂端設(shè)置硬支撐，支撐位于鋼箱梁腹板與隔板的交叉部位或底板處。為保證鋼箱梁的準(zhǔn)確定位，支架頂端外側(cè)根據(jù)鋼箱梁的外軸線設(shè)置卡槽[5]，保證構(gòu)件準(zhǔn)確落位，見圖1。

3.3 吊裝設(shè)備選擇的控制

1)吊車選擇的控制。根據(jù)鋼箱梁構(gòu)件分段重量、吊裝高度、臨時(shí)便道場(chǎng)地及現(xiàn)場(chǎng)吊車站位的特點(diǎn)，本工程單段鋼箱梁最大重為29.2 t，選用200 t吊車，最大吊裝高度8 m，臂長(zhǎng)26.8 m，鋼箱梁與吊臂最小距離5 m，計(jì)算留有一定的冗余。吊車的選用根據(jù)全地面起重機(jī)主臂起重性能及鋼箱梁?jiǎn)喂?jié)、單段最大重量選用。

2)鋼絲繩及卸扣選擇的控制。根據(jù)構(gòu)件的最大吊裝重量，經(jīng)過計(jì)算確定鋼絲繩采用φ36 mm及S-DW25型卸扣，材料符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范的要求，具有出廠檢驗(yàn)合格證及檢驗(yàn)報(bào)告，其中，鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度為重點(diǎn)控制指標(biāo)。

3.4 吊裝順序及站位的控制

1)吊裝順序選擇的控制。吊裝的順序根據(jù)構(gòu)件的分段加工特點(diǎn)，進(jìn)行預(yù)拼裝，4點(diǎn)吊裝法起吊至支架位置，按每段依次順序或兩側(cè)同時(shí)吊裝，滿足支架搭設(shè)和施工進(jìn)度的要求。2)吊裝站位的控制。吊車的站位必須根據(jù)作業(yè)半徑、施工道路、構(gòu)件特點(diǎn)綜合考慮確定并考慮周邊建筑物、人員、支架等特點(diǎn)，采用灰線標(biāo)出吊車站位的位置。3)吊耳設(shè)置的控制。鋼箱梁吊耳的設(shè)置，直接影響鋼箱梁吊裝的平衡，出廠前應(yīng)提前設(shè)置好現(xiàn)場(chǎng)安裝的吊耳。吊耳的控制原則，應(yīng)設(shè)置在隔板與腹板的交叉位置，每片梁設(shè)置4個(gè)吊耳，吊裝的重心分別為梁的幾何中心位置，吊耳的設(shè)置還需考慮鋼箱梁的傾斜角度，滿足承重的要求。

3.5 分段精確定位調(diào)整的控制

在吊裝過程中，每節(jié)的分段鋼箱梁應(yīng)系好兩根纜風(fēng)繩，以控制構(gòu)件在空中的狀態(tài)，在專業(yè)人員的指揮下，安全有序的落位至距臨時(shí)頂面上方50 mm左右時(shí)停下，參照事先確定的底板邊線、中心線初步確定落點(diǎn)，先進(jìn)行平面位置的調(diào)整，后進(jìn)行垂直方向的調(diào)整。

1)平面位置精確調(diào)整的控制。順橋方向的調(diào)整：在安裝完畢的構(gòu)件與待進(jìn)行調(diào)整位置的箱室兩側(cè)腹板內(nèi)各焊接兩個(gè)受力點(diǎn)，然后在兩個(gè)受力點(diǎn)間安裝千斤頂，通過調(diào)整千斤頂伸長(zhǎng)量對(duì)構(gòu)件進(jìn)行調(diào)節(jié)；橫橋方向：在承載構(gòu)件分段的墊梁工字鋼上焊接一個(gè)千斤頂反力點(diǎn)，安裝千斤頂，通過千斤頂?shù)耐屏硗瓿蓸?gòu)件左右位置的調(diào)整。2)垂直方向調(diào)整的控制。垂直方向的調(diào)整通過4臺(tái)千斤頂來調(diào)節(jié)，千斤頂要放置在支架體系分配梁的上方，千斤頂不能直接接觸梁板，在液壓桿上放置1塊200 mm×200 mm×20 mm鋼板塊，調(diào)整時(shí)進(jìn)行精密測(cè)量，達(dá)到要求后加入鋼墊片及鋼楔，要求在每個(gè)腹板處均設(shè)置墊片。3)鋼箱梁位置調(diào)整完畢后，要在梁體兩側(cè)及兩端的平臺(tái)上焊接限位板，用以固定梁體。

3.6 拼裝及焊接的控制

1)拼裝的控制。鋼箱梁構(gòu)件吊裝到位后，按預(yù)先確定的順序拼接，并測(cè)量拼接后的橋梁中心偏差及各位置的標(biāo)高，按焊接工藝要求對(duì)構(gòu)件及時(shí)進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量。

2)焊接順序的控制。構(gòu)件的焊接順序應(yīng)分段進(jìn)行焊接，先進(jìn)行縱縫的焊接，后環(huán)縫的焊接，焊縫焊接順序?yàn)椋哼吀拱鍖?duì)接，底板對(duì)接，頂部對(duì)接，后進(jìn)行筋板的焊接；焊接過程中，應(yīng)采用雙人對(duì)稱焊接，控制鋼板焊縫的變形量。

3.7 焊縫的檢測(cè)控制

所有焊縫焊接完成后，在外觀檢查合格后，對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢查，并對(duì)10%的焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)按照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行，超過允許偏差，加倍檢驗(yàn)，不合格的焊縫進(jìn)行返修處理，同一部位的返修不得超過2次。

各聯(lián)的鋼箱梁焊接完成后，通過檢測(cè)合格，報(bào)驗(yàn)手續(xù)完成，可對(duì)鋼箱梁進(jìn)行卸載工作，卸載工作的完成，同時(shí)也標(biāo)志吊裝施工結(jié)束。

4 結(jié)語

隨著鋼箱梁在公路工程上部結(jié)構(gòu)中的廣泛運(yùn)用，通過上述實(shí)例對(duì)鋼箱梁吊裝施工質(zhì)量控制要點(diǎn)的論述，經(jīng)過自檢、抽檢、專檢、功能性荷載實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)，焊縫檢測(cè)100%合格，荷載實(shí)驗(yàn)等各項(xiàng)指標(biāo)滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范的要求，經(jīng)過設(shè)置的觀察點(diǎn)對(duì)整個(gè)鋼箱梁的變形監(jiān)測(cè)，各指標(biāo)在國(guó)家規(guī)范容許的范圍內(nèi)，確保了上部結(jié)構(gòu)主要控制節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求及使用功能；通過對(duì)鋼箱梁施工的對(duì)比分析，采用吊裝法施工能有效地減小施工難度，縮短施工工期，本工程可縮短5 d～7 d；另一方面，通過鋼箱梁吊裝工程實(shí)例，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，不斷分析補(bǔ)充，為鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工提供了理論支撐，為創(chuàng)造優(yōu)良工程提供了技術(shù)保障。