分析大跨度公路橋梁中的鋼箱梁施工技術(shù)

（江蘇捷達(dá)交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 223001）

鋼箱梁施工技術(shù)具有良好的強(qiáng)度、自重、剛度與整體性等優(yōu)勢，對于公路橋梁工程而言，也是主梁的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)形式。因為當(dāng)前道路交通流量、鋼箱梁跨度不斷增加，使得跨路施工也面臨極高的難度高，處在相對復(fù)雜的施工環(huán)境中，大跨度鋼箱梁施工不僅要保證穩(wěn)定性與質(zhì)量，還要規(guī)避對周圍環(huán)境、人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。基于此，下面針對某大跨度公路橋梁工程中鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用展開探討。

1 工程概況

（1）淮安市快速路匝道鋼箱梁所在標(biāo)段主線匝道 A 起點(diǎn)樁號為AK0+094.858，終點(diǎn)樁號為AK0+714.811，橋梁全長619.9525m，全橋共7 聯(lián)，第3 聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用26+43+26m 鋼箱梁。梁體斷面采用單箱單室截面，底板水平設(shè)置，頂板設(shè)5%的單向橫坡，邊腹板采用斜腹板。鋼箱梁一般段中心線處梁高1800mm，梁頂面總寬10100mm，全梁底面總寬5776mm。鋼箱內(nèi)側(cè)懸臂長1791mm，外側(cè)懸臂長1708mm。主梁平面中心線在R=90.15m 的圓曲線。

（2）鋼箱梁一般段中心線處梁高1800mm，梁頂面總寬9000～10100mm，全梁底面總寬4526mm。鋼箱梁橋面寬度漸變，懸臂根部1.2m 范圍尺寸為定值，橋面寬度變化通過挑臂端部長度變化調(diào)整。鋼箱梁懸臂采用托架結(jié)構(gòu)，托架底板厚20mm，底板寬480mm。鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)段縱向每2 米設(shè)置一道跨間橫隔板，橫隔板采用實腹式與框架式間隔布置；跨間隔板板厚14mm，實腹式隔板中間開設(shè)人孔，采用板肋式豎向加勁；在各支點(diǎn)處設(shè)置端橫隔板，端支點(diǎn)處隔板板厚為20mm，中支點(diǎn)處隔板板厚為30mm；支點(diǎn)處隔板兩面各設(shè)兩道板式豎向肋，并于底板磨光頂緊。鋼箱梁為全封閉構(gòu)造，端隔板為圍焊，不設(shè)焊縫通過切口。

2 大跨度公路橋梁鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 準(zhǔn)備工作

因為此次公路橋梁工程的交通環(huán)境比較復(fù)雜，大跨度連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)施工應(yīng)該要加強(qiáng)技術(shù)管理，準(zhǔn)備階段編制管理方案，對現(xiàn)場實際施工提供指導(dǎo)。正式展開鋼箱梁施工之前參照設(shè)計規(guī)范、現(xiàn)場施工環(huán)境制定組織管理方案、鋼箱梁施工方案等[1]。公路橋梁鋼箱梁的最大跨度是48m，具有危險性，所以還應(yīng)該開展專家論證。施工單位和所在地區(qū)的交通管理部門及時聯(lián)系，制定交通疏導(dǎo)規(guī)劃，選擇車流量少的時段展開吊裝施工。

2.2 預(yù)制施工

開始預(yù)制施工之后，根據(jù)已經(jīng)制定的鋼箱梁施工方案展開針對性的預(yù)制施工作業(yè)，包括鋼箱梁分段、制作板單元及拼裝梁端拼裝、鋼箱梁預(yù)拼裝三個環(huán)節(jié)。

①鋼箱梁分段。鋼箱梁前期制造，由專業(yè)工廠負(fù)責(zé)，開始預(yù)制之前技術(shù)人員需要閱讀鋼箱梁規(guī)范要求，所有進(jìn)場原材料必須嚴(yán)格按照，經(jīng)過取樣、復(fù)驗、焊接工藝評定這一系列流程，最終得出的評定結(jié)果，可以作為焊接工藝的參考依據(jù)[2]。對照鋼箱梁結(jié)構(gòu)特征、制作要求、材料運(yùn)輸、施工環(huán)境等多方面因素，鋼箱梁分段時要控制分段距離，不能過長或者過短，很容易增加后期吊裝環(huán)節(jié)的難度，選擇的分段與接口位置錯縫，也應(yīng)該滿足設(shè)計規(guī)范。本次公路橋梁工程鋼箱梁分段作業(yè)，將位于主線兩側(cè)的鋼箱梁縱向分段，數(shù)量為5 段，而橫向分段，則是根據(jù)箱室分塊，有單箱雙室和單箱三室。根據(jù)縱向分段情況，鋼箱梁兩側(cè)位置的翼緣板提前在工廠制作完成后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場焊接。施工項目所有主體箱室分為20 段，其中最重吊裝段的長度是25.27m，重量在 82t 左右。箱梁分塊、分段注意頂部與底板之間應(yīng)該保持錯開狀態(tài)，錯開距離大約15cm。

②制作板單元及拼裝梁端拼裝。制作板單元時，所有制作流程包括預(yù)處理、切割下料、組焊、檢驗與組裝、焊接，處理過程中全部采用自動化裝置，保證處理效率、質(zhì)量，還可以及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題[3]。拼裝梁段時，技術(shù)人員同時運(yùn)用多梁段連續(xù)匹配組焊、預(yù)拼裝兩種工藝，提前在封閉的廠房內(nèi)進(jìn)行拼裝，可以規(guī)避外部惡劣天氣對拼裝效果的影響。節(jié)段涂裝作業(yè)，也在專門的涂裝空間展開，而且還空間內(nèi)設(shè)置了除濕、通風(fēng)等專業(yè)設(shè)置，優(yōu)化涂裝環(huán)境質(zhì)量，使最終的涂裝效果符合工藝規(guī)范。

③鋼箱梁預(yù)拼裝。當(dāng)鋼箱梁正式出廠、運(yùn)輸之前，務(wù)必經(jīng)過預(yù)拼裝環(huán)節(jié)，可以校正橋面板、橋底板，使長度達(dá)成統(tǒng)一。計算所有梁段頂板、底板長度差，有利于后期預(yù)拼裝環(huán)節(jié)校正尺寸參數(shù)。針對鋼箱梁梁段進(jìn)行預(yù)拼裝處理時，要求全部梁段實施拼裝，參照圖紙在梁段之間提前預(yù)留好縫隙，加強(qiáng)鄰近兩個梁段之間連接斷面的契合度。隨后便可以施焊預(yù)裝焊縫，確定這一環(huán)節(jié)處理合格，前一節(jié)鋼箱梁可以運(yùn)輸至統(tǒng)一地點(diǎn)堆放，預(yù)留出一節(jié)鋼箱梁和下一節(jié)鋼箱梁實施預(yù)拼裝，要求和安裝順序一致，中途不能隨意調(diào)換梁段號。鋼箱梁預(yù)拼裝還可以調(diào)整鋼箱梁的總長度，當(dāng)預(yù)拼裝單元預(yù)拼之后要進(jìn)行長度的測量，對比之后的差值及時修正，不能出現(xiàn)誤差積累現(xiàn)象。對接口在預(yù)拼裝環(huán)節(jié)也得到修正，梁段端口數(shù)值偏差經(jīng)過調(diào)整后，空中安裝環(huán)節(jié)便能夠精準(zhǔn)焊接。

2.3 鋼箱梁運(yùn)輸

前期預(yù)制環(huán)節(jié)結(jié)束，鋼箱梁運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，廠內(nèi)起重機(jī)吊裝大鋼箱梁節(jié)段至運(yùn)輸平車上，由運(yùn)輸平車運(yùn)到安裝地點(diǎn)。運(yùn)輸過程中車廂上的枕木位于鋼箱梁的尾端，且高度超出頭部，尾部懸挑適中即可，運(yùn)輸環(huán)節(jié)做好鋼箱梁成品工作。

2.4 現(xiàn)場放置臨時支墩

鋼箱梁進(jìn)入到現(xiàn)場吊裝，臨時支墩是非常重要的輔助工具，應(yīng)該及時計算穩(wěn)定性、強(qiáng)度和剛度等參數(shù)，使臨時支墩、吊車、地基等與上部荷載規(guī)范一致，開始吊裝前做好防護(hù)，加強(qiáng)吊裝施工安全性。因此本次公路橋梁施工現(xiàn)場涉及到大量鋼管周轉(zhuǎn)，考慮到成本、受力問題，設(shè)置臨時支墩時，選擇8 根鋼管進(jìn)行拼裝，組裝鋼管的參數(shù)全部是Ф630mm×10mm，獲得桁架塔式鋼管柱支墩。連接橫向鋼管，采用28#槽鋼，基礎(chǔ)預(yù)埋件作為支墩下部固定位置[4]。施工現(xiàn)場設(shè)置的所有臨時支墩，采用雙拼I45a 工字鋼將頂部進(jìn)行橫向連接，構(gòu)成縱梁平臺，縱梁頂部位置放置雙向千斤頂，當(dāng)鋼箱梁就位，便可以對分段高度、里程位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。基礎(chǔ)部分的鋼混結(jié)構(gòu)采用C20 鋼混結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置150mm 間距，分布規(guī)格為Ф18 的雙層主筋，Ф10 箍筋的分布間距則是300mm。

2.5 試吊與吊裝

鋼箱梁通過吊裝的方式放置到指定位置，但在正式吊裝前要進(jìn)行試吊。開始試吊前應(yīng)該了解當(dāng)日天氣，吊裝不能在風(fēng)力較大的環(huán)境下進(jìn)行，若風(fēng)力超過5 級便要停止吊裝，保證試吊與施工人員的人身安全?，F(xiàn)場采用起吊設(shè)備，提前規(guī)定好放置的指定位置，設(shè)備的支腿位置參考地質(zhì)勘查報告內(nèi)容及時做好處理，可以鋪設(shè)鋼板、路基箱。正式試吊前對起重性能進(jìn)行檢驗，保證試吊操作全過程的安全性。當(dāng)試吊構(gòu)件已經(jīng)起吊，此時在起吊構(gòu)件的下方一定范圍內(nèi)拉起安全防護(hù)繩，避免威脅到附近行人的人身安全。構(gòu)件已經(jīng)起吊且距離地面約500mm，此時便要停止吊裝，由施工人員檢查地基基礎(chǔ)承載，當(dāng)確定基礎(chǔ)承載安全，反復(fù)試吊2 次之后再進(jìn)行檢查。如果構(gòu)件試吊環(huán)節(jié)十分順利，便可開展結(jié)構(gòu)正式吊裝[5]。

提前在工廠制作完成的鋼箱梁單元塊，經(jīng)過預(yù)拼裝、噴涂等處理流程，以不同的批次運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場指定位置，待所有單元塊吊裝架設(shè)到達(dá)指定位置，可以開始拼裝、焊接、涂裝等作業(yè)。正式開始吊裝后，按照吊裝主體箱梁、翼緣板的順序，注意如下幾點(diǎn)：①根據(jù)全橋最大、最重及吊裝半徑最大位置進(jìn)行吊裝設(shè)備選型，選擇租用一臺300 噸汽車吊，35.9 米主臂、14 米回轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行吊裝，根據(jù)選取最不利工況核算，汽車吊安全系數(shù)1.35，起重機(jī)的起重高度必須滿足所吊裝的構(gòu)件的安裝高度要求。②根據(jù)起重設(shè)備選型樣本，最重節(jié)段吊裝4 點(diǎn)起吊。③所有吊耳在吊裝前需對其進(jìn)行無損探傷檢查。④根據(jù)鋼箱梁分段，通過全站儀定位支架安裝位置，橋梁吊裝前應(yīng)對支架標(biāo)高進(jìn)行確認(rèn)，支架標(biāo)高、位置必須滿足施工要求，部分支架地基必須硬化處理。⑤吊機(jī)提前進(jìn)入指定吊裝位置，以免后期吊裝發(fā)生移動現(xiàn)象。開始吊裝后，操作人員利用吊機(jī)吊起構(gòu)件，到達(dá)指定的安裝高度后回轉(zhuǎn)。注意回轉(zhuǎn)要采用φ20 白棕繩，將其作為風(fēng)繩，由專業(yè)技術(shù)人員控制，以免在吊裝時和臨時支架、附近構(gòu)筑物碰撞。一旦開始回鉤，鋼箱梁就位要與提前標(biāo)注測量控制點(diǎn)位置想接近，通過倒鏈、千斤頂可以準(zhǔn)確就位，未松鉤時先栓緊臨時定位板，接口縫寬度也應(yīng)該精準(zhǔn)控制，避免在找正時產(chǎn)生較大位移量。

3 大跨度公路橋梁鋼箱梁施工技術(shù)安全控制建議

本次大跨度公路橋梁工程中，針對鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用專門提出安全管理要求，現(xiàn)場鋼箱梁施工樹立安全意識。關(guān)于鋼箱梁施工技術(shù)的安全管理，提出以下建議：

3.1 加強(qiáng)安全培訓(xùn)與控制的重視

施工現(xiàn)場搭建的施工平臺，應(yīng)該加強(qiáng)布置合理性，對應(yīng)工作崗位的施工人員、機(jī)械設(shè)備、消防設(shè)備、電氣設(shè)備與使用操作規(guī)范等，也需要加強(qiáng)安全防范工作，根據(jù)完本次施工制定的安全制度完善布置，提前編制應(yīng)急預(yù)案，而且需要在崗前培訓(xùn)中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)施工人員安全教育，使所有施工人員重視安全控制。

3.2 明確鋼箱梁試吊的重要性

開始鋼箱梁施工前，施工人員需要嚴(yán)格對照施工圖紙、組織施工方案等，做好技術(shù)交底。尤其是吊梁的試吊環(huán)節(jié)，確定試吊的必要性，在試吊時對鋼箱梁吊裝有充足的準(zhǔn)備，保證正式吊裝穩(wěn)定性、操作安全性，提高鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用水平。

3.3 鋼箱梁與構(gòu)件安全防護(hù)

前期工廠預(yù)制結(jié)束后，將鋼箱梁成品運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在運(yùn)輸過程中預(yù)制梁支撐點(diǎn)不能發(fā)生變化。構(gòu)件吊裝環(huán)節(jié)，也要注意吊點(diǎn)所在位置，不能任意發(fā)生變化或改動。運(yùn)輸之前做好梁體防護(hù)，確保后期施工時預(yù)制梁吊裝，能夠保證起吊處在水平位置，還不能在吊裝時與其他構(gòu)件發(fā)生碰撞，以免重要設(shè)備破損。

3.4 機(jī)械設(shè)備安全檢查

施工現(xiàn)場一般會運(yùn)用到大量機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備在正式使用前，應(yīng)該統(tǒng)一組織性能方面的檢查，確保后期施工不會出現(xiàn)中途發(fā)生故障的現(xiàn)象，也能夠滿足鋼箱梁施工技術(shù)的操作要求，規(guī)避吊裝環(huán)節(jié)出現(xiàn)繩索脫扣與破斷等危險性行為。另外，鋼箱梁吊裝作業(yè)盡可能在白天進(jìn)行，如果必須要夜間施工，則要保證施工現(xiàn)場照明條件，指揮人員發(fā)出準(zhǔn)確的信號，避免夜間吊裝指揮錯誤而影響到鋼箱梁施工效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，大跨度公路橋梁工程采用鋼箱梁施工技術(shù)，從前期預(yù)制構(gòu)件開始，直至施工現(xiàn)場吊裝施工結(jié)束，施工人員均要樹立安全管理觀念，避免操作不當(dāng)導(dǎo)致的危險。另外，鋼箱梁施工涉及到運(yùn)輸這一環(huán)節(jié)，尤其要做好防護(hù)工作，保障預(yù)制構(gòu)件性能，也為現(xiàn)場施工吊裝做好準(zhǔn)備，憑借鋼箱梁施工技術(shù)，提高大跨度公路橋梁工程施工效率。