城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術(shù)分析

岳粹歌

(合肥市重點(diǎn)工程建設(shè)管理局,安徽 合肥 230001)

1 工程概況

合肥市二環(huán)路是合肥市一條重要的環(huán)線道路,是眾多車輛進(jìn)出合肥市區(qū)的必經(jīng)之路,二環(huán)路全程約42 km,分別由北二環(huán)路、南二環(huán)路、西二環(huán)路和北二環(huán)路組成。

本次介紹北二環(huán)自西二環(huán)至合武鐵路(暢通二環(huán)：西二環(huán)-合武鐵路段)，全長約5 km,其中高架長約4.5 km，概算20.3億元，主線橋共37聯(lián)，4對上下匝道，5聯(lián)鋼箱梁，其中G1(Z2聯(lián))、G3-2(Z27聯(lián))、G3-3(Z35聯(lián))鋼箱梁采用等截面單箱多室魚腹板截面，呈封閉式箱形截面，箱梁中心線處梁高2.67 m，Z2聯(lián)鋼箱梁位于主線橋跨懷寧路處，Z27聯(lián)鋼箱梁位于主線橋跨四里河橋處，Z35聯(lián)鋼箱梁位于主線橋跨規(guī)劃潘集路節(jié)點(diǎn)處，寬度分別為30 m、25 m、25 m，主線標(biāo)準(zhǔn)懸臂長度為3m。主線橋G2(Z3聯(lián))鋼箱梁位于SE匝道與主線節(jié)點(diǎn)處，為高度變寬斷面鋼箱梁，梁截面為單箱多室魚腹板截面，呈封閉式箱形截面，箱梁梁高為2.47 m，頂板寬度為38.7～54.299 m。主線橋G3-1(Z14)聯(lián)鋼箱梁位于主線橋跨四里河路交口,為等寬變高箱梁,箱梁全寬25 m,箱梁高度變化由2.27 m～3.57 m,保持翼板5.7 m范圍與魚腹式混凝土現(xiàn)澆箱梁外輪廓梁對齊,中腹板變高的方式變化,梁底采用二次拋物線方式變化,變化范圍為中墩橫梁之外向兩側(cè)各 28 m。懸臂梁采用焊接工字梁結(jié)構(gòu),鋼材材質(zhì)為Q345qD。鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見表1。

表1 鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2 鋼箱梁吊裝施工

在高架橋項目建設(shè)過程中，鋼箱梁吊裝是非常重要的組成部分，并且在實際施工期間危險系數(shù)比較高，因此在施工之前需要做好相應(yīng)的防護(hù)措施，對交通需要改移道路路線，并確保城市交通的正常運(yùn)輸，減少施工對交通系統(tǒng)的影響。鋼箱梁吊裝現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，垂直、水平運(yùn)輸?shù)闹萍s因素多[1]。同時需要提前準(zhǔn)備高架橋梁鋼箱梁吊裝施工的材料，以及相關(guān)的施工設(shè)備，并根據(jù)具體的施工程序制定相應(yīng)的施工管理措施，對全程施工進(jìn)行監(jiān)控。在準(zhǔn)備妥當(dāng)施工的準(zhǔn)備工作后，需將施工現(xiàn)場進(jìn)行封閉，并對周圍的環(huán)境做好保護(hù)措施，然后進(jìn)行高架橋梁鋼箱梁吊裝施工，如圖1所示。鋼箱梁吊裝進(jìn)行接口匹配時則需要進(jìn)行兩次操作，首先完成接口的粗匹配，其主要目的是調(diào)整箱梁線型，確保中心軸線[2]。

圖1 鋼箱梁吊裝施工

在實際施工期間，還需要對鋼箱梁的基礎(chǔ)坐標(biāo)、大小、高架橋的形狀、方位等進(jìn)行全面了解，并與施工設(shè)計圖紙、施工現(xiàn)場進(jìn)行核對，同時還需要對現(xiàn)場的組裝、焊接、安裝情況進(jìn)行檢查，在確保無誤的情況下，將相關(guān)的數(shù)據(jù)做好記錄、驗收后，由專業(yè)的安全員對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行檢查，確保高架橋梁鋼箱梁吊裝施工的安全質(zhì)量。

3 施工排架布設(shè)

本次主橋鋼箱梁臨時支架結(jié)構(gòu)設(shè)計成鋼管立柱格構(gòu)式支架，在支架頂部長度方向上設(shè)置橫撐(雙拼工字鋼)，支架基礎(chǔ)為350 mm厚C20混凝土，長寬尺寸按照圖紙施工，并設(shè)置預(yù)埋件與支架立柱焊接，如圖2所示。各支架具體位置高度將在施工時，由測量人員再復(fù)測并繪圖，現(xiàn)場交底，確保支架位置準(zhǔn)確。臨時支架高度以安裝之前現(xiàn)場測量為準(zhǔn)，支架采用直徑529×10 mm、420×8 mm的鋼管，材質(zhì)為Q235鋼。為保證排架的穩(wěn)定性，在進(jìn)行實際的施工之時，需要做好鋼桁支架的自重、施工人員和施工設(shè)備的荷載以及鋼箱梁節(jié)段施工整體過程給予支架所施加的最大荷載的分析，計算出最大荷載時候鋼桁支架需要承擔(dān)的應(yīng)力和內(nèi)力值，計算出鋼桁支架的位移、反力值以及穩(wěn)定系數(shù)[3]。

圖2 臨時排架布設(shè)

在高架橋梁鋼箱梁吊裝施工期間，在安裝過程中主要分為兩個階段，在確保交通道路通行的情況下，需要進(jìn)行道路中相應(yīng)排架的鋼箱梁安裝，主要開放部分交通，緩解交通壓力。此外，將道路中間的排架進(jìn)行拆除，并轉(zhuǎn)換交通，將剩余的排架鋼箱梁進(jìn)行安裝，并根據(jù)高架橋梁的承受力，將部分的排架進(jìn)行拆除，或者將相鄰的排架進(jìn)行拆除，減少對城市道路交通的影響。整體排架的單排寬度、長度以及高度應(yīng)當(dāng)保持在現(xiàn)有橋體可以承受的范圍內(nèi)，并相互搭配以增強(qiáng)排架的可用性與便捷性[4]。

4 鋼箱梁吊裝施工技術(shù)

4.1 選擇合適的吊車

高架橋梁鋼箱梁吊裝施工，主要的機(jī)械設(shè)備為吊車，一般情況下選擇的是雙機(jī)抬吊，但受現(xiàn)場的區(qū)域環(huán)境的影響，有時需要選擇大噸位單機(jī)作業(yè)，因此在吊車選擇方面需要根據(jù)起吊噸位，結(jié)合實際的施工環(huán)境進(jìn)行施工方案設(shè)計。此外，還需要對施工場地的環(huán)境、周圍環(huán)境問題等進(jìn)行全面分析，如果施工環(huán)境周圍的障礙物比較多，一般選擇較大噸位的汽車起重機(jī)來實施單機(jī)吊裝工作，選取的吊車與高架橋建造進(jìn)行匹配運(yùn)用，因此吊車選擇期間的參考影響因素比較多。

本工程主橋鋼箱組合梁吊裝吊耳安排在鋼箱組合梁底板上，與鋼箱組合梁腹板和橫隔板結(jié)構(gòu)相交的位置對應(yīng)。每一節(jié)段鋼箱組合梁設(shè)置吊耳四個，注意布置需兩端對應(yīng)，確保四個吊耳均勻受力，最大起重重量為104 t，單個吊耳的允許負(fù)荷取35 t。

4.2 鋼箱梁吊裝的施工要點(diǎn)

在吊裝過程中，應(yīng)盡快將箱梁安裝到位，盡量減少箱梁在高空的長時間停留，鋼絲繩與鋼箱梁頂板應(yīng)保持合理的角度，一般不宜大于60°[5]。在鋼箱梁放置在支架后，采用靜壓的方式進(jìn)行處理，一般靜壓的時間為3～7 d，然后觀察檢測支架的沉降程度，并做好記錄，在確保支架沉降穩(wěn)定后，在吊裝安裝完畢，則采用螺栓鎖定鋼箱，并將支座的鎖定裝置進(jìn)行鎖定，在高架橋施工結(jié)束后，需解除鎖定裝置。

4.3 鋼箱梁吊裝時的精度控制

在鋼箱梁施工期間，為了提高鋼箱梁的施工質(zhì)量，在吊裝期間不能有任何的差錯，因此在安裝期間，需要確保其精度，并嚴(yán)格安裝，才能有效提高吊裝施工的質(zhì)量。在吊裝施工期間，需要專業(yè)度較高的施工人員參與施工，主要在吊裝期間對施工人員進(jìn)行交底、培訓(xùn)，并對吊裝施工技術(shù)實施進(jìn)一步加強(qiáng)，提高施工人員的安全意識。此外，在吊裝施工前，還需要采用精密的儀器對施工的中心軸線和邊線進(jìn)行測定，然后用鋼板設(shè)定固定點(diǎn)，有助于方便后續(xù)的施工。在吊裝施工期間，需要使用限位碼板，主要防止梁段發(fā)生位移，一般情況下，主要采用三角鋼進(jìn)行固定，減少梁段位移的偏差，并利用固定三角鋼對箱體進(jìn)行固定，提高高架橋梁鋼箱梁施工的質(zhì)量。

4.4 提高鋼梁拼裝和安裝的質(zhì)量

鋼箱梁的吊裝工程在高架橋梁建設(shè)施工中屬于重要環(huán)節(jié)，在梁段安裝后，還需要對其進(jìn)行調(diào)整，以此確保高架橋的施工質(zhì)量。在調(diào)整拼接吊裝之前，需要施工人員做好測量，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，以便提高拼接施工的精度。對接焊縫端部按規(guī)定設(shè)置引板，并在引板上起、熄弧，確保焊縫端部質(zhì)量[6]。一般情況下，在調(diào)整期間，從第一節(jié)縱梁開始，調(diào)整完成一節(jié)之后，再進(jìn)行調(diào)節(jié)下一節(jié)，依次進(jìn)行調(diào)整，同時還要增加依偎板，有助于保持腹板的平直性。在鋼梁起吊期間，需要保持其平穩(wěn)性，并用依偎板進(jìn)行緊密貼合，以此確保高架橋梁鋼箱梁的施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語

目前，我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度越來越快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，為了改善城市交通擁堵現(xiàn)象，城市高架橋的建設(shè)正在逐步加大，鋼結(jié)構(gòu)箱梁高架橋成為高架橋建設(shè)的重要組成部分，鋼箱梁安裝施工需要在施工前做好施工準(zhǔn)備，確保施工周圍環(huán)境的安全性，選擇合適的吊車，對具體施工要點(diǎn)進(jìn)行分析，對施工的精度、拼接、安裝的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把握，保證鋼箱梁的吊裝施工質(zhì)量，提高鋼箱梁安裝施工技術(shù)，從而提高高架橋的整體施工質(zhì)量。