鋼箱梁分段吊裝施工關(guān)鍵問題及變形監(jiān)測

徐小懷

摘 要：鋼箱梁具有施工速度快、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和鋼度高、線型美觀和維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，在市政工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。文章主要總結(jié)分析了鋼箱梁分段、吊裝施工中的控制要點(diǎn)，以滿足工程的精度、安全性和穩(wěn)定性的要求。鋼箱梁的分段吊裝法對跨度相對大的一些橋梁來說具有較良好的實(shí)效性，然而在施工期間需重點(diǎn)思考開口鋼箱梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時該怎樣實(shí)施加固，以保證橋梁建筑的整體質(zhì)量，同時實(shí)施具體的施工操作。除此之外，對于完成施工的橋梁所產(chǎn)生的變形情況也不會忽略，所以必須要選擇與橋梁建筑本身特點(diǎn)相適的測量方法，并進(jìn)行有效的測量。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁;分段吊裝;施工關(guān)鍵;變形監(jiān)測

1 鋼箱梁在進(jìn)行分段吊裝過程中所面對的關(guān)鍵性問題

1.1 開口箱梁扭轉(zhuǎn)

鋼箱梁開口是鋼箱梁施工中十分常見的問題，一旦出現(xiàn)開口問題，鋼箱梁結(jié)構(gòu)的抗扭剛度將會大大降低，如果得不到適當(dāng)?shù)奶幚?，可能會?dǎo)致極大的扭轉(zhuǎn)變形問題的發(fā)生，橋梁結(jié)構(gòu)的承重能力也會大大降低，進(jìn)而影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。施工時，需要多加考慮，可以將桿件的長度、斷面高度以及斷面厚度相差較大的彈性桿件作為薄壁桿件。斷面桿件的狀態(tài)也會影響箱梁開口的情況，如果斷面桿件形狀為非封閉形狀，那么很容易出現(xiàn)開口斷面問題，這類問題的發(fā)生也會使得桿件容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)。所以，在實(shí)際施工中， 工作人員必須嚴(yán)格做好設(shè)計和計算，避免斷面開口問題的發(fā)生。

1.2 開口箱梁加固

對箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密的計算，判斷其是否存在開口或者扭轉(zhuǎn)的風(fēng)險，評估其對整個橋梁項(xiàng)目的影響。如果鋼箱梁結(jié)構(gòu)存在扭轉(zhuǎn)風(fēng)險，必須采取有效的加固措施對其進(jìn)行加固，避免其對整個橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。經(jīng)常應(yīng)用到的加固方法主要有兩種。①鋼板式加固法。對鋼箱梁進(jìn)行檢查，如果結(jié)構(gòu)存在開口問題，立即采取焊接施工技術(shù)對其進(jìn)行處理，避免扭轉(zhuǎn)問題的發(fā)生，進(jìn)一步提高鋼箱梁的抗扭轉(zhuǎn)剛度。②桁架式加固法。對鋼箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查， 如果存在開口問題，可以應(yīng)用桁架式加固法進(jìn)行加固和處理，進(jìn)一步提升鋼箱梁結(jié)構(gòu)的臨時加固效果。不同的加固施工方法，具有不同的特點(diǎn)和優(yōu)劣勢。比如鋼板式加固法的應(yīng)用可以明顯提升鋼箱梁的剛性，保障加固效果。

2 鋼箱梁分段吊裝的施工方法

2.1 鋼箱梁制造

鋼箱梁制作中需要應(yīng)用到的原材料有Q345C鋼材、直徑為20mm的圓柱頭焊釘和直徑為15mm的圓柱頭焊釘。制作材料準(zhǔn)備就緒后，可以進(jìn)行鋼箱梁的制作，這里需要注意，采購部門在采購鋼材時，應(yīng)盡可能采購大規(guī)格鋼材，以便減少拼裝操作。焊接操作在坡口角的位置完成，U型加勁肋與頂板之間的間隙的寬度應(yīng)≤0.5mm，以進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，焊縫結(jié)構(gòu)端需要充分地打磨勻順。鋼箱梁分段首要原則：在受力較小處。通過計算機(jī)受力模擬，同設(shè)計溝通，并經(jīng)設(shè)計驗(yàn)算分析、確認(rèn)、同意。箱梁受力示意圖如圖1所示。

2.2 施工安排

施工總體流程：場地平整、硬化→施工便道、支架基礎(chǔ)施工→安裝支架架設(shè)→支座、支架復(fù)核→分塊運(yùn)輸→吊車就位→試吊→起吊安裝→復(fù)測、固定→節(jié)段焊接→焊縫檢測→橋位補(bǔ)涂→鋼橋梁主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收裝→支架拆除→ 橋面鋪裝施工。在施工前，對從鋼梁制造公司到橋位安裝現(xiàn)場運(yùn)輸路線進(jìn)行考察，經(jīng)過專人反復(fù)核實(shí)道路情況及其沿線的收費(fèi)站、路橋、涵洞、電線電纜等的高度、寬度，確定該工程鋼箱梁運(yùn)輸塊段的最大尺寸和重量。鋼箱梁按照既定、規(guī)劃、審批交通路線運(yùn)輸?shù)綀觯?jīng)現(xiàn)場復(fù)核合格后，方可進(jìn)行起吊、安裝，按設(shè)計要求，用千斤頂進(jìn)行微調(diào)整，符合設(shè)計圖紙要求線形后， 及時進(jìn)行現(xiàn)場焊接。按照J(rèn)D1→JD3→JD2→JD5→JD4順序吊裝。

2.3 支架位置

結(jié)構(gòu)臨時支撐體系是保證鋼箱梁線形及結(jié)構(gòu)安全的重要措施，在施工前必須對其編制專項(xiàng)施工方案，并進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計驗(yàn)算，在施工期間要加強(qiáng)沉降監(jiān)測，嚴(yán)控不均勻沉降。經(jīng)實(shí)地勘察放樣后，支架位置位于三環(huán)主車道上，支架立柱4根位于橋臺內(nèi)側(cè)，4根立柱位于高架橋上方;福州機(jī)場高速左、右幅中央分隔綠化帶有0.6m寬;下面兩幅預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁中心間距2.75m，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁中心間距2m，梁寬0.75m，因此支架立柱間距采用6.75m，立于橋梁主結(jié)構(gòu)上方。

2.4 焊接控制要點(diǎn)

（1）梁段吊裝就位后，梁段微調(diào)完成報總包單位檢驗(yàn)確認(rèn)再經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)驗(yàn)收合格后，現(xiàn)場分段進(jìn)行焊接。焊接順序同架設(shè)順序，鋼箱梁段與鋼箱梁段之間的焊接;先焊縱縫、后焊接環(huán)縫，最后焊接嵌補(bǔ)段等預(yù)留焊縫。焊接必須嚴(yán)格按照既定流程，采取合理的焊接順序及保證措施，減少焊接變形。（2）特別注意現(xiàn)場安裝焊接環(huán)境，當(dāng)焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時，需采取有效防范措施，否則禁止施焊。①氣體保護(hù)焊風(fēng)速大于2m/s時，必須采用防風(fēng)棚、防風(fēng)罩等措施。②相對濕度大于80%時，采用火焰加熱法將工件表面的水分去除。③雨天采用搭建防雨棚保證施焊時不受風(fēng)雨的影響，否則應(yīng)停工。④焊件溫度低于5℃時，縫口兩側(cè)100mm范圍內(nèi)按照要求烘烤加溫。

3 鋼箱梁分段吊裝施工變形監(jiān)測

3.1 人工測量法

主要利用機(jī)械儀表以及光學(xué)儀器進(jìn)行測量檢查。其中機(jī)械儀表測量就是通過千分表或者百分表等機(jī)械儀表進(jìn)行橋梁的變形監(jiān)測分析。例如，通過機(jī)械傳動裝置實(shí)現(xiàn)對橋梁負(fù)荷狀態(tài)之下進(jìn)行擾度、相對位移以及裂縫等變形狀況的分析，此種測量方式相對較為簡單便捷，且各項(xiàng)設(shè)備也可以重復(fù)性的應(yīng)用。光學(xué)測量法就是通過一些具有光學(xué)原理的儀器設(shè)備進(jìn)行變形狀況測量分析，較常應(yīng)用的主要就是水準(zhǔn)儀測量法。在測量中通過在橋梁穩(wěn)固位置布置水準(zhǔn)儀，利用光學(xué)原理進(jìn)行橋梁加載前以及加載之后高程差的自動識別分析，進(jìn)而計算分析橋梁的變形值。

3.2 自動測量

首先，GPS測量是新時代下先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，其具有全天候、連續(xù)性、全球性及精密性的導(dǎo)航和定位功能，同時還存在良好的抗擾性與保密性。最近幾年使用GPS技術(shù)的應(yīng)用比較頻繁。GPS測量原理是將一臺接收機(jī)裝置在參考點(diǎn)處，另一臺接收機(jī)安裝在橋梁結(jié)構(gòu)變形機(jī)率大的位置處， 兩臺接收機(jī)統(tǒng)一工作并對多個衛(wèi)星進(jìn)行觀測，由此得到變形點(diǎn)發(fā)生機(jī)率大的空間位置。GPS測量特點(diǎn)主要體現(xiàn)在，測量準(zhǔn)確度低、測量范圍大、空間絕對基準(zhǔn)、測量點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)間跨度不限。所以GPS測量法較適合應(yīng)用在變形相對較大的大跨度橋梁變形測量。其次，激光圖像測量法。該方法的工作原理是可通過激光所具備的方向性。先把激光器安裝于橋梁建筑的被測點(diǎn)處，如此激光器便會隨橋梁變形自動變化，激光器所射出的激光照射到固定光電接收器中，光斑中心在此情況下也會形成等量變化。所以，僅需測量光斑所在中心位置處的變化便能夠獲得橋梁結(jié)構(gòu)的變形情況。

參考文獻(xiàn)：

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