中承式系桿拱橋鋼混結(jié)合梁安裝施工技術(shù)

蘇自安SU Zi-an

（中鐵十四局集團(tuán)第三工程有限公司，濟(jì)南 250300）

0 引言

隨著我國城市橋梁快速發(fā)展，橋梁外觀造型已成為城市風(fēng)景線，追求一橋一景在設(shè)計中廣泛采用。傳統(tǒng)橋梁的吊裝工藝已十分成熟，如何解決淺水區(qū)域、水環(huán)保要求高、場地狹窄、超大長大構(gòu)件吊裝，是施工中需要解決的一大問題。

1 工程背景

巴彥淖爾市先鋒大橋跨越黃河總干渠，緊鄰舊先鋒橋凈距離13m，橋面采用整體化設(shè)計寬度45.1m。橋面系為鋼混結(jié)合梁、形成組合受力體系，混凝土橋面板不僅將橋面荷載傳遞給鋼梁，還與鋼梁形成組合結(jié)構(gòu)，在整體結(jié)構(gòu)中參與受力。其中中跨采用鋼結(jié)構(gòu)橫梁加橋面板形式，邊跨采用鋼結(jié)構(gòu)縱梁加橋面板的形式。

中跨橫梁采用鋼結(jié)構(gòu)箱型斷面，寬度1m，最高點梁高2m，橫梁高度方向采用臺階式由跨中位置向兩側(cè)漸變，橫梁間連接小縱梁間距8m。邊跨采用鋼結(jié)構(gòu)縱梁與混凝土加橋面板組合的結(jié)構(gòu)方式，縱梁邊梁采用箱型結(jié)構(gòu)，中梁采用工字?jǐn)嗝娼Y(jié)構(gòu)，連接橫梁間距5m。

橋面板采用鋼筋混凝土預(yù)制板，安裝完成后現(xiàn)澆濕接縫形成橋面整體，濕接縫區(qū)域設(shè)置剪力釘，與鋼結(jié)構(gòu)縱橫梁組成組合結(jié)構(gòu)體系。（圖2）

圖2 鋼混結(jié)合梁平面圖

按照常規(guī)工藝，鋼梁安裝采用浮吊或者大型吊車進(jìn)行安裝，由于河道屬于淺水河道，并且每年有長時間枯水期，新建橋梁與舊橋凈距小，水上起重設(shè)備無法施工。大型吊車釣魚法安裝對基礎(chǔ)支架承載力要求高，安裝周期長等嚴(yán)重降低工效、制約工期，增加成本，施工過程中存在安全風(fēng)險。

綜合各種情況盡可能減少對河道流水?dāng)嗝娴挠绊憽⒔档统L構(gòu)件安裝過程的安全風(fēng)險，提高現(xiàn)場安裝工效，采用龍門吊安裝有效解決場地、工期、成本、安全等因素。

2 鋼混結(jié)合梁安裝總體方案

橋面鋼梁采用龍門吊吊裝工藝，龍門吊采用雙剛性腿、雙天車、單側(cè)雙軌道的結(jié)構(gòu)形式，跨度50m、凈高33m、單天車最大額定吊重80t。龍門吊軌道設(shè)置在鋼梁外、將整個橋梁包裹在里面。構(gòu)件吊裝時采用雙車抬吊，將構(gòu)件安裝于支撐支架上。

3 鋼混結(jié)合梁安裝工藝流程及控制措施

3.1 鋼梁安裝工藝流程

①施工龍門吊支架并安裝龍門吊。②搭設(shè)橫縱梁安裝支架。③現(xiàn)場鋼梁組拼。④龍門吊進(jìn)行鋼梁進(jìn)行安裝安裝。邊跨橋面系鋼梁安裝順序：HL1→HL2→ZL1-ZL6→縱梁間小橫梁。

中跨橋面系鋼梁安裝順序（從中間向兩邊對稱安裝）：

HL4→HL4 及兩橫梁之間縱梁→直至HL4 及之間的縱梁安裝完成→HL3 及之間縱梁。

3.2 龍門吊支架施工及安裝工

龍門吊行走支架自小里程向大里程方向搭設(shè)，走行支架跨度6m，頂面寬3m，結(jié)構(gòu)形式自上而下為P50 鋼軌、間距50cm 的25 工字鋼、4 片貝雷梁、雙拼45 工字鋼橫梁、3根直徑529mm 壁厚10mm 的鋼管樁。支架搭設(shè)完成后在軌道上組拼龍門吊。（圖3）

圖3 龍門吊安裝示意圖

3.3 鋼混結(jié)合梁安裝支架施工

主跨HL4 共20 根，HL2 共2 根，HL3 共2 根。主跨鋼梁支架縱向共布置4 排，每排布置20 根鋼管樁，間距4m，鋼管樁頂部布置雙拼工字鋼縱梁。為了方便標(biāo)高調(diào)節(jié)，縱梁采用間斷布置，每2 根樁頂布置一根6m 的縱梁，縱梁頂面標(biāo)高自岸邊向跨中逐步加高。鋼管樁規(guī)格為?630×12mm，為方便支架卸落，每個支點處布置2 個砂箱，砂箱支撐于橫梁腹板位置。

邊跨縱梁安裝時僅在邊跨跨中橫向布置一排鋼管，可保證縱梁施工階段受力符合設(shè)計要求。（圖4、圖5）

圖4 鋼梁安裝支架立面布置圖

圖5 鋼梁安裝支架平面布置圖

3.4 鋼梁現(xiàn)場組裝

3.4.1 分段長度及重量

全橋邊跨鋼梁ZL1 最重，單件重25.8t，廠內(nèi)加工時分成2 段，分段最大長度16.2m，最大重量16.9t。中跨鋼梁HL2 最重，單件重62.5t；廠內(nèi)加工時分成3 段，分段最大長度14.4m，最大重量19.7t。（表1）

表1 鋼梁分段長度及尺寸統(tǒng)計表

3.4.2 現(xiàn)場組拼

在0 號橋臺后設(shè)置拼裝場地，場地碾壓密實后澆筑20cm 厚混凝土，胎架布置4 道，間距14.6米和9m。（圖6）

圖6 鋼梁拼裝胎架布置圖

3.5 鋼梁安裝

3.5.1 吊點布置（圖7-圖10）

圖1 先鋒大橋外觀

圖7 HL1 吊點布置圖

圖10 HL4 吊點布置圖

3.5.2 鋼梁安裝

在橫梁支架上安裝預(yù)壓完成的砂箱、每支點處安裝2 個砂箱，砂箱頂標(biāo)高預(yù)留-3mm，安裝時使用薄鋼板進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。

3.5.3 臨時連接

在鋼梁吊裝到位后進(jìn)行初定位，調(diào)整到位后用槽鋼固定進(jìn)行，然后利用碼板臨時焊接，碼板采用200×150×16mm 的Q235B 鋼板。中跨安裝過程中兩根橫梁安裝完成后立即在兩側(cè)各完成1 根縱梁安裝，形成穩(wěn)定體系。

3.5.4 永久性焊接

焊接前根據(jù)天氣情況設(shè)置防風(fēng)措施，當(dāng)風(fēng)速小于2m/s的情況下一般用防風(fēng)罩，但當(dāng)風(fēng)速大于2m/s 不超過10m/s時必須采取雙重防風(fēng)措施。焊接前按照工藝評定選擇襯墊，進(jìn)行安裝，按照設(shè)計順序進(jìn)行施焊。焊前必須按工藝文件檢查坡口尺寸、根部間隙等，如不合要求應(yīng)處理。焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣、焊瘤、未填滿的弧坑等缺陷，如有焊縫開裂查明原因，采取措施后清除開裂定位焊縫,重新定位焊接。焊接完成后，對焊縫全部進(jìn)行檢查，合格率100%。

圖8 HL2 吊點布置圖

圖9 HL3 吊點布置圖

3.5.5 焊接要求

①焊接施工時必須注意焊縫的始端、終端和焊縫接頭處不得產(chǎn)生缺陷。

②焊接角焊縫和對接焊時，應(yīng)選擇符合接頭形式的合適焊接道數(shù)，焊接出焊縫外觀合格、變形小的焊縫；過程中總結(jié)各層焊道的焊接參數(shù)，確保各焊道間的熔合和外觀形狀。

③不應(yīng)在母材上產(chǎn)生弧坑；焊接電弧必須沿焊縫中心線運行。

④焊接中及冷卻時，板材或構(gòu)件不得承受有害的沖擊及振動。

⑤施焊時母材的非焊接部位嚴(yán)禁焊接引弧，應(yīng)在引弧板、引出板或焊縫的焊接起點部位引弧、熄弧。

⑥多道、多層焊接宜連續(xù)施焊，盡量控制焊縫接頭。每一道焊縫焊完后及時清理檢查，清除藥皮、熔渣、溢流和其它缺陷后再焊接下一道，若存在缺陷，則首先修補(bǔ)缺陷、打磨，然后進(jìn)行后續(xù)工作。清理工作要在溫度冷卻到低于道間溫度上限后才可進(jìn)行清理。

⑦構(gòu)件的焊接順序使焊縫能夠處于自由收縮的狀態(tài)，接頭部位有對接焊縫和角接焊縫時，先焊接對接焊縫，然后焊接角接焊縫；先焊接橫向?qū)雍缚p，后焊接縱向?qū)雍缚p。

3.6 混凝土板安裝

鋼結(jié)構(gòu)焊接完成、焊縫探傷合格后，通過龍門吊安裝混凝土橋面板并及時施工剪力釘，待橋面板安裝完成現(xiàn)澆混凝土接縫形成整體。

3.7 質(zhì)量控制措施

3.7.1 焊縫控制

鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測質(zhì)量控制的重要手段，焊接檢驗分焊縫外觀檢驗、無損檢測。外觀檢驗包括：焊縫成形直線度、余高、咬邊、焊瘤、缺肉等。無損檢測包括：射線、超聲波、磁粉、等檢測形式。對判定不合格的焊道應(yīng)由焊接工程師組織相關(guān)人員分析不合格原因，制定返修方案，選派技術(shù)良好的焊工及時完成返修，并再次探傷合格。相同位置焊縫的返修不得超過三次。

3.7.2 安裝控制措施

安裝過程中通過每個安裝階段的標(biāo)高定位調(diào)整，確保安裝偏差控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H氣候及施工進(jìn)程，按照監(jiān)控指令進(jìn)行調(diào)整。

安裝過程中的空間坐標(biāo)隨著溫度變化而變化，為了確保安裝過程中的精度，應(yīng)24 小時的觀測，以便確定合適的配切長度、保證安裝質(zhì)量。

4 結(jié)束語

通過對龍門吊法安裝鋼混結(jié)合梁施工技術(shù)的研究，總結(jié)了鋼梁安裝的關(guān)鍵控制技術(shù)，解決了淺水區(qū)域、水環(huán)保要求高、場地狹窄、超大長大構(gòu)件吊的問題。在確保了施工質(zhì)量和安全的前提下，提高了工效，優(yōu)化了吊裝設(shè)備，降低了施工成本，減少了資源浪費，本技術(shù)將對今后類似工程施工具有很好的指導(dǎo)意義。