鋼桁架連續(xù)梁橋施工工藝及監(jiān)控技術(shù)

秘榮明

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050000）

0 引言

在鋼桁架連續(xù)梁橋工程施工中，要制定總體施工方案，仿真計(jì)算橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，加強(qiáng)關(guān)鍵工序的施工技術(shù)控制，做好施工全過程的監(jiān)控監(jiān)測工作，以保證橋梁應(yīng)力、線形、沉降等實(shí)測數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1 工程概況

某橋梁工程為三跨變截面連續(xù)鋼—混組合桁架橋，跨徑330m，橋面寬43m，分左右兩幅，中央分隔帶寬1.5m，單幅寬20.75m。主橋面板為現(xiàn)澆混凝土橋面板，厚為28cm，采用分段澆筑工藝，利用T形板和剪力釘連接鋼桁架結(jié)構(gòu)?；炷翗蛎姘鍍?nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束，采用分批張拉施工技術(shù)。主橋采用主跨140m的鋼桁架連續(xù)梁，每個(gè)墩位采用48根鉆孔灌注樁，樁長為70m。

2 鋼桁架連續(xù)梁橋施工工藝及監(jiān)控技術(shù)

2.1 施工工藝

2.1.1 桁片制造安裝流程

（1）結(jié)合本工程的設(shè)計(jì)要求，制作橋桁片，制作工藝流程為：制作單元件→涂裝單元件→制作桁片→拼裝雙榀吊裝桁片→焊接桁片→橋位防腐涂裝。

（2）在制作鋼桁架時(shí)，按照廠制預(yù)拱度設(shè)計(jì)胎架縱向各點(diǎn)標(biāo)高，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求設(shè)計(jì)橫向各箱梁底面標(biāo)高[1]；鋼桁架的下弦和上弦施工分別采用正拼法、倒拼法，其中兩個(gè)單元件采用臥拼法。

2.1.2 作業(yè)平臺(tái)組拼

（1）在施工現(xiàn)場預(yù)制施工平臺(tái)，采用鋼管樁支撐平臺(tái)，要求施工平臺(tái)的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)到規(guī)范要求；預(yù)壓處理作業(yè)平臺(tái)，避免作業(yè)過程中出現(xiàn)不均勻沉降；在水上作業(yè)平臺(tái)上預(yù)留出30～35cm，用于打頂調(diào)梁；在每個(gè)焊縫附近均安裝臨時(shí)支撐，防范施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）調(diào)整梁段，固定作業(yè)平臺(tái)，焊接作業(yè)平臺(tái)的桿件，加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制[2]。

（3）上弦作業(yè)平臺(tái)固定在上弦接口處，采用吊籃形式；下弦作業(yè)平臺(tái)預(yù)留出橋位，采用護(hù)欄形式。

2.1.3 梁段吊裝

（1）本工程的單元吊裝段確定為1/4、3/4節(jié)點(diǎn)處，將吊裝夾具安裝到鋼桁梁節(jié)點(diǎn)位置，準(zhǔn)備吊裝。

（2）計(jì)算節(jié)段吊裝受力值，在中墩節(jié)段中，最大應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，最大變形量為0.61mm，符合設(shè)計(jì)中的彈性變形量要求[3]。

2.1.4 鋼桁梁架設(shè)

（1）在加工廠焊接拼裝鋼桁架單元件，質(zhì)量檢查合格后運(yùn)至施工現(xiàn)場；施工現(xiàn)場采用龍門吊組拼鋼桁架，龍門吊型號(hào)為120t，共2臺(tái)。

（2）在雙棧橋完工后，拼裝跨線龍門吊機(jī)，開始臨時(shí)墩施工；在考慮到本工程航道通航因素的情況下，配合采用200t浮吊開展吊裝作業(yè)。

（3）鋼桁梁的架設(shè)流程為：采用120t龍門吊施工棧橋；臨時(shí)墩施工采用履帶吊，龍門吊負(fù)責(zé)吊裝臨時(shí)墩的中間部位[4]；龍門吊吊裝1#、2#墩的D5、D9節(jié)；按照順序吊裝與D5、D9節(jié)段相鄰的橫撐和平聯(lián)；繼續(xù)吊裝D4、D3、D2、D1、D6節(jié)段的鋼桁架及其附屬構(gòu)件；吊裝D8節(jié)桁片，此節(jié)桁片位于主橋墩；采用浮吊吊裝4排臨時(shí)墩，最后吊裝D7合龍節(jié)，合龍節(jié)段由2臺(tái)龍門吊同時(shí)起吊，吊裝完成后再對(duì)稱吊裝相鄰橫撐和平聯(lián)。

2.1.5 合龍段安裝

測量梁端位移，確定合龍段長度，根據(jù)確定的長度配切鋼桁架，預(yù)留出15cm切割余量；在合龍段與兩端懸臂段連接中采用頂?shù)装寮訌?qiáng)件，連接后采用環(huán)縫焊接工藝；在焊縫全部完工后完成合龍。

2.1.6 現(xiàn)場焊接

（1）在橋梁上搭設(shè)焊接平臺(tái)，要求焊工穿戴齊全防護(hù)用具，保證焊工空中作業(yè)的人身安全；焊接采用CO2氣體保護(hù)焊，使用藥芯焊絲。

（2）在降雨、大風(fēng)、大霧的天氣條件下盡量停止焊接施工，設(shè)置遮擋工作棚，在做好防護(hù)措施后可繼續(xù)施工；在焊縫被雨水淋濕的情況下，要用火焰加熱法去除焊縫上殘留的水分，再將焊縫周邊位置打磨干凈，不得留有銹跡，之后繼續(xù)焊接[5]。

（3）在縱向分段焊接中，按照下弦桿環(huán)口焊接、上弦桿環(huán)口焊接、橫聯(lián)焊接的順序依次焊縫；在環(huán)形焊縫焊接時(shí)，在焊縫位置安排雙數(shù)焊工，焊工采用對(duì)稱焊接方式；在箱型結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，同時(shí)焊接腹板兩側(cè)焊縫，同時(shí)焊接平焊縫和仰焊縫；在立焊到1/3板厚的位置時(shí)，換至仰面或平面位置繼續(xù)焊接，之后輪換立焊，直到焊接完工[6]。

2.2 施工監(jiān)控

2.2.1 監(jiān)控內(nèi)容

鋼桁架連續(xù)梁施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，為確保工程質(zhì)量要做好相關(guān)的監(jiān)控工作，具體監(jiān)控內(nèi)容如下：

（1）關(guān)鍵截面的應(yīng)力監(jiān)測，如弦桿、腹桿、橋面板等，以應(yīng)變計(jì)作為應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備，通過振弦式傳感器采集相關(guān)數(shù)據(jù)，傳感器的靈敏度應(yīng)不低于1με。

（2）橋梁結(jié)構(gòu)線形及變化是施工監(jiān)測的主要內(nèi)容，對(duì)鋼桁架的豎向高程和水平偏移量要嚴(yán)格控制，若偏移超限則必須立即停工，查明原因解決處理后，方可恢復(fù)施工。

（3）橋梁施工中要監(jiān)測墩柱沉降，確保上部結(jié)構(gòu)施工能夠順利開展。監(jiān)測方法為墩柱上埋設(shè)棱鏡，可每間隔30d觀測一次，對(duì)沉降值準(zhǔn)確記錄[7]。

（4）橋梁的線形和應(yīng)力會(huì)受到溫度影響，因此在鋼桁架連續(xù)梁施工中，要做好溫度監(jiān)測工作。通過監(jiān)測獲取各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度，為定位坐標(biāo)和應(yīng)力控制提供可靠依據(jù)。

2.2.2 監(jiān)控過程

（1）在鋼桁架連續(xù)梁施工過程中，搭設(shè)臨時(shí)支架時(shí)必須預(yù)壓，以此來消除非彈性變形，并測量出實(shí)際的變形值，據(jù)此確定鋼桁架的預(yù)抬值。可以按照120%的鋼桁架自重對(duì)臨時(shí)支架堆載預(yù)壓，時(shí)間不少于72h，當(dāng)支架連續(xù)24h內(nèi)的沉降量低于2.0mm時(shí)，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，便可結(jié)束預(yù)壓[8]。

（2）本工程中，監(jiān)控時(shí)間長且工作量比較大的環(huán)節(jié)是鋼桁架現(xiàn)場拼裝，為確保拼裝質(zhì)量，相關(guān)單位要做好溝通和協(xié)調(diào)工作。監(jiān)理單位要依據(jù)實(shí)際開展分析計(jì)算，為施工單位提供準(zhǔn)確無誤的控制點(diǎn)高程及鋼桁架預(yù)拱度，并將應(yīng)變計(jì)布設(shè)在關(guān)鍵桿件的受力部位，當(dāng)一個(gè)節(jié)段施工后，應(yīng)及時(shí)采集應(yīng)力，與理論應(yīng)力做對(duì)比，獲取偏差值。若是偏差超出規(guī)范要求必須停工并查明原因，解決處理后才能恢復(fù)施工，避免影響結(jié)構(gòu)的安全性。可依據(jù)監(jiān)理單位給出的預(yù)拱度加工鋼桁架，在一個(gè)節(jié)段施工后，開展聯(lián)合測量，借此來復(fù)核施工定位，確認(rèn)無誤后，便可施工下個(gè)節(jié)段。

（3）鋼桁架合龍段架設(shè)前，要對(duì)控制點(diǎn)高程及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力連續(xù)監(jiān)測，每間隔2h采集一次數(shù)據(jù)，時(shí)間不少于3個(gè)工作日，以此來為最佳合龍時(shí)機(jī)的選擇提供依據(jù)；臨時(shí)支架拆除時(shí)，可通過模擬計(jì)算的方法，確定出最佳的順序。拆除過程中監(jiān)測應(yīng)力和高程，看實(shí)測值與理論值之間存在的偏差是否超限，若是超限，則必須查明原因，避免影響結(jié)構(gòu)安全。

（4）按照施工圖紙的要求控制橋面板的厚度，可將應(yīng)變計(jì)布設(shè)在重要的截面上，在張拉前采集應(yīng)變，與理論值對(duì)比，為預(yù)應(yīng)力的合理施加提供依據(jù)。

3 結(jié)語

鋼桁架連續(xù)梁橋施工要加強(qiáng)關(guān)鍵工序施工質(zhì)量控制，由工廠完成桁片制作，將桁片運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場采用龍門吊進(jìn)行梁段吊裝，在鋼桁梁架設(shè)和合龍段安裝完畢后，安排焊工現(xiàn)場焊接接縫。在橋梁施工全過程中，要對(duì)鋼桁架應(yīng)力、橋面線形、墩柱沉降進(jìn)行監(jiān)測，保證工程施工質(zhì)量。