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连续箱梁波形钢腹板安装技术研究

2020-10-20卢其波

砖瓦世界·下半月 2020年6期
关键词:安装施工技术

卢其波

摘 要:连续箱梁波形钢腹板安装施工在实际的工程施工中被广泛的应用,良好的技术保障对于提升结构体的整体性能具有重要的促进作用。施工过程中要注意各个施工流程的工艺技术质量控制,做好重点质量控制措施的实施,充分保障有关施工工作能够有效的发挥其价值优势。

关键词:波形钢腹板;连续箱梁;安装;施工技术

1 引言

波形钢腹板连续箱梁,显著降低了桥梁自重,改善了相关结构的使用性能,大大提高了工程的建设价值。通过不断探索施工过程中的技术研究,能够更好地提升相关技术水平,提高工程建设的质量。

2 工程概况

地约科1号大桥位于墨江县地约科村附近旱地,具有墩高、跨大、大斜坡、顺层危岩体及场地小等难点。

该桥位于整体式路基段,桥梁总长455m(含桥台),最大桥高 93.4 米。

跨径布置为(3×30m 预应力砼(后张)先简支后连续 T梁)+(72+125+72m 波形钢腹板连续刚构)+(3×30m 预应力砼(后张)先简支后连续 T梁)。单幅桥标准桥面宽度为 12.5m,墩台径向布置。

主梁采用单箱单室截面,中墩支点梁高取 7.8m,高跨比 1/16.02,边墩支点及跨中梁高 3.5m,高跨比 1/35.71。梁高按 1.8 次抛物线变化。

波形钢腹板采用 1600 型波形钢板,材料为 Q345C 钢,采用模压法成形。钢腹板波形水平段长 430mm,斜段长 430mm,斜段水平方向长 370mm,波高 220mm,弯折半径不小于 15 倍板厚。波形钢腹板跨中至中墩厚度采用 16mm、18mm、20mm、22mm、25mm。

3 波形钢腹板连续箱梁施工工艺流程与技术方案

3.1 施工工艺流程

波形钢腹板连续箱梁具体施工工艺流程如下:起重吊装→螺栓临时连接→坡度调整、高程定位→临时固定焊接→螺栓紧固→平面位置精确定位→焊接连接固定。

3.2 技术方案

3.2.1 施工准备

3.2.1.1 安装前应准备好手拉葫芦、吊装设备、测量仪器等。

3.2.1.2 对施工现场的构件临时存放点进行硬化,保证构件清洁。

3.2.1.3 钢腹板运输钢腹板从加工厂运往工地后,按编号集中堆放。

3.2.1.4 完成波形钢腹板螺栓连接摩擦面处理。

3.2.1.5 在波形钢腹板起吊之前,在底板上安装垫块及槽钢衬垫作为钢腹板下支架(支架高度需考虑钢腹板纵坡)以确保钢腹板高程。

3.2.2 吊装作业

3.2.2.1 采用塔吊直接起吊钢腹板至梁体上。有风时禁止吊装。塔吊吊装时先将钢腹板吊离地面20cm~50cm高度,待塔吊立柱没有明显摇摆,钢腹板无摆动或旋转后再平稳起吊。

3.2.2.2 塔吊将钢腹板吊至梁体后,使用梁体上专用龙门吊吊装就位。吊装时采用手拉葫芦配合作业的方法吊装。

3.2.3 安装作业

3.2.3.1 将钢腹板吊装就位,按照测量放样的轴线定钢腹板下口中心线,并点焊临时固定。

3.2.3.2 待测量复核后采用10#槽钢作钢腹板横向连接,加固确保其稳定性。

3.2.3.3 钢腹板起吊至设计位置,对孔时利用小撬棍尖端插入孔内拨正,微微起吊或落钩使杆件转动对正上螺栓孔。

3.2.3.4 使用小撬棍螺栓孔对孔后,立即穿入冲钉。随后对中螺栓孔进行对孔,对好孔后穿入冲钉。

3.2.3.5 对已安装的波形钢腹板进行纵横向定位,对好下螺栓孔后,立即安装下螺栓,随即取出中螺栓孔中的冲钉并安装中螺栓,最后取出上螺栓孔中的冲钉安装剩余螺栓。

3.2.3.6 安装螺栓时应顺畅穿过螺孔,不得强行敲入,穿入方向全桥一致,螺栓轴线垂直于钢板表面。初步安装完成后马上进行螺栓紧固。

3.2.3.7 如下图进行焊接。

3.2.4 波形钢腹板安装注意事项

3.2.4.1 首块钢腹板定位精度极其重要,将直接影响后续钢腹板的准确就位。

3.2.4.2 施工中每一节段均对已完成的箱梁进行测量,若有偏差,及时通过螺栓位置逐段调节,避免误差累计。

3.2.4.3 钢腹板的安装坡度对桥梁线型的影响比高程和轴线的绝对值对桥梁线型的影响更大。因此在安装过程中在保障高程和轴线位置的前提下着重控制坡度控制。

3.2.4.4 钢腹板安装定位过程中,应先精调坡度和高程。待坡度和高程調整完毕,焊接牢固后再调轴线平面位置。二者顺序不可颠倒。

4 常见安装问题及处理措施

4.1 上下错台

有时候为了调整高程误差,有时候由于工人责任心差等等原因,会导致如下图1,图2所示错台情况。

出现这种情况,不符合设计图纸,必须将底板调整到同一直线上。

由于龙门吊或者塔吊吊装,都难以直接控制到毫米精度。因此可在固定端底板上焊一钢板作为线型控制参照物,然后点动塔吊或者龙门吊,缓慢调整,最终将高程调整到一条线上,如图3所示。

由于受吊装设备、安装水平、各种变形等等因素影响,最终不可避免,导致出现高程误差和坡度误差。

两种误差,虽然名称不同,性质不同,但在实际施工过程中,却往往互相影响,同时出现。调整高程误差,需要考虑设计坡度。调整坡度误差,需要考虑设计高程。

4.2.1 高程调整方法

将钢腹板竖向中心附近2~3颗连接螺栓完全拧松,其余连接螺栓暂时拔出。如下图所示,拧松中间3颗蓝色螺栓,拔出上下6颗黑色螺栓。然后以钢腹板的中心点为圆心,将需要调节的自由端钢腹板根据调整需要,在螺杆与孔间隙范围内朝调整方向进行旋转,直至符合设计要求。具体如下图所示。

注意事项:

4.2.1.1 高程调整不可直接将自由端钢腹板简单上提或下降,造成错台。

4.2.1.2 为保障操作稳定性,一般需要在固定端底板下焊接两块小钢板,作为避免错台的参照物。以免吊装难以控制操作精度。

4.2.1.3 离中心螺栓越远的螺栓孔错位越大。若不能满足螺杆穿孔直径,一般需要进行扩孔,然后再穿连接螺栓固定。

4.2.2 坡度调整

实际安装过程中,往往出现实际安装线型坡度与设计坡度存在偏差。如下图所示,设计线型为AB,而实际第一节段安装线型为AC。若第二节段线型不予及时调整,则会按CE线型进行,偏差成倍放大。

若第二节段直接将端头高程调回至设计B点,则坡度需要调整2a°,在C点出现较大拐点,容易导致较大应力集中。

为保证线型平顺,第一次调整角度建议为a°,第二次和第三次各调整1/2a°,详见下图所示:

4.3 风对焊接质量的影响

由于该桥地处河谷,春夏季节下午13:00--18:00墩顶高度风速较大。严重影响焊接质量和进度。为了保证质量,保障工期,焊接竖缝时,在操作吊架外设置防火、防风棚,保证风速小于 3m/s。

防风棚3面封闭,上下及面对钢腹板面不封闭。既利于焊接作业,又形成了对流通风。有效避免了 CO2 窒息伤人。

5 结语

波形钢腹板连续箱梁自重轻、跨度大、外观美等优点不言而喻。随着科技的进步,相信将会有更好的材料、工艺、技术让此类桥变得更完美更实用。

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