跨线桥钢箱梁安装工程施工技术探讨

2023-11-06顾江淮

交通科技与管理 2023年20期

顾江淮

（合肥市公路管理服务中心长丰分中心,安徽合肥 231100 ）

0 引言

跨线桥钢箱梁作为一种较为成熟的技术，在桥梁建设中的应用非常广泛。然而，当前对于跨线桥钢箱梁安装工程施工技术的详细研究较少，并且现有研究也鲜有结合具体工程实例开展的，这就对跨线桥钢箱梁安装的工程实践带来了一定的阻碍。为了加深对跨线桥钢箱梁的认识，并形成一套良好的理论体系，有必要结合具体的工程实践对跨线桥钢箱梁安装进行研究。

1 工程概况

该次合淮路互通起点为G206 主线桩号 K4+994.875、终点桩号为K5+865，老合淮路与新G206 节点采用单喇叭互通立交方案。合淮路互通A 匝道在桥位处为R-3 000/R~700/R-80 m 组合平曲线，设计线与合淮路斜交角度为27°。

主桥跨线采用钢箱梁，桥型布置为（30+47+35）m，钢梁截面为单箱三室结构。钢箱梁截面顶板宽度为18.6 m，底板宽度为13.8 m，截面高度2.0 m。桥梁下构采用柱式墩，群桩接承台基础，桥墩墩柱断面为1.8 m×1.8 m，桩基直径1.8 m。顶板加劲为U 型肋结构，底板及腹板加劲为板条加劲。主桥钢梁顶板钢板厚度为16 mm，底板厚度为16 mm，腹板厚度为16 mm，墩顶位置为25 mm，横隔板单元为12 mm，墩顶位置为25 mm。

钢材材质为Q345qC，总重量为1 319 t，吊装节段共分28 个节段，最大吊装重量45.9 t。

2 施工技术准备

（1）开工前，施工单位自行组织工程部技术人员熟悉施工图纸，并掌握施工图纸的全部内容，对于设计图纸与现场条件存在较大差异的情况及时报告总监办和建设单位。

（2）施工人员上岗前进行职业安全、技术能力和操作技能培训，培训合格后方可上岗。设备操作人员必须取得与其岗位相适应的资格证书，培训合格后方可上岗。

（3）安装正式开工前，熟悉主要施工机械以及配套设备的技术性能资料和所需材料的检验与焊接试验资料。

（4）结合该工程特点制定针对性的质量、安全和环境保护管理的措施和钢桥安装线型控制措施，根据预拱度设计值，结合桥梁纵横向坡度，计算基准点坐标值，吊装定位后微调至标准值进行固定[1]。

（5）在工程开工前，制定应急预案并由项目总工组织工程技术部向各部门和施工作业班组逐级进行技术交底和安全交底。交底采取书面形式，留有图片和影像，参与交底的人员均签字确认。

（6）在工程开工前做好交通组织方案，并严格按照专家评审通过的交通组织方案设施，积极与当地交警部门对接沟通，交通疏导员要经交警部门培训后上岗作业。

3 安装施工工艺技术

3.1 总体方案概述

总体施工方案采用工厂节段预制，然后现场拼装施工。钢箱梁节段在工厂制造完成后，经特殊的运输车辆运至现场，使用起重设备按钢箱梁安装顺序架设至临时支架上，调整节段高程、平面线形，符合设计文件要求后进行现场焊接连成整体，然后进行外涂装防护，拆除临时支架[2]。

3.2 安装施工流程

安装施工流程如图1 所示。

图1 钢箱梁分段吊装步骤

3.3 临时支架施工

临时支架立柱采用钢管Ф325×8 mm，平联及斜撑采用10#槽钢（柱高大于6.5 m 时设置三档平联），柱顶横梁采用单根HM390×300H 型钢。临时支架采用钢管柱，基础采用钢筋混凝土扩大基础，扩大基础尺寸为（L+1.5）m×3.5 m×0.3 m。易被车辆碰撞的支架需按照0.7 m 高设置以达到防撞的作用，0.3 m 的基础底部配单层钢筋网片，0.7 m 的基础配双层钢筋网片。柱顶采用单根分配梁，分配梁与立柱顶板焊接，设置加劲板。为防止胎架安装后受到通行的车辆撞击，必须加强对现场周围车辆的疏导管理及采取防撞措施[3]。

胎架的四周根据实际施工现场需要，分别设置防撞装置如水马、防撞桶等，胎架设置反光标志，以避免车辆直接撞击支架。防撞示意图如图2 所示。

图2 防撞示意图

钢管立柱均对应钢梁腹板附近设置。钢箱梁单幅单组临时支架布置12 根钢管立柱。临时支架对应现场拼接口设置，每组钢管支架钢管纵向间距为2 m。钢柱与预埋件之间焊接，焊缝高度不小于8 mm；分配梁与柱顶板焊接，焊缝高度不小于10 mm；分配梁与刚性调节段焊接，焊缝高度不小于10 mm。

3.4 钢箱梁吊装

3.4.1 吊车选用

根据该项目钢箱梁吊装现场条件、临时支架布置、施工工期及梁段定位要求，由于汽车吊具备较强的机动性，与附近障碍物吊装需求相符合，因此该工程吊装钢箱梁时选择200 t 汽车吊。钢箱梁分段吊装作业确定为8~12 m 的工作幅度，5~55 t 的作业重量。在对上述因素予以综合考虑的基础上，最终确定吊装该工程所有钢箱梁梁体的汽车吊为300 t[4]。

3.4.2 安装顺序

选用300 t 汽车吊，从小桩号开始，向大桩号依次吊装。横断面上优先自内弧向外弧吊装。

3.4.3 梁段节段吊装定位

临时连接梁的方法：首先，已安装节段顶板临时连接件和吊装节段顶板连接，而后与接底板的临时连接件连接，最后将两侧腹板的临时连接件连接，同时对箱梁接缝间隙进行初调。接缝间隙交由铆工负责精确调整，保证与设计文件要求相符合后，维持定位板的位置并实施焊接。吊装节段钢箱梁中有部分处于支座位置，所以安装在节段空中进行合龙节段钢箱梁的拼组时，需要预留50~100 mm 的长度余量，为现场调节提供便利，并校准支座位置，确保钢箱梁具备与实际桥墩支座中心相一致的尺寸及位置。两个支架之间，在完成钢箱梁焊接后，待第三方检测单位给出检测通过的检测结果与报告后，方可将临时支架拆除。

临时焊缝必须与最终焊缝采用相同的焊接工艺评定，且临时焊缝必须清除，其表面必须与原表面平齐，清除后采用超声波探伤以确定结构中无裂纹存在，同时必须进行硬度测试；不允许存在不熔入最终焊缝的定位焊缝。

避免在永久性焊缝区域以外的任何母材上起弧和电弧击伤，电弧击伤造成的裂纹或损伤必须打磨至毫无缺陷，并进行MT 检测，同时进行硬度测试。

所有全熔透焊缝都要在实物上标注焊缝标识。在施工过程中，对于工艺孔洞的处理有以下要求：①工艺孔洞必须按指定位置进行切割，并在施工结束后恢复到原始状态；②对于焊缝，需要进行Ⅰ级全熔透焊缝检查，并将表面进行磨平处理；③在进行焊接之前，需要根据焊接性试验和焊接工艺评定来确定预热温度。一般情况下，预热范围应覆盖焊缝每侧100 mm 以上，并在距离焊缝30~50 mm 范围内进行温度测量；④在进行修补时，碳弧气刨前的预热温度应与施焊时的温度相同；⑤对于T型接头，需要特别注意厚板一侧的预热效果，以防止出现层状撕裂的情况；⑥返修焊检验时，需按原始焊缝质量要求进行。

U 型肋栓连接节点的摩擦面处理必须选用抛丸方法进行处理。处理后的抗滑移系数值，试件出厂时不小于0.55，安装时不小于 0.45。经处理的摩擦面，出厂时应按批按照《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）做抗滑移系数试验[5]。

顶底腹板横缝余高需铲磨，打磨方向垂直轧制方向，打磨后余高不低于-0.3 mm，不高于0.5 mm，表面粗糙度Ra不大于50 μm。

现场工艺孔在构件涂装时要做好标识。标识需满足如下要求，字体为宋体，字体大小为40 mm。

3.4.4 卸载

在完成箱梁高强螺栓、焊接和混凝土桥面板浇筑工作后，需进行以下步骤：

进行监理和第三方检测部门的焊接质量检查验收，并提交相关的焊接过程资料和检测资料。在卸载钢箱梁之前，需进行整体线性测量，确保符合设计要求后才能卸载。

在卸载之前，需要架设全站仪来复核桥面的线形监测点，以确保满足图纸要求，并做好记录。使用水准仪在地面上监测支撑体系的沉降情况，观察是否均匀变化，并记录测量数据。在进行卸载时，使用气焊切割开支撑体系横梁上的支撑。切割点与横梁距离至少要大于20 mm，以免损伤横梁。设置每个联的卸载区域，并统一指挥操作者按照口号行动，步调一致且均匀卸力。

卸载过程应缓慢进行，不可一次到位，保证各组支撑体系都处于受力状态。

3.4.5 油漆涂装

在钢梁安装完成之后，需要在现场对大桥的外表面进行第二道面漆涂装。为了实现这个目标，可以利用现有的施工平台、脚手架和起吊设备等设施来进行登高施工。

当整座桥梁建成之后，在处理完所有焊缝之后，需要对整座桥梁的外表面进行相应净化处理。这个过程旨在去除工件表面的有害盐分、油污和其他污物。只有在确保表面处理达到合格标准之后，才能进行整体喷涂最后一道面漆。这样做的目的是保证面漆能够具有良好的结合力和外观美观。

施工可根据现场情况选择适当时机、使用恰当工具配合并做好相应防护及环保措施，在保证施工质量及安全的同时将环境影响降到最小。面漆涂装时必须在天气较好的条件下进行，以保证面漆涂层质量。

4 施工质量安全保证措施

建立质量和安全保证体系。施工单位配备专职安全管理人员，监理单位专业监理工程师具备一定的安全管理能力，建设单位和质量安全监督机构不定期巡查，织密质量安全防护网，从而杜绝安全质量事故。按照设计文件和现行的施工规范控制，加强安装过程焊接工艺的检测。要求参加施工的作业人员上岗前必须接受岗前业务培训和安全交底，现场施工应依据批准的方案对进入密闭、有限空间作业的人员进行安全教育培训和安全技术交底，针对该项目的特点及实际情况明确作业任务、作业程序、作业分工、作业中可能存在的危险因素及应采取的防护措施等。