浅谈大跨度钢箱梁公路吊装施工技术

黄伟修，史家赫

(黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070)



桥梁工程

浅谈大跨度钢箱梁公路吊装施工技术

黄伟修，史家赫

(黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070)

目前，市政工程交叉路口等大跨径路段，为减少因采用现浇混凝土箱梁施工对城市交通造成影响，大多采用整体预制钢箱梁，现场拼装焊接技术，而高速公路建设中受高速运输限制采用钢箱梁技术在国内较为少见，主要研究高速公路建设中大跨径钢箱梁的分解制作现场吊装拼接，通过将整体宽度12 m钢箱梁中间位置分解，单片6 m宽，可满足高速公路运输，同时减少吊装工作特大型吊装设备的投入，节约成本。

大跨度；钢箱梁；公路吊装；施工技术

1 研究对象

以牡海大桥钢箱梁结构桥梁施工为例。

黑龙江省省道伊春至牡丹江公路海林至牡丹江段K11+713.3 km处牡海大桥全长1 277.62 m，其中跨越绥满高速公路旧桥处29～31孔采用了钢结构连续梁，该设计在我省高速公路建设中首次应用，跨径布置为30+50+30=110 m。钢箱梁结构采用单箱双室截面，两侧各设置2 m挑臂。桥面宽12 m，钢箱梁支点处梁高2.2 m，跨中梁高1.7 m，梁高在中支点两侧12 m范围内沿直线变化。钢箱梁底板水平，腹板采用直腹板，顶板设置横坡与路面超高相适应。钢箱梁在加工厂分段加工成型，根据制造、运输和吊装条件，将钢梁加工单幅纵向分5段，横向分2段，双幅共计分为20个节段。钢梁总重1 200 t。因分段及长度尺寸不同，最长中间节段总长约24.9 m，最宽约6.3 m,最高处为2.2 m，最大重量为67 t。其中跨高速公路节段运输至现场后拼装，然后进行整体吊装；部分箱型梁为工厂下料，现场拼装焊接完成。综合考虑施工场地周围环境和施工或能带来的其他影响，采用整体一次性吊装方案。

2 工艺研究

2.1 钢箱梁安装过程

钢箱梁安装前，在箱梁各节段接缝处设置20个临时支墩，20个箱梁节段采用汽运方式运抵绥满高速公路与新桥交汇处，采用2～3台200 t汽车起重机将钢箱梁节段逐一吊装就位于临时支墩上，整体焊接成型后，体系转换撤掉临时支墩，喷涂防腐层，完成钢箱梁安装。

(1)临时支墩的搭设

①支墩反力基础

按照施工图设计要求，临时支墩扩大基础采用12.6 m×4 m×1 m水撼砂+12.6 m×4 m×0.5 m C25混凝土+10.6 m×4 m×0.5 m C30混凝土。上下铺设钢筋网片，在浇筑混凝土时预埋钢梁立柱的钢板及螺栓。

②支墩的整体布置

临时支墩为格构排柱结构，主肢采用Φ529×10 mm钢管，每个临时墩钢管纵向间距2.0 m、横向间距2.0 m，钢管之间采用100×100×6 mm角钢、桁片相连接，组成框架整体；立柱高度大于7 m时采用剪刀撑加固；工字钢上摆放沙箱，作为标高调整系统。支架在顺桥向、横桥向采用100角钢平联加固(可以用别的型钢代替)连接为整体，增强其整体稳定性。顶面采用2道28B双工字钢做横梁，工字钢上放置沙箱，作为标高调整系统。钢箱梁支架示意图见下页。

(2)施工前准备

①起重设备配备：配置2台200t汽车吊主要用在中跨钢梁Z5、Z6、Y5、Y6钢梁安装施工上，由于Z5、Z6、Y5、Y6钢梁横跨绥满高速旧桥，旧桥净宽度为17 m，中跨钢梁长度24.5 m，钢梁运输车最佳停靠位置与钢梁安装位置形成46度夹角，按实际情况选用，配备一台25 t吊机吊装小件。

②操作平台、吊篮：在支架上端搭设操作平台，用于调梁、拼装以及焊接，其他位置，距梁底较矮处搭设脚手架，较高处准备吊篮，确保工作的顺利进行。

③工具：表中所列需准备齐全。

④安全及防风防雨措施：

⑤杆件的存放：现场需要一定区域做为存梁场地，场地需要做平整硬化处理。

(3)钢箱梁安装主要施工步骤

根据现场施工环境、本桥结构形式、设计图纸要求以及工期需要，具体施工步骤如下：

步骤一：

①进行边跨中跨临时墩基础硬化，并搭设边跨及中跨临时墩，在桥下进行边跨段高段及中支点段钢箱梁节段拼接，焊接梁段间纵、横缝；

②用汽车吊机起吊钢箱梁节段至临时墩之上；

③调整梁段位置，并完成焊缝探伤。

步骤二：

①在桥下进行中支点两侧变高段钢箱梁节段的拼接，焊接梁段间纵、横缝；

②用汽车吊机起吊钢箱梁节段至临时墩之上；

③调整梁段位置，在桥上进行钢箱梁节段的拼接，焊接梁段间纵、横缝，并完成焊缝探伤。

步骤三：

①在桥下钢箱梁中跨等高段的拼接，焊接梁段间纵、横缝；

②暂时封闭绥满高速公路海浪河大桥双幅交通，用汽车吊机起吊钢箱梁中跨等高梁段至绥满高速公路海浪河大桥两侧临时墩之上。

③调整梁段位置，在桥上进行钢箱梁变高梁段和中跨等高梁段的拼接，焊接梁段间纵缝、横缝，并完成焊缝探伤。

步骤四：

①恢复绥满高速公路海浪河大桥双幅交通；

②拆除边跨及中跨临时墩。

步骤五：

①对钢箱梁局部做补充涂装；

②进行桥面系施工；

③安装护栏及防抛网。

(4)钢箱梁安装顺序

②安装顺序：

一、Z1、Z2、Y1、Y2

二、Z3、Z4、Y3、Y4

三、Z5、Z6、Y5、Y6

四、Z7、Z8、Y7、Y8

五、Z9、Z10、Y9、Y10；(编号方式为从左至右，小桩号至大桩号；Z为左幅，Y为右幅)

②调整梁段到架设线形、标高，达到设计和规范要求后进行后续节段安装；

③依次吊装直至全桥合龙；

④安装附属设施，封闭人孔。

海浪河大桥钢箱梁分解位置及吊装整体顺序

(5)吊装方法

①1#～4#，7#～10#节段的吊装方法为：运梁车顺停在绥满高速与新桥交汇处右侧， 2台200 t汽车吊立于桥下，将钢梁节段吊放在桥下的倒运梁车上，倒运梁车将钢梁运送至相应孔位，再由汽车吊将钢梁吊装就位。

②5#、6#节段的吊装方法为：运梁车斜停在绥满高速与新桥交汇处，临时拆除中央分割带护栏，其中一端与其临时支墩尽量接近，接近端，2台吊车将钢梁直接吊装就位与临时支墩上。

(6)拼装具体要求

①一般要求

钢箱安装架设应符合《桥梁用结构钢》(GB/T714-2008)标准的有关规定。钢箱梁拼装架设前，应对桥墩、墩台垫石顶高程、支座标高、中线及跨距进行复测，偏差在允许范围内方可安装。并应在桥墩、台上设置水平标、中心标以及高程控制点，随时测定或复查支承垫石顶高程和支座中心位置(纵、横向)，确保在桥梁架设过程中各钢箱梁段在安装范围内进行观测。

② 拼装工艺要求

a 划线：钢箱梁吊装前在临时墩上按桥梁拱度标高放置钢垫、砂桶和千斤顶。在桥墩和临时墩上按箱梁位置划上纵、横基准线，在钢箱梁上同样划线，吊装时按线就位。

b 各接口处用临时连接件定位，保证桥梁线形满足设计规范要求。

c 在拼梁过程中必须随时测量钢梁中线、标高等的偏差值并采取相应措施使之保持在允许误差范围内。

d 每就位一个梁段就需要测量、调整一次，合格后再拼装下一个梁段。

e 梁段吊装到支架上后，应首先进行梁段间的几何尺寸调整，调整合格后方可焊接。调整的主要内容包括：

a 确保梁段中心线与线路中心线重合；邻节段对口偏差≤2 mm(对应板件间)。

b 梁段平面直线形及竖向曲线线形符合设计和安装高程要求。

c 考虑焊接收缩量，对梁段间的拼接间隙进行调整。

d 钢箱梁支座调整。

③ 梁段调整合格后用钢板点焊定位，然后切除定位连接件和吊装点，以便于焊接。

④钢箱梁安装、焊接、调整完成后，全桥几何尺寸的允许偏差。

4 结 论

通过对在加工车间进行钢箱梁加工制作，科学、合理节段分解划分，经高速公路运输至现场吊装、拼接，采用钢管临时支墩技术，解决了受高速公路运输限制，减少大型吊装设备投入，节约成本，焊接完成后钢箱梁经X射线检测一次合格率97%以上、超声波检测合格长度98%以上，最终安装焊缝探伤检测100%，均满足施工技术规范要求。

[1] 桥梁用结构钢(GB/T714-2000)[S].

[2] 铁路钢桥制造规范(TB/10212-2009)[S].

[3] 王秀菊.广州珠江黄埔大桥钢箱梁环缝焊接工艺、焊接管理及焊接质量控制[J].钢结构，2009,24(3):58-60.

2016-01-08

黄伟修(1985-)，男，工程师。

U445

C

1008-3383(2016)12-0104-02