旧桥拆除重建条件下钢箱梁桥吊装施工技术

李若涛

（杭州公路工程监理咨询公司，浙江 杭州 310030）

0 引言

目前爆发式增长的交通流量及交通荷载下，越来越多的桥梁结构出现非常严重的病害，这些病害不仅影响结构的耐久性和使用性，甚至对结构安全具有很大的威胁。为了保障结构的运营安全，就需要花费人力、物力和财力进行结构性能的维持，当所需要的管养费用非常不经济时，就需要对原有桥梁结构进行拆除重建，采用新的结构型式进行替代，以满足目前及未来很长时间范围内的交通运输需求。旧桥拆除重建往往要求施工效率高、对现行交通的影响小，同时建设质量能够得到保障。因此，具备工厂制造、现场快速装配的钢箱梁桥，成为诸多重建工程选用的主要结构型式[1]。重建工程的钢箱梁桥施工主要难点体现在现场的吊装施工上，施工的技术难点与具体应用环境和施工要求等高度相关。

本文依托余杭104国道苕溪大桥段整治工程K11+917.600华兴立交钢箱梁施工为工程背景，采用钢箱梁桥替代原有的老桥。论文分析钢箱梁吊装施工的难点和解决对策，总结施工中的钢箱梁的安装施工技术，最后分析钢结构安装误差消除方法，保证钢箱梁安装的精度和准确性，为后期桥梁结构性能提供支持。

1 工程概述

杭州市余杭区104国道K11+917.600有两座现状老桥，为苕溪大桥和华兴立交，本次整治工程对两座老桥均采用两边拼宽改建，和相应道路的拓宽改建，其中华兴立交中间5跨需要拆除，换成三跨（28.5 m+43 m+28.5 m）的钢箱梁。

新建桥梁为三跨四箱等截面连续钢箱梁，高度为1.5 m，钢箱梁主体宽 14 m，其中两侧的挑梁各宽0.875 m，跨中要求钢箱梁有起拱。钢箱梁箱体材质主要为Q345qC。顶板板厚16 mm、25 mm,箱梁底板一般板厚为 16 mm、25 mm,钢箱梁顶面设置2%的横坡。桥梁横断面结构形式见图1。

图1 新建钢箱梁桥的横断面布置（单位：mm）

根据现场工况，结合设计图纸采用临时支架加履带吊吊装的常规安装方法；为了不影响道路的交通通行，吊装时对道路进行改道分流。本工程由于集中于华兴路与瓶仓大道交叉口，作业位置相对固定，根据总体施工安排，钢箱梁施工在路面工程、基础及桥墩工程结束后施工。施工时先吊装左幅三跨共14个箱体，然后吊装剩下的右幅14个箱体。单幅桥箱梁安装时，先安装西侧钢箱梁，然后安装东侧钢箱梁，最后安装中间合拢段钢箱梁。

2 钢箱梁安装的技术难点及解决对策

根据拆除重建桥梁的所在位置及周边环境，钢箱梁的吊装主要存在施工受交通影响大、梁段尺寸大而运输困难、钢结构现场焊接难度大等技术难点，根据这些技术难点提出了对应的解决措施。

2.1 施工受交通影响大

技术难点：104国道苕溪桥段位于华兴路与瓶仓大道交叉路口，每天的交通量较大，且桥面最大宽度达到28 m，覆盖面积广。根据交管部门要求，现场道路不能完全封闭，必须保证行人及车辆通行，给吊装、焊接带来极大不便。

解决对策：根据实地考察，夜间22：00～次日5：00为道路上车辆较少的时段，故选择此时段进行钢箱梁的吊装；在施工期间，作好围护设施和交通引导标识并时刻关注交通路况，主动引导车辆通行；安装前考察现场，选择最优的起重设备和运输车辆站位地点，减少对交通的影响，同时做好吊装的前期工作，确保在夜间22：00～次日 5：00之间完成桥段吊装。

2.2 梁段尺寸大而运输困难

技术难点：钢箱梁最大分段尺寸为31.75 m×3 m×1.5 m，属于超长构件。分段太大在公路运输工程中有可能出现转弯半径不足，分段吊装时出现设备起重能力不足等情况，施工难度较大

解决对策：充分了解最大分段运输时的转弯半径（不小于12 m），考察运输线路，对可能出现问题的路段进行实测，然后确定最优路线，编制运输方案。根据分段实际情况（外形尺寸、重量等信息）合理选择起重机械及确定作业顺序。

2.3 钢结构现场焊接难度大

技术难点：104国道华兴立交钢箱梁工程为技术复杂梁段，为了运输及吊装需要，分段较多，焊接工作量巨大，许多焊缝必须在桥面箱室内完成。

解决对策：正式施工前首先系统的开展工艺试验、评定等技术核定工作，优选出合适的焊接工艺；强化组对焊口工序的核检，确保交付给焊接施工的接头组对质量首先符合优质焊缝的条件；系统的开展工作前对机具、焊材、主要辅材、环境、加热准备、坡口质量验评、气象预知，对工艺参数、技法、层温、层厚，保温及附件清理、完善焊后环境保持等以及内在质量验评等技术管理环节，确保本工程焊接质量可控。

3 钢箱梁安装技术要点分析

钢箱梁吊装整体分为5个阶段：施工准备、钢梁吊装、焊接及检验、临时支架拆除、面漆施工，这其中钢箱梁吊装和焊接及检验两个工艺非常关键[2-4]。

3.1 钢箱梁吊装工艺要点

钢箱梁的吊装施工工艺，主要施工流程见图2。

图2 钢箱梁吊装施工工艺流程

钢箱梁的吊装过程中，为了充分保证施工安全性，需要按照图3的顺序进行箱梁段的安装。首先安装次边箱，目的是保证安装过程的安全和稳定性；安装完成次边箱后随即进行边箱安装，并且与次边箱进行现场焊接连接形成整体。通过上述安装顺序，既能够保证吊装钢箱梁的整体安全和稳定性，又能够保证现场焊接操作的空间，提高焊接连接质量。

图3 钢箱梁段的安装顺序图示

3.2 现场焊接及检验

现场焊接总体顺序为：先焊接纵向对接焊缝，后焊接节段间环向对接焊缝。顶板纵向拼接焊缝采用 CO2气保焊打底、埋弧焊填充盖面，在气保焊打底焊接时采用从中间往两边分段退焊法控制焊接变形，每一分段控制在500～800 mm左右，埋弧焊遵循从起弧端向熄弧端焊接的顺序。典型焊缝的焊接方法及其要求见表1。

4 钢箱梁安装误差及消除方法

钢箱梁在安装过程中，受到诸多因素影响很难保证非常精准的安装，而会存在一定的误差，因此在施工安装误差基础上，如能有效地消除误差来源并及时进行处理是非常关键。

表1 典型焊缝的焊接方法及要求

在正常情况下钢结构安装误差来源于：构件在吊装过程中因自重产生的变形、因日照温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形。结构由局部至整体形成的安装过程中，若不采取相应措施，对累积误差加以减小、消除，将会给结构带来严重的质量隐患。

针对以上分析，消除安装误差，应当从安装工艺和施工测控两方面采取以下措施：

（1）安装过程中，构件应采取合理保护措施。由于在安装过程中，细长、超重构件较多，构件因抵抗变形的刚度较弱，会在自身重力的影响下，发生不同程度的变形。为此，构件在运输、移动、安装过程中，应采取合理保护措施，如布设合理吊点，局部采取加强抵抗变形措施等，来减小自重变形，防止给安装带来不便。

（2）在构件测控时，节点定位实施反三维空间变形。钢构件在安装过程中，因日照温差、焊接会使细长杆件在长度方向会有显着伸缩变形。从而影响结构的安装精度。应此，在上一安装单元安装结束后，通过观测其变形规律，结合具体变形条件，总结其变形量和变形方向，在下一构件定位测控时，对其定位轴线实施反向预偏，即节点定位实施反三维空间变形，以消除安装误差的累积。

（3）将对构件焊前焊后及施工过程中不间断测量控制，观测结果作好记录上报监理单位。为下道工序做好准备。

5 结语

钢箱梁桥具有工厂加工精度高、现场安装装配便捷的施工特点，具有施工速度快、建设质量高等特点，在旧桥拆除重建中是较好的桥型选择。论文依托余杭104国道苕溪大桥段整治工程华兴立交钢箱梁施工为工程背景，系统地总结了在旧桥拆除重建中钢箱梁的吊装施工技术。首先，分析了钢箱梁的安装技术难点，包括施工受交通影响大、梁段规格尺度大而运输困难、钢结构现场焊接难度大等问题，总结了针对性的解决策略；其次，对钢箱梁安装的技术要点进行了系统分析，重点对钢箱梁的吊装工艺和焊接及检验工艺进行了剖析，从而解决了钢箱梁吊装施工的关键问题；最后，分析了钢箱梁安装中可能出现的误差及其来源，提出消除安装误差的管控措施，保障梁段的安装施工质量。论文对钢箱梁吊装施工技术的总结和分析，可以为类似工程的施工提供参考。

[1]盛文珠,郑奕昀.浅谈中小跨径桥梁拆除重建设计方案[J].中国新技术新产品,2010(3)：78.

[2]吕继群.某连续钢箱梁吊装施工技术分析 [J].青海交通科技,2016(5)：95-98.

[3]常大宝.泰州长江大桥钢箱梁吊装施工关键技术[J].中外公路,2012,32(4)：196-199.

[4]孙建波,朱武华.港珠澳大桥长节段钢箱梁吊装施工技术研究[J].中国水运：下半月,2015(4)：196-197.