浅谈钢管拱主桥桥面槽型板更换施工技术

2020-02-19梁鹏

建材与装饰 2020年10期

梁鹏

（中铁北京工程局集团第二工程有限公司湖南省长沙市 410000）

1 工程概况

1.1 工程概述

生米大桥主桥上部结构采用二孔钢管混凝土系杆拱，全长606m，其中，两个主跨跨径228m，两侧边拱跨径均为75m。结构采用刚性拱柔梁系杆结构。主拱桥面以上为钢管混凝土拱。吊杆采用工厂生产的挤包护层高强钢丝墩头锚成品吊杆，用墩头锚分别锚于主拱肋的下缀板下及横梁下缘，全桥共56对吊杆。桥面净宽39m：1.5m（人行道）+2.0m（吊索区）+4×3.75m（行车道）+0.25（路缘带）+1.5m（分隔带）+0.25（路缘带）+4×3.75m+2.0m（吊索区）+1.5m（人行道）。

1.2 主要病害

主要4道80型伸缩缝处预制钢筋混凝土槽型板与湿接缝主要病害为：槽型板有梁端头横肋、纵肋混凝土大面积碎裂，裂缝超限。

1.3 设计方案

考虑到伸缩缝处槽型板受汽车活载冲击力大及中承式拱桥由跨中柔性过渡到端部刚性的结构体系，决定将主桥4道80型伸缩缝处预制钢筋混凝土槽型板更换为钢结构槽型板。槽型板更换时应注意以下问题：

（1）在拆除槽型板时，不得破坏纵向连接的槽型板和Ⅰ型横梁，对Ⅰ型横梁原来预埋钢筋需要保证完好，以便更换钢槽型板与纵向相连槽型板和Ⅰ型横梁行成完好的固结；

（2）槽型板更换时，采取半幅封闭，半幅通车，且禁止货车通行；

（3）拆除半幅4块槽型板时，需分两次进行拆除，即先拆除两块槽型板并安装完成后，再拆除另外两片槽型板并安装完成；

（4）在整个桥面板更换期间，对全桥进行实时监测，确保桥梁维修加固过程中桥梁及行车安全。

2 交通管制

经过现场实际勘察，施工桥面部分时采用左右幅暂时封闭半幅进行，根据现有施工区域的影响程度，在施工左幅或右幅时采用封闭左幅或右幅车道，通行车辆采用左幅或右幅单幅双向通行。

2.1 左幅封闭方案

封闭南昌至祥云大道方向K0+150-K4＋316处半幅路面车道（东岸桥头至中央分隔带30m拆除），K0+150-K4＋316处祥云大道至南昌维修加固施工，同时引导南昌通往祥云大道方向的车辆进入右半幅行驶，中间设置水泥隔离墩、水马或安全路锥（水泥墩2m间距用钢管连接、水马整体连接并在灌满水、安全路锥1.5m设置一个）。行驶距离共计3000m后转回南昌至祥云大道方向车道正常通行。

2.2 右幅封闭方案

封闭祥云大道至南昌方向K0+150-K4+316处半幅路面车道（西岸桥头至中央分隔带30m拆除），K0+150-K4＋316处南昌至祥云大道维修加固施工，同时设置引导标识引导祥云大道通往南昌方向的车辆进入左半幅行驶，中间设置水泥隔离墩、水马或安全路锥（水泥墩2m间距用钢管连接、水马整体连接并灌满水、安全路锥1.5m设置一个）。行驶距离共计3000m后转回祥云大道至南昌方向车道正常通行。

3 桥面槽型板更换施工方案及措施

本次更换先将原有桥面板逐块拆除，拆除后同时更换原有的伸缩缝端的板式橡胶支座，重新安装球型支座，完成后将新加工的钢桥面板吊装安装就位，与原有的横梁钢筋焊接连接后固定。施工过程中采用单幅更换。施工时先施工中三角区拱肋的2道伸缩缝处的桥面板，然后施工两端三角区拱肋桥面板。

3.1 既有桥面槽型板切割拆除

既有桥面槽型板切割施工顺序为，先施工两个主跨中间部分四块桥面板，再施工主跨两边四块桥面板，每处更换顺序为由边向中进行更换。钢桥面槽型板及原混凝土桥面板运输从两端进行通行。

施工过程中先将原桥面板按竣工图纸进行放样，找出原湿接缝区域（并采用钻孔方式对湿接缝位置进行确认），先将湿接缝处桥面板进行凿除，再进行切割。并采用水钻在拆除槽型板上钻四个临时孔作为提升孔。

3.2 新制桥面槽型板加工安装

3.2.1 新制桥面槽型板加工

委托具有相关资质的中铁山桥集团公司按照设计图纸要求进行钢桥面槽型板加工。

3.2.2 新制桥面槽型板吊装

钢桥面槽型板按照设计图纸在工厂内进行加工，并进行编号。并在钢桥面槽型板面上焊接4个吊耳作为槽型板吊装。按现场进度需求依次采用汽车运输至需吊装位置，然后用一台50t汽车吊吊装就位。

3.2.3 钢桥面槽型板安装

吊装前对钢桥面槽型板尺寸进行复核，并采用墨线在Ⅰ型横梁上标识处桥面板位置，在Ⅱ型、Ⅱa型横梁上按照图纸进行支座位置放样，并钻支座下锚栓孔位，钻孔时采用钢筋扫描仪进行扫描，防止钻孔过程中破坏原横梁钢筋。

待钢桥面槽型板边线标识完毕及支座安装完毕后，采用50t汽车吊将钢桥面槽型板一次性吊装就位，并采用人工进行微调，钢桥面槽型板就位后按照图纸将其与原混凝土槽型板钢筋进行焊接，并将钢桥面槽型板与支座固定。确保钢桥面槽型板固定牢靠，不再发生移位。

钢桥面槽型板顶板焊接采用陶瓷衬垫单向施焊，双面成型，保证其全熔透，焊缝均为一级焊缝。

待单道伸缩缝处半幅桥面板安装完毕后，进行湿接缝浇筑及伸缩缝安装。

3.2.4 现场焊接要求

定位焊：定位焊焊缝的厚度不应小于3mm不宜超过设计焊缝厚度的2/3且不超过8mm长度宜不小于40mm和接头中较薄部件厚度的4倍其间距宜为300～600mm。定位焊缝与正式焊缝应具有相同的焊接工艺和焊接质量要求。多道定位焊焊缝的端部应为阶梯状。采用钢衬垫的焊接接头，定位焊宜在接头坡口内进行，定位焊焊接时预热温度宜高于正式施焊预热温度20℃～50℃。

预热和道间温度控制：预热和道间温度控制宜采用电加热、火焰加热和红外线加热等加热方法，并采用专用的测温仪器测量。预热的加热区域应在焊接坡口两侧宽度为焊件施焊处厚度的1.5倍以上且不小于100mm。温度测量点当为非封闭空间构件时宜在焊件受热面的背面离焊接坡口两侧不小于75mm处当为封闭空间构件时宜在正面离焊接坡口两侧不小于100mm处。

焊接接头的预热温度和道间温度应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定当工艺选用的预热温度低于上述最低要求时应通过工艺评定试验确定。

焊接变形的控制：采用的焊接工艺和焊接顺序应使构件的变形和收缩最小。根据构件焊缝的布置可采用下列控制变形的焊接顺序：≻

（1）对接接头、T形接头和十字接头x在构件放置条件允许或易于翻转的情况下宜双面对称焊接，有对称截面的构件，宜对称于构件中性轴焊接≺有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；

（2）非对称双面坡口焊缝，宜先焊深坡口侧、然后焊满浅坡口侧、最后完成深坡口侧焊缝。特厚板宜增加轮流对称焊接的循环次数；（3）长焊缝宜采用分段退焊法或多人对称焊接法；（4）宜采用跳焊法，避免构件局部热量集中。

构件焊接时宜采用预留焊接收缩余量或预置反变形方法控制收缩和变形，收缩余量和反变形值宜通过预估计算或试验确定。

构件装配焊接时应先焊收缩量较大的接头、后焊收缩量较小的接头，接头应在拘束较小的状态下焊接。