浅析钢箱梁施工中的吊装及测控技术

2021-01-22

四川水泥 2021年5期

（江苏捷达交通工程集团有限公司，江苏淮安 223001）

经济发展推动城市化建设，其中包括交通工程项目的建设。城市道路工程中，公路桥梁项目占据重要位置，随着公路桥梁建设观念的变化，现阶段更多会采用钢箱梁结构作为主要形式，对比其他结构形式，钢箱梁施工需要经过预制构件、运输与吊装等流程，为了保证吊装施工质量，还需要科学掌握测控技术。现场施工人员必须熟练操作吊装、测控技术，使钢箱梁施工技术的作用发挥出最大，提高城市中公路桥梁项目的结构稳定性。

1 工程概况

某公路桥梁工程采用钢箱梁施工技术，跨长是21.56m，为挂孔钢梁，在桥跨的两侧呈对称分布，设计阶段设定为单箱三室钢箱梁，其中单幅桥的桥面宽度是14m，全长是22.65m，梁高度为1.35m。前期在工厂预制所有钢箱梁构件，完成预制后运输到施工现场组装、焊接，通过辅助支架，施拉法安装导梁。另外，本次工厂施工重点针对吊装、测控两个环节的施工技术与工艺制定方案，加强钢箱梁施工水平。

2 钢箱梁施工吊装方案与技术

2.1 编制钢箱梁吊装方案

本次施工的主桥钢箱梁，由工厂负责前期分段预制，在胎架上方检查预拼装效果，检验通过之后，钢箱梁在运梁平车的运输下，到达施工现场桥梁纵轴线指定位置，再运用龙门吊行，转移到箱梁节段，为后续的吊装施工做准备。这一过程中进行测量控制，所有接头位置需要精准对中，梁底的所有支点位置也要全方位检查，调整箱梁节段高程轴线，直到满足规范便可以松钩，进行后续全截面焊接施工作业[1]。组装钢箱梁时根据顺序进行，最后合拢。公路桥梁项目的钢箱梁，需要划分为24 个梁段分别架设、安装，通过施工现场的龙门吊，一一吊装段梁至已经搭设支架上方，完成钢箱梁临时支架的布设，即可完成钢梁主体结构安装。随后，施工现场的汽吊组装两侧位置翼板，此时钢箱梁吊装工作全部完成。

2.2 钢箱梁施工吊装技术

钢箱梁吊装技术，一般会用到龙门吊技术、支架基础处理技术、主梁架设技术等。根据不同施工技术，参照本次工程施工实际情况展开如下分析：

2.2.1 龙门吊参数与位置设计

安装主梁运用到自行式龙门吊，该龙门吊采用桁架片拼装形式，将标准贝雷片拼装之后组成。基于钢筋混凝土基础，施工人员在上方铺设双轨道。桥面顶板、底板、腹板、横隔板与锚固设施等共同构成箱梁，所有板件单元均要在胎架上方进行拼装，构成箱梁节段。按照前期设计方案，钢箱梁共被划分为24 个梁段，每一个梁段具为矩形，也可以理解为梁段断面、盖板之间铅直状态。所有梁段经过划分之后形成主梁、两侧翼板，施工现场各个施工段与塔、梁、墩固接还需要进一步细化[2]。

使用龙门吊必须精准测量箱梁节段尺寸参数、自重等，因为跨径会对龙门吊起吊能力带来直观的影响，施工现场环境也是非常直观的限制条件，所以安装钢箱梁，首先可以操作龙门吊完成箱梁主体的安装，随后通过汽吊安装两侧翌板。龙门吊起吊环节，要求的最大箱梁主体节段参数不能超过9m×25.75m，高度与重量则以2.2～1.93m、112t 为标准。按照箱梁主体构造与龙门方向，设置吊点间距是15.0m，具体位置要在横隔板、腹板交叉范围内。

关于龙门吊的起吊性能、具体起吊位置与操作可行性，应该结合现场条件一一分析。首先确定起吊高度，设定桥面设计标高在跨中最高处，距离原地面标高是4.6m。安装龙门吊的起吊托架，要在已经完成安装的箱梁顶部行走，起吊高度设定在13m 左右，吊钩、钢丝绳、箱梁顶部吊环之间设置垂直高度，建议在1m 左右，所以龙门横梁底部到地面的高度，必须超过14m。基于此，龙门吊高度需要运用到贝雷片进行竖向拼接，跨径也是如此，再利用上下弦杆起到加强的效果。关于龙门吊的起吊能力，需重点分析基本荷载，确定箱梁、平车、滑轮、吊具的重量[3]。

2.2.2 确定吊点位置

按照现场划分箱梁节段情况，遵循“横向一体”原则，采取四点吊法。梁段主体参数是25.62m×9m，设置吊点位置于箱体主体横向的两端，即纵腹板、横隔板交叉处[4]。同时，设置钢箱梁吊点，要以耳板的形式呈现，钢箱梁顶板焊接耳板，保证吊点刚度、承载力符合起吊能力参数。本次施工共设置4 个吊点，吊重共计114t（含箱梁主体），根据各个吊点分别进行计算，焊接则采取2cm 的钢板坡口，确定安全系数与焊接长度，钢板两侧位置的焊接需要运用到加强钢板。

2.2.3 处理支架基础

按照设计阶段绘制的公路桥梁施工图纸，在施工现场勘查桥位地形，根据钢梁运输与架设采用的方法、吊装机械设备等，提出支架基础处理的方案。当前确定了桥位所处位置之后，进行基础处理，如果周围有大量积水，需要提前抽水、清淤，完成这一处理后回填5%灰土，施工人员逐层压实。钢箱梁施工的吊装场地做好全方位硬化处理，设置临时支点，在对应的位置放样。已经确定好的临时支点位置，利用推土机清理表面，随之初平、碾压，上方覆盖5%的灰土，厚度约为40cm。当压实度已经超出90%，支点处可以浇筑混凝土，浇筑厚度宜20cm，平面面积与支撑点受力规定相符，那么混凝土基础高程应该提前计算，根据桥面设计高程做好推演，为施工现场的测量控制创造条件[5]。

2.2.4 搭建主梁支架

钢箱梁搭建主梁支架，需要运用到贝雷片，作为主梁必不可少的支撑点，根据纵桥向放置，且要保持平行。支架顶面位置铺设1 层方木，规格为10cm×10cm，梁段断面的两侧半幅分别设置砂筒，起到支点的作用。施工人员提前测量好砂筒顶面高程，后期桥梁纵坡会出现变化，而砂筒顶面高程也会随之改变。支点处通过重量为50t 的液压式千斤顶，进行临时调节，但高程轴线到达指定位置，此时砂筒会以箱梁临时支点的形式发挥作用。

结合施工现场主梁架设环境与要求，本次施工中设置自行设计龙门吊，安装主桥箱梁。架设钢箱梁时，遵循“少支架多支点支撑”的原则，首先架设箱梁主体，随后再主体上组装两侧翼板。该环节需要重点考虑预制构件到施工现场的运输条件，因为前期预制构件是在工厂中进行，所以无需进行拼装与现场制作[6]。但若是运输条件受到限制，便可以在施工现场进行制作、拼装，在胎架上进行预拼装之后成型后，再采用平车运输到桥孔内部，龙门起吊之后运输与到设计指定位置，并且在临时支架上方进行架设。预拼装环节明确邻近两个节段相对位置，将两节段临时连接件一一对应，在焊缝两侧位置安装，施工现场高空吊装，临时连接件要保证定位准确性，有利于迅速恢复临时连接件的预拼装状态。

2.2.5 吊装施工与管理

关于现场龙门架设，过程中务必保证立柱稳定，完成架设之后还需及时组织试吊，确定各方面满足要求才可以正式投入使用[7]。吊装钢箱梁环节，需要用到的所有机械辅助设备与吊装设施，应该定期接受安全检查、维护，关键承重设备开始吊装前，也需要组织统一的检测，例如钢丝绳、吊环等。本次施工采取四点提升吊装法进行箱梁吊装，期间以免所有吊点吊重、起吊速度出现偏差，启动卷扬机时不宜过快，所有起重钢索在逐步受力之后还应该要不断调整，确保能够均匀受力，而且吊装提升环节梁段也要具备稳定性。

当梁段已经吊离地面，需要关注梁段是否发生位置偏移现象，以免偏移之后出现横摆。所有梁段正式开始吊装前，施工人员运用专业的测量仪器，对架设梁段所在位置进行标定，而且吊具也需经过定位试验，通过定位调整可以实施梁段起吊操作。

整个龙门吊起重安装过程中必须统一指挥，专人操作。

3 钢箱梁施工测控技术

3.1 钢箱梁施工现场设置测量控制网

钢箱梁施工中运用测控技术，所有施工人员明确施工测量的重要性之后，在施工现场布设测量控制网，展开公路桥梁工程项目施工全过程的实时监控，尤其是桥梁断面桥轴线，也是监控测量的重点对象。桥梁项目两侧位置，提前设置好控制点，要求控制点、导线构成控制系统，这是后期钢箱梁吊装施工所需要的观测点。

3.2 梁段预拼装环节的测控

钢箱梁施工必须保证精准性，前期制作钢箱梁构件时，通过胎架进行整体预拼装，随之展开质量检测，确定达到标准，在梁段上的对应位置做好标记，为后续观测作业提供精准的观测点。所有观测点之间一一连接，在箱梁前点周围还可以形成理论轴线[8]。

3.3 组装钢箱梁阶段进行测控

钢箱梁施工中梁段架设这一环节，有可能砂筒、桥基、支架等部位会出现变形、沉降等现象。为此，作为施工人员要在开始安装梁段安装前，将梁段放置于支架上方，避免外力作用影响，也可以在存放过程中实时观测，使沉降值、变形率恢复到正常数值。安装钢箱梁采用专业水准仪，对梁体两侧位置的边缘筋板进行观察，发现偏差及时调整，经纬仪与轴线对应，梁段轴线上方的标记点经过观测后，若发现所在位置不准确，通过千斤顶微调即可。调整到相应位置，再采用码板予以固定，已经固定的梁段轴线还需要展开复核。

安装钢箱梁这一环节存在大量的不确定因素，均会影响到高程，比较常见的影响因素有环缝焊接、桥面。应该要在安装时综合分析现场条件，杜绝标高在其影响下受到影响而出现偏差。高程的控制，要重点观测节段、支点所在位置沉降等因素，基于原有高程设计值，可以结合情况予以调整，预抬高程之后梁段、设计高程墩柱必须精准连接，使合拢段与固接位置线形符合要求。