研究高速公路路桥施工中全焊钢结构施工工艺

2021-05-19王菲菲

黑龙江交通科技 2021年4期

王菲菲

(山西路桥第一工程有限公司，山西太原 030000)

1 工程概况

某高速公路全焊钢桥的跨径组合为(25.95+127.95+25.92)m，总长165 m，总面积4902.6 m2。该桥梁工程在设计时应保证中仙桥与河道之间的交角达到8.5°。该桥梁支座以上所有结构均为钢结构，钢结构施工所用钢材以Q345qD为主，总重量约4 607 t。

2 施工工艺

2.1 总体施工方案

在该工程实际施工时，在工厂中对钢结构进行分段预制，这样有利于运输，而且安装过程简单。在河道中进行钢管架设，然后将型钢架支撑起来，以此形成一个临时的施工平台。之后对施工平台予以超载预压，消除非弹性变形，然后安装钢箱梁，在底部装好滚轮，以便于之后的移动就位，上述整个安装过程均能采用分段的方法进行，将支架设置在钢箱梁的顶部，采用汽车吊对上部桁架杆件进行吊装，此时要对杆件的具体位置进行适当调整，具体采用全站仪与水准仪完成。

2.2 施工平台搭设

在河道上搭设两座临时栈桥，桥长165 m，桥宽2.595 m，并通过剪力撑的设置使两座临时栈桥相连。临时栈桥的基础采用钢管桩，施工中利用专门的机械设备完成振动打拔桩。将钢管桩设置完毕后，安装上部结构。在钢管桩表面沿水平方向铺设工字钢，同时沿纵向设置H型钢，作为运梁轨道。为保证栈桥在施工时的稳定性，可在横向设置工字钢来连接所有栈桥，然后再铺设一道钢板，形成完整的施工平台。

2.3 钢箱梁安装

将钢箱梁预制加工好后，运输到现场准备安装，进场的钢箱梁要先进行检查，经检查确认满足施工要求后方可安装。钢箱梁的安装需使用吊车进行，沿栈桥上的运梁轨道平稳吊装钢箱梁，然后采用卷扬机在钢箱梁底部配置快速滚轮。将钢箱梁安装到指定位置后，采用千斤顶适当调整，使其位置与高程都能达到要求。采用焊接的方式对钢箱梁上的各个单元段进行连接，此时务必保证钢箱梁底座保持稳定。在焊接完成后，应复测各单元的坐标，对焊缝收缩量予以准确计算，确保位置达到准确无误，降低误差，保证整体安装质量。

2.4 上部桁架安装

(1)施工工艺流程

上部桁架安装施工工艺流程如图1所示。

图1 上部桁架安装施工工艺流程

(2)安装支架搭设

该桥梁的上部桁架在结构上相对复杂，在连接各类型杆件的过程中，所采用的角度有所不同，对桁架构件进行安装以前，应先搭设一个稳固的钢管支架，并在支架上安装限位装置，以此确保各杆件的实际安装角度都能达到要求。在主钢管中共有4根尺寸相同的钢管，横撑处钢管和斜撑处钢管尺寸完全相同，与主钢管中心有5.2 m的纵向间隔距离。主钢管底部设置法兰，箱梁顶部采用法兰和朱钢管相连。在桥梁纵向，利用法兰分别连接主钢管与横撑钢管，以此为支架的安装与拆除提供便利，有效提高工作效率。主钢管顶部使用法兰与型钢相连，在此基础上对限位板进行安装，使上弦杆的定位达到准确无误，限位板设置需要以倾斜角及主上弦杆所在具体位置为依据进行。

(3)桁架结构安装

为了使工字钢的中心线与钢梁的纵向中心线处在完全相同的位置，应分别画出相应的竖向中心线，以此确定主竖杆位置，同时在工字钢周围还要画出箱体上的竖向中心线。对主竖杆进行安装的过程中，需要以设计图纸为依据制作专门的限位板，然后在下节点和主竖杆接口部位以外及侧面安装与焊接限位板，使实际的安装位置满足要求。主竖杆利用吊车安装，将其吊装到指定位置后，利用U形卡环固定。

将主竖杆安装到位后开始安装上节点，完成上节点的安装后，通过限位板进行适当调节。使中心巷所在位置的上节点，其中心线与节点的中心线保持平行，同时确保上节点和桥面之间的距离满足要求。将上节点安装并调节好后，方可安装主横撑。在安装好的主上弦杆与横撑杆件表面标出箱体的中心线，结合实际要求进行限位板的安装与横撑吊装。在上节点与主上弦杆的接口部位设置三面限位板，同时以主上弦杆为基础安装吊篮，将吊篮安装好后采用焊接的方法和施工平台相连。将主上弦杆与横撑都安装好以后，对钢管支架进行拆除，分别安装斜杆与V形支撑。对斜杆进行安装时，需将倒链安装于主上斜杆，对于斜杆的具体位置，可通过对倒链的调整来优化，保证定位准确度。将斜杆安装好之后，分别安装竖杆与次横撑，此时要将两者视作一个整体来安装。限位板主要安装于主竖杆，根据限位板具体位置对次竖杆与次横撑进行安装。将整个桥梁的竖桩桁架都安装好以后，方可安装次上弦杆。钢管材料以无缝钢管为宜，吊杆一般是最后安装，以吊杆的角度为依据，保证吊点准确性，确保安装位置达到设计要求。

(4)安装施工控制

拱脚的制作需分成四段完成，先在箱梁的内部进行安装，之后的安装都在现场完成。每个接口的所在位置都必须满足设计要求，经检查合格后方可开始安装拱脚，确保线形保持顺滑，且位置准确无误。对上部桁架进行安装时，应对竖杆安装予以严格控制，准确测量各个控制点所在坐标，确保杆件的安装位置与角度都能达到要求。准确安装上节点与主竖杆使对上部桁架进行精确就位的基础。根据三维坐标对现场尺寸进行核对和控制，保证位置达到一致。综合各个三维坐标，由桁架控制杆件的具体位置，确保安装后的位置切实达到要求。在现场要对每个杆件的尺寸进行复测，经复测确认合格后方可开始安装。将钢箱梁制作好以后，根据设计图纸提出的尺寸要求，确定其具体安装位置。将支架搭设好以后，还要对限位板的位置进行测定，在确认斜度与垂直度均满足要求之后，对杆件进行安装。另外，还需采用对称焊接的方法对桁架杆体进行连接，防止不同杆件所在位置受到影响。