某桥梁工程无索区钢箱梁斜支架安装技术

姜剑峰

（湖南路桥建设集团有限责任公司，湖南 长沙 410000）

钢质建筑结构在房屋、桥梁、地下工程等领域有着广阔的发展前景。目前，我国钢质建筑结构普遍采取散拼方式进行安装，其安装效果较差，而且大部分是在高空进行，对于建筑工程而言具有较大的安全隐患。而将大跨度的钢架预制，并分段装配到工地上进行拼装，能大大缩短工程的时间，减少工程的危险性。

1 工程概况

某高速公路桥梁的建设项目的里程桩号为K39+583.89～K40+398.96，由于桥位于一片广阔水域和地理环境条件较差的地区，整体的地形地貌较为复杂，因此是一项重难项目。具体来说它是一座双塔双索斜拉桥，采用三层连续钢箱梁结构，采用钢框架支撑进行无索段钢箱梁板的吊装以及安装。无索区的支撑结构具有超高、超大、超斜等特征，其实际的支架高40 米，顶部长61.5 米。

2 工艺原理

针对无索区斜撑的结构设计特征，将其分成几个块体，并在预制场地中进行预成型，成型后通过运输车辆运送到工地，再使用起重机将块体从下往上进行吊装和组装，在大跨度的无索区域，进行倾斜式钢箱梁托架的施工。

3 工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程（见图1）

图1 施工工艺流程图

3.2 施工准备阶段

按照施工内容做好人、机、料等资源的相关配置，实行三次交底，确保施工内容、方法、安全能够传递到每个具体施工人员处。

3.3 支架分块预制

无索区的钢箱梁是在桥墩的两边布置的，它是采用Φ630 钢管+剪刀撑+水平连接+纵向梁+横向梁+贝雷片+分配梁+导轨组成。

为了方便使用，将其分成Z1-1～Z1-4、Z2-1～Z2-4 等16 个部分。分块图表显示在图2 中。B1-1～B1-4、B2-1～B2-4 则为边跨侧。

图2 支架分块施工图

3.3.1 施工工艺:分块预制施工，根据设计构造，对钢管桩、平联、剪刀撑精确下料并加工成单元件。利用起重设备将单元件吊装至胎架上进行焊接施工。先焊接钢管桩，然后在钢管桩上放出平联、剪刀撑位置，将块件的四根钢管桩连接成整体。

3.3.2 施工要点：在钢管桩加工之前，必须检查钢管桩的垂直度，并纠正不符合设计标准的管桩；成材管桩的长度一般为12 米，在接头时往往要进行接长处理，在接长时，钢管的断面与钢管桩轴相平行，以保证钢管桩的平稳对接；管桩桩头为斜面焊接，焊接充分且饱满，并在每个端部外侧粘贴6 个δ12 毫米的钢片作为节点加固；在管桩的制造结束后，需要在管桩上做好标识，便于装配。（参见图3）

图3 钢管桩接头连接图

3.3.3 为了更好地与钢管桩的圆弧面结合，将平联端部切成立体曲率孔口，将剪刀支撑端按图纸加工为斜形，并在焊缝上安装40*60 cmδ12 mm 的结合板，提高焊接区域的面积，确保接头强度达到预期要求。在接头处，由于不存在夹杂、气孔、焊瘤、未熔透、未焊透等质量问题，因此，其焊接质量要达到技术规范的要求。（参见图4）。

图4 钢管桩节点连接图

4 预埋件施工

4.1 无索区支架底部基础预埋件施工前，在条形基础范围内需进行凿毛处理，安装完条形基础后，对预埋钢管桩进行精确定位，并将管桩与索塔承台内预埋钢筋进行牢固焊接。

4.2 凿毛条形基础结合面混凝土，清扫除污，保证条形基础与承台顶面的粘结度。

4.3 无索区支架顶部预埋件采用预埋钢板加锚筋方式，将钢板与锚筋焊接成一个整体进行预埋，钢板与锚筋采用穿孔塞焊并加5mm 贴脚满焊。

4.4 预埋件位置需进行精确定位，允许偏差不超过5mm。

5 无索区支架整体拼装

5.1 施工步骤：复测预埋件→安装无索区支架底节块→安装底节块联系→安装无索区支架顶节块→安装顶节块联系。

5.2 施工工艺：采用50t 汽车吊，进行无索区支架的拼装，先吊装底节，后吊装顶节。

5.3 施工控制要点：（1）在无索区支座安装之前，必须重新测量预埋部位，并按要求进行对称装配。（2）纵向联结时，按实际情况进行切割，纵向断面必须与轴心平行，并按钢管桩径要求进行表面处理。以更好地贴近钢管桩身。（3）块体与块体的结合，首先是平联联结，然后是连接剪刀撑，以增大焊点区域的面积，确保接头的强度。（4）在顶节块的装配中，对底部接头的接头部位进行重新测量，确定没有问题后，再进行顶节块件的装配，顶节块件的拼装要领与底节块件的安装要点一致。

5.4 块件拼接完后，复测支架钢管桩顶面位置，并对支架节点、对接焊缝进行逐个检查验收。

6 质量控制

6.1 重视前期工作，加强施工方案图设计；工程质量控制主要是对施工过程的监视，工程质量形成过程对相关专业工作界面依赖很大；加强过程控制，强化施工现场管理:（1）严格工序移交手续；（2）加强材料设备检验；（3）加强旁站管理，确保隐蔽工程质量；完善后评价机制，严格工程交工验收程序。

6.2 工程项目施工应执行精细化管理：（1）按照施工设计规范对施工程序、关键工艺、隐蔽工程施工等内容进行检查；（2）检查是否出现违规施工；（3）定期查验施工设备的使用情况，确保其性能满足施工需要；4）检查现场施工材料的质量、种类及施工工艺是否达标。

6.3 选择具备相应资质、口碑好、质量好的材料厂商合作，坚决按照相应规范、材料入场检查制度，加强材料入场检查；不合格材料，严禁入场。

6.4 构建完善的质量责任考核体系，坚决落实质量责任制，由项目各管理人承担质量监督管理职责，加强施工质量监管，增强项目全员的质量管控意识，提升质量管控积极性。

6.5 加强安全管理，贯彻落实安全生产制度，加强安全教育，提升施工工人安全意识，让所有项目员工牢固树立安全就是效益的思想，严格按照相关规范要求做好技术交底，保障施工安全。

6.6 加强项目技术人员、特种作业人员、特种机具操作人员资质审核，确保相应人员百分百持证上岗。

6.7 支架整体的垂直度控制在h/2500+10.0mm；钢管桩的倾斜度误差控制在±1°以内；支架顶面高程控制在0～50.0mm 以内。

6.8 所选用的焊接材料必须与母材相符匹配；焊缝接头严禁在外加的作用下，进行焊接，防止内应力的产生，而引起裂纹。

6.9 焊缝的宽度应溶满坡口边缘1～2 毫米，焊缝高度应满足设计要求，焊缝高度不超过3 毫米。

6.10 无索区支架钢结构材料应符合设计质量要求，并应具备出厂合格证。

6.11 在运输及操作过程中应采取措施防止构件变形和损坏。

6.12 无索区支架块件安(吊)装时，应采取有效措施，确保结构的稳定，并防止产生过大变形。

6.13 安装下一构件之前需对上一构件标高、轴线等进行复测，确保无误后再进行下一构件安装。

6.14 无索区支架安装完后，需对支架整体进行检查验收。

7 效益分析

该施工技术的应用，解决了大跨度、超大、超斜等情形下大型无索区斜支架施工难题。采用场外预制、就地组装的方法，可同时进行准备工序，节省了一个月的建设工期时间。节约了大约255 万元的费用。取得了良好的经济效果和社会效益。

8 结论

通过对该大桥主桥无索区支撑进行的“大型无索区钢箱梁斜支架安装施工施工技术”的运用数据的观察，我们可以发现在实际使用中，其能够取得很好的效果，能够节省工程造价，并且施工的安全性也能得到保障，即危险随之减少。

8.1 将无索区钢箱梁斜支架分成若干块件进行预制加工，具有加工精度高，焊接质量好、施工速度快，工作面广，施工工作效率高的特点。

8.2 预制拼装施工有着加工简单、安装方便、易拼装、施工机械化程度高等特点进行施工，克服了大型无索区斜支架超高、超大、超斜等施工难点。

8.3 采用场外预制，现场吊装拼装的施工方法，实现预制加工与吊装拼装同步进行，大大缩短了施工工期。

8.4 将钢架构高空焊接作业面大幅度转移至预制加工场地，大大降低了施工安全风险。