大跨连续组合梁桥钢箱梁施工技术

2023-12-24金金华

运输经理世界 2023年28期

关键词：吊车钢箱梁钢梁

金金华

（宁波高专建设监理有限公司，浙江宁波 315000）

0 引言

钢箱梁是大跨连续组合梁中的重要组成部分，为保证施工安全、优质和高效，需要采取有效的技术措施。因此，有必要结合实际工程项目，对大跨连续组合梁桥钢箱梁施工技术应用进行分析，以推动路桥建设的稳步发展。

1 工程概况

某道路工程项目采用“高架主线+辅道”形式，道路全长11235m。其中主线道路为城市快速路，设计车速为80km/h，双向6 车道；辅助道路为城市主干道，设计车速为50km/h。施工内容包括主线高架桥36～39#桥墩连续钢箱梁安装施工。主线高架桥基本信息如表1 所示。钢箱梁顶宽25.2m，悬臂外挑2.65m，单箱室宽4.95～5m，外腹板斜置比例1∶0.25，钢箱梁底宽随外形变化。

表1 主线高架桥基本信息

2 大跨连续组合梁桥钢箱梁施工

2.1 临时支撑设置

在该工程项目中，钢结构施工采用临时承重支撑，梁段分段吊装就位。将钢箱梁沿纵向分为10 段主梁+2 个端横梁，在纵向分段区域设置1 组临时支撑，整个大跨连续组合梁桥共有11 组临时支撑，临时支撑截面与布置间距相同。临时支撑构造包括4 榀2×2（m）格构柱、双拼HN400×200 顶部分配梁及HW200×200 调节柱等，在临时支撑的下部设置4 组混凝土扩大基础，以保证临时支撑的稳定性与安全性。其中格构柱与分配梁、调节柱采用焊接方式进行连接。

2.2 临时支撑安装与拆除

2.2.1 临时支撑安装

首先，进行临时支撑地面基础施工前，需要进行混凝土浇筑，待混凝土强度符合支撑要求后，进行上部临时支撑施工[1]。其次，将预制构件拼装成格构柱，进行整体安装。在安装过程中，使用50t 汽车吊将整个上部临时支撑吊装到位并进行连接。最后，安装完成后，进行验收，确保验收合格再进行上部钢箱梁吊装施工。

2.2.2 临时支撑拆除

完成构件卸载后，需要对临时支撑进行拆除，拆除过程按照从上至下的顺序进行。

首先，进行落架处理，按照先中间后两边方式进行落架。在落架过程中，需要采用逐步切除调节段的方式，每次的切除高度不得超过10mm，直至梁底与支架脱空。梁底与支架脱空后，受力会传递给支座，此时可以拆除临时支撑剩余部分。

其次，拆除调节段。完成落架处理后，可以直接拆除整个调节段。

再次，拆除分配梁与立柱。拆除分配梁时，可以将2 个5t 手拉葫芦作为辅助拆除工具。在分配梁底部设置两个D 型吊耳，用于悬挂手拉葫芦，随后割除分配梁与立柱之间的连接，通过操作手拉葫芦，配合25t 汽车吊，将拆除的分配梁、上立柱吊装至指定区域，统一存放管理。分配梁拆除后用汽车吊拆除剩下的立柱。

最后，拆除垫梁，并清除临时支撑的混凝土基础。

2.3 钢箱梁试吊

在正式进行钢箱梁吊装前，为确保吊装顺利进行，需要进行试吊。

首先，要进行检查工作。包括对吊车各部件故障情况的详细检查，及时发现并处理故障问题。同时，要检查吊车各转动部分的润滑情况，关注油温和油量，确保吊车正常运行。在检查过程中，需要重点检查吊车的仪表、钢丝绳工况和安全防护状况，以保证吊装施工安全[2]。

其次，进行空载试车。在试车过程中，对吊车设备的大臂升降、伸展和回转等进行空载试验，检查各部件是否正常运转。

最后，需要对吊车设备进行静载试验和动载试验。开展静载试验时，需要将钢箱梁吊起，离地约5～10cm 静止一段时间，观察吊车各受力点的变化并做好记录。开展动载试验时，用吊车吊起钢箱梁，在允许的吊装半径和水平转角范围内进行各种技术动作，如臂杆回转、变幅和大钩升降，观察吊装情况并做好记录。

通过以上试吊措施，可确保吊车设备正常运行，为后续钢箱梁稳定、安全吊装奠定基础。

2.4 钢箱梁吊装施工

2.4.1 吊点设置

在实际吊装过程中，需要考虑多种因素，如构件重量和空中受力情况。在该工程项目中，综合考虑这些因素，选择将吊耳设置在顶板、腹板和内部横隔板的交叉位置。这样顶板承载的力会经由腹板和内隔板传递至下底板，能够更好地保证构件吊装的安全性。该工程针对吊装构件设置了4 个吊点，在吊装构件长度20%～30%区域之间，采用对称设置方式完成吊耳设置。

2.4.2 吊装高度与工况分析

关于钢箱梁的吊装高度，可以参考表2 中提供的数据信息。在吊装工况分析方面，以履带吊带载行走及吊装节段的工况为例。在该项目中，最重的节段重量为102.8t，使用320t 履带吊进行吊装和行走时，选择35m 长的大臂，将吊装半径控制在8m 以内。半径为8m 时吊装起重能力为221.2t，考虑钢丝绳、卡环等约重3t，则221.2t＞105.8t，负载率为47.8%＜70%，满足带载行走条件，故在34m 大臂条件下，吊装半径控制在8m 内，即满足吊装带荷行走。

表2 地面与桥面设计标高高差汇总表

2.4.3 钢箱梁安装测量

首先，需要做好测量控制点的布设。在钢箱梁安装过程中，需在各分段设置相应的测量控制点。设置过程中，可采用专业软件计算控制点坐标和标高。在安装过程中，可以采用全站仪精确定位，进一步提高安装精度。一般在每个分段需设置至少4 个测量控制点，同时应合理确定具体位置。在该项目中，将测量控制点设置在钢箱梁每个分段的端头及腹板与横隔板交点。为了进一步保障测量控制点位置设置的精度，可在构件出厂前用油漆标记位置，运至现场后复测，若无误可直接使用。同时，需在控制点相对坐标的指导下进行钢箱梁构件拼装。拼装完成后，需由监理工程师检查验收。验收合格后，需按照构件控制点的绝对坐标进行调整工作，以进一步提高构件安装精度。

其次，做好钢箱梁安装测量放样工作。第一，需要对桥墩盖梁中心线以及相邻桥墩盖梁中心之间的距离进行复核检查，如果误差较大，需要及时与设计单位进行沟通，并采取适当措施加以处理。第二，准确测量格构柱大钢管支架基础高程，根据格构柱大钢管支架平面布置图完成支架平面位置测量与设置，并对格构柱钢管支架高程进行测量。第三，进行钢箱梁拼装时，需要准确地测出钢箱梁的X、Y、Z 坐标，其间发现异常问题需要及时进行调整，确保线形与高程准确、合理。在不同分段的钢箱梁合龙后，还需要复测其平面位置及高程[3]。在钢箱梁安装测量过程中，应确保桥体标高与水平偏差小于10mm。在安装过程中，还应观测桥体及路基沉降量变化，并做好测量记录。此外，由于临时支撑拆除后，钢梁受到自身重力影响，会出现下挠变形问题，因此在钢梁调整测量计算的过程中，需要增加10～20mm 的余量，从而有效抵消下挠变形量。

最后，在该工程中，钢箱梁采用分段吊装方式，容易受到外界温度、地质等因素的影响，导致已经安装完成的构件出现偏差。因此，需要对安装完成的桥段进行实时监控。在桥段安装前，需要在观察容易且对安装施工影响小的区域设置监测点。采用全站仪进行坐标监测，如果发现安装完成的桥段出现了位置变动问题，需要结合实际情况分析问题原因，然后基于不同的问题原因采取不同的应对措施。比如，若是外界温度变化所致，需要采集近期气温变化情况信息，在不同时段、不同温度条件下开展定时增量观测，准确把握温度的影响程度。之后选择合适的温度条件，利用千斤顶进行构件微调整。如果是地质沉降造成的构件位移，则需要对地质沉降量进行实时观测，并利用千斤顶将构件向上抬高，从而确保构件标高位置准确。此外，应认真分析地质沉降观测结果，分析沉降原因，解决地质沉降问题，进而更好地保证钢箱梁的安全性。

2.5 钢箱梁吊装就位调整

使用汽车吊将钢箱梁吊起。将钢箱梁置于安装位置正上方后，缓慢下落，距离临时支撑顶面50mm左右时停止下放。施工人员根据已设置好的钢箱梁底板边线标记，完成钢箱梁初步安装定位。继续落钩，将钢箱梁置于安装位置。后续如果检查发现钢箱梁的安装位置与设计位置存在偏差，需对钢箱梁位置进行精确调整。具体可以采用以下方法：对钢箱梁前后位置进行调整，可以在钢梁与待调整的钢梁的箱室内侧腹板上，各焊接2 个反力块，在2 个反力块之间安装1 个千斤顶。利用千斤顶操控反力块完成钢箱梁前后位置调整。调整钢箱梁左右位置时，可以在钢梁两端外侧支撑架型钢上焊接2 个反力支架，在支架之间安装一个千斤顶，利用千斤顶操控支架完成钢箱梁左右位置调整。调整钢箱梁的垂直方向，一般需要在完成钢箱梁前、后、左、右位置调整后进行。由于在钢箱梁吊装前已设置了能够进行标高调节的型钢，因此可以通过标高调节型钢对钢箱梁垂直方向进行微调整。在调整过程中，借助吊车将钢梁吊起，然后将下部钢板挡块加高或者割除，即可完成对钢箱梁垂直方向的调整。

完成钢箱梁位置调整后，需要在梁体两端的平台上焊接限位板，与钢梁体进行焊接固定。如果无法一次性完成所有焊接工作，需要采用临时固定设施进行固定。在钢箱梁每个分段吊装成型后，经检查合格，合理安排施工人员在现场完成拼装焊接工作，保证拼装焊接效率，从而防止钢箱梁放置时间过长，受自身重力影响产生变形问题，否则会增加校正调整的难度，影响钢箱梁吊装施工质量。

在钢梁节段连接位置焊接之前，应对环口进行微调，主要调整内容包括钢箱梁节段的标高、预拱度、横坡度等。要求将接口面板高差控制在0.5mm 以内。后续需要做好钢箱梁连接段接口调整。调整时，需要按照先硬约束后弱约束的顺序，确保腹板与顶底板交界处的高差满足设计要求。随后调整底板及顶板的接口，最后调整悬挑板的接口。可采用千斤顶压平接口进行精调，并采用码板固定的方法，确保钢箱梁连接段的接口精准连接。