对城市大跨度钢箱梁制作安装施工技术研究分析

缪利民

珠海交通集团路桥开发建设有限公司 广东珠海 519000

摘要：随着我国的城市化建设的不断发展，城市高架桥快速路快速发展，与城市现有的地面道路交通形成立体交叉。在高架桥快速路建设中，对于跨越既有道路的曲线变截面桥梁上部结构往往采用钢箱梁结构，周期短，对交通影响小，而曲线变截面钢箱梁的制作安装是施工过程中的重难点。

关键词：曲线变截面 钢箱梁 既有道路 制作安装施工

引言：随着我国钢铁业的不断发展和进步，钢结构技术成熟，在跨越城市地面道路的高架桥工程中，主桥梁上部结构往往会采用钢箱梁结构。由于城市建设考虑因素比较多，钢箱梁的施工条件和质量要求也越来越多，施工环境要满足线路走向、保证既有道路交通等特性，所以，在实际的施工过程中，操作比较困难，并且有很多技术方面的难题存在，对与这一状况必须寻找和探究科学有效的解决方式，以保证项目的顺利完工。本篇文章通过案例工程对跨越既有道路城市曲线变截面钢箱梁制作安装施工进行探究和分析。

一、工程概况

珠海市金琴快线工程（港湾大道-梅华立交）T2标，利用凤凰山隧道往南至三台石路立交，设高架桥跨过三台石路（规划路）、梅界路、沃北路，高架桥终点设匝道桥与香海高速支线的收费站相接，地面辅道与梅华立交相接。线路全长4.87公路。M匝道82#-85#墩桥梁上部结构采用（26.5+48+28.31）m采用钢箱梁连续梁的结构形式。曲线半径170m,钢箱梁宽14.35-22.308m，梁高等高2.2m，采用单箱三室渐变为单箱四室，悬臂长度2m，梁体总重1157吨，分为19个节段。

二、大跨度钢箱梁制作和安装施工的过程

2.1、钢箱梁分段分块制作的工艺

2.2.1、块单元制造

将钢箱梁划分为顶板、底板、腹板、横隔板四种单元，单元划分详见图，在钢平台上逐步组装每个单元。

2.1.2、块单元的组装

车间组装钢箱梁前必须车间内搭建零部件总组装地面胎架，搭建胎架材料采用焊接H型钢，根据设计图纸的纵坡、横坡和加放了预拱值的起拱度尺寸有技术部细化出胎架所需的坐标和控制点尺寸。每次组装前应对胎架进行检查，确认合格后方可组装。H型钢布置间距与钢箱梁的横隔板的间距相同，搭建时采取桥顶板面向地面，使用水准仪将每一根H型钢所在位置的纵坡、横坡和起拱度尺寸标出和固定，然后将H型钢用槽钢连接整体刚性胎架。单元拼装采用倒装法拼装，拼装顺序为顶板—横隔板---两侧腹板---悬挑梁----肋板---底板。拼接后检查拼接尺寸、板缝宽度、板边弧线、拱度、高度，同时还要进行板的冲突检查。对存在问题的零件要进行整修，不能整修的要重新进行加工。

组装流程见下图：

搭设胎架，铺设顶板单元图 组装横隔板

组装腹板、边梁 盖底板

2.2、曲线变截面钢箱梁的安装过程

2.2.1、临时支架设置

M匝道83-84号墩跨越城市有轨电车，与钢箱梁线路走向夹角为38度，为保证城市有轨电车正常通行，采用钢管柱+贝雷梁支架形式，临时支墩主结构四肢均采用Φ630mm×8mm的Q235钢管柱。钢管柱底部焊接法兰盘与基础混凝土预埋的L形螺栓固定。钢管柱根据现场高度按照标准节+调整节配置，每节钢管柱底部和顶部设置法兰盘，钢管柱之间高强螺栓连接。每套临时支墩钢管柱横向和侧向采用C14的槽钢连接，加强结构的整体稳定性。贝雷梁采用国产“321”公路钢桁架（3×1.5m)，纵向根据箱梁跨度布置，采用间距为90cm单层贝雷片，贝雷片横向排距90cm，总长度为39m。每2片贝雷片间隔3m上下采用配套支撑架作为横向联系把贝雷片连成整体，使每排贝雷片受力较为均衡。

钢管柱+贝雷梁模型及现场图

2.2.2、钢箱梁安装

根据现场场地和每节段的钢箱梁重量，采用1台450吨吊车进行吊装，吊车站位如图所示

三、大跨度钢箱梁安装施工的要点

3.1制作焊缝的控制

钢箱梁制造的焊接工艺是保证焊接质量的关键，所有类型的焊缝在施焊前应做焊接工艺评定，根据评定的结果编制焊接工艺。评定的指导原则是工艺评定的试验条件必须与本桥的构造连接相对应，焊缝金属的力学性能不低于母材，同时钢箱梁的焊接还应符合本技术规范及国内有关规程、规范相关要求。

b 由于钢箱梁节段为全焊结构，结构焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，制造过程中，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用焊接变形小焊缝收缩小的工艺，要求尽量采用 CO2 气体保护焊。

c 所有要求熔透的对接及连接焊缝均应熔透；对坡口焊接的贴角焊缝，当未给出贴角尺寸时，一般宜不小于 1.5(t)1/2 考虑取值，t 为两焊件中较厚焊件的厚度。

d 顶、腹、底板的纵横向对接焊缝、腹板与顶板、底板间焊缝均为Ⅰ级熔透焊缝，并尽量采用熔敷金属量少、焊后变形小的坡口。U 型加劲肋与顶板间的角焊缝采用单面 V 形坡口焊接，其熔透深度不小于 0.75 倍的板厚。对此类焊缝进行工艺评定或焊接性能试验时，应同时切取至少 10 个焊缝段面，以检验焊缝熔深是否符合要求。横隔板在行车道范围内与顶板的焊接间隙要求小于 2mm。

e U 形加劲肋采用冷加工制作前，应进行工艺试验，要求圆角外边缘不得有裂纹，否则应采用热煨。U 型加劲肋与桥面板焊接前，其内侧应完成涂装，所有手工自由切割处均要打磨平整。

f 制定工地横向环焊缝的焊接工艺时， 应能保证容许的焊缝间隙可在一定范围内调整，以帮助消化部分制造、安装误差。

3.2钢箱梁安装线型控制

3.2.1、钢箱梁线型测量

钢梁施工过程中线形测量主要包括施工过程中每个节点的变形测量、主梁中轴线的测量、前后两个节段后端底板的高程差、节段拼接后的长度（避免误差积累）。钢梁架设完成后进行关键控制断面的高程测量，主要在各跨的跨中、1/4跨断面、3/4跨断面、墩顶处布置测点，测量整个施工过程中钢梁的标高的变化。

3.2.2、分段安装时预拱量考虑

由于钢箱梁跨距比较大，所以在钢箱梁制作时需加放预拱量，最终在安装定位时的标高应该以纵断面图纸设计曲线叠加预拱量曲线，然后综合考虑适当加减由于温度、焊接等不确定因素造成的预拱数值。

根据最终数值绘制出匝道中心纵断面曲线，然后相对应临时支墩及原有支墩水平轴线位置，把该处的标高引到对应支墩上，做好记录，便于时常观测对照。然后每处支墩标高同时加高20mm，20mm的空余量用来调节由于地基沉降而产生的标高误差以及避免在安装分段时，支座受力。

3.3、吊装的控制

在吊装工作进行之前，需要先对墩台支座进行检查，必须保证设计的规范性和质量的安全。施工技术人员和设备人员等相关人员需要对施工现场进行检查和验收，完成安全方面的工作。结合施工地点的实际情况和外在条件，科学合理的制定运输的方案和路线等等。要在吊装工作涉及的区域内做好警告工作，禁止无关人员和车辆等通行。设计临时的支架结构时可以设计成钢管立柱格构式支架，各个支架的实际高度需要等到施工过程中，专业的测量工作人员进行复测并记录，绘制出准确的图纸，以保证安装支架的准确性。在施工的过程中，如果需要修补工作，必须在组装过程中或者组装完成后才能进行。修补使用的部件不能有油污或者灰尘等等，必须保持干净的状态。修补过程中注意和涂层要无缝衔接。一般要在三天内对焊接的部分进行修补，对修补过程要按照规定进行记录和监控。最后环节是面漆的涂装，做好安全方面的检查和施工前的准备，修补好缺陷并对其合理维护，仔细清除掉灰尘和油污等等，全部检查合格后可以开始面漆的涂装，这个过程要完全遵照工艺的要求，以保障其质量过关同时还要美观，并且要注意做好防护措施。

结束语：总而言之，曲线变截面钢箱梁的施工过程中，要符合相关的规定，制定科学合理的施工方案，以保证施工质量和效率。本文通过焊接、临时支墩设置、吊装、等方面的控制角度来分析曲线变截面钢箱梁制作安装施工过程中的要点，并且整体的安装施工过程应该做好检测和记录，其中钢箱梁的预拱度控制是最重要的环节之一，在板件的制造、组装以及焊接过程中，都要进行严格的把控，保证各个部分的质量，为钢箱梁结构的整体安装质量提供保障。通过本文的分析，希望能够最大程度的发挥曲线变截面钢箱梁技术的作用和优势。

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