钢箱梁安装施工工艺技术

钢箱梁安装施工工艺技术

胡云

中化学交通建设集团有限公司 山东济南 250100

摘要：随着我国城市化进程的不断加快和科学技术水平的不断提升，钢箱梁以其优越的性能被广泛应用于高速公路桥梁结构中。文章结合工程实例，对钢箱梁安装施工工艺进行了探讨，在该工程投入使用后性能良好，可供类似工程参考和借鉴。

关键词：钢箱梁；安装施工；工艺技术

1 前言

随着社会的发展，高速公路匝道桥施工工程会越来越多。对施工过程中关键点的控制十分重要，能够很好的避免桥梁发生安全隐患。钢箱梁分段吊装施工在桥梁施工中是一种应用非常广泛的施工技术，其施工工序繁杂且对于精度要求极高。因此掌握其施工工艺技术要点至关重要。

2 工程简介

楚州枢纽互通式立交位于淮安市马甸乡，为京沪高速公路与宿淮盐高速公路相交叉的枢纽互通，互通型式为对角双环式变形首蓓叶形+半直连匝道组合式，匝道与京沪高速衔接均采用双车道形式。被交路宿淮盐高速公路，双向四车道，路基宽度28m，设计速度120km/h，往西至宿迁市，往东至盐城市，该互通主要用于京沪高速公路与宿淮盐高速公路之间的快速交通转换。

范围内钢箱梁包括：宿淮高速主线桥、B匝道桥、D匝道2号桥、E匝道桥、G匝道桥。

3 支架平台施工

3.1基础施工

在处理后的地面上定位各个立柱基础位置，支立模板，绑扎基础钢筋，同时在基础顶面埋设钢立柱预埋件，浇筑基础混凝土。

支架采用4根一组的形式，2.5m×2.5m纵横向间距布置，基础尺寸为3.7m×3.7m×0.4m的C30钢筋混凝土承台，内配双层16@200钢筋网片。

3.2钢管支架施工

钢立柱根据承台锚板实际标高确定单根长度，在钢结构加工场下料加工，运至前场安装，支架吊装采用25t汽车吊，汽车吊采用两点吊将钢立柱竖起，柱脚在承台锚板上对位后即施焊，并焊肋板加强，钢立柱安装时用经纬仪或吊垂线控制垂直度。支架高度不超过7m，支架构件吊装重量小于7t，汽车吊采用14.9m主臂，8m吊装半径，额定起重能力11t，能够满足要求。

3.3支架横梁施工

横梁与纵梁在钢结构加工场按设计图进行下料与加工，基础和支架施工完成后，运至现场用汽车吊吊装。

3.4支架预压

支架预压采用直接在基础上进行预压的方式进行，基础预压采用履带吊配重或其他预压配重预压的方式，将预压配重吊装至钢箱梁支架基础上进行加载预压，。

支架预压进行分级加载，采用三级加载，依次为单元内预压荷载值的50%、100%、120%进行加载，并测得各级荷载下的测点的变形值。最后进行120%加载，持载30～60min，试验支架结构承载能力。

加载要求：每级加载完成后，应每间隔12h对支架沉降量进行监测；当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2mm时，方可继续加载。

加载顺序：从中间向两边对称进行加载。

4.支架拆除

4.1拆除顺序

顶推施工完成之后拆除临时支架拆除顺序为：

小立柱→顶部纵横梁→剪刀撑→钢立柱→支架混凝土基础

4.2拼装平台及临时支墩拆除

1）型钢拆除

采用25t汽车吊拆除型钢。

2）钢立柱拆除

钢管立柱的拆除，先拆除槽钢剪刀撑，再拆除钢管柱。拆除时采取装载机配合，随拆、随装、随运，及时清扫，白天恢复交通。

必要时可采取封道措施，但封道施工前需与交管协商，做好交通分流和交通疏导工作，并在重要交通道口立牌警示车辆绕行。

3）条形基础拆除

立柱拆除后，用于支架承重的钢筋砼条形基础也需及时破除。砼条形基础破除时，可在白天利用风镐、空压机等机械设备将基础分段截断凿出。

5.钢箱梁导梁施工

5.1结构设计

在桥梁的顶推施工中，导梁对顶推的跨度起到了重要的作用。导梁的各个参数对于主梁在顶推施工过程中的受力都有很大的影响。适当地选择导梁的各个参数值能够减少主梁在施工过程中的内力，从而节约材料和降低施工成本。

为了减少在顶推过程中纵梁挠度，减少最大悬臂主梁负弯矩，设置钢导梁，导梁长导梁长度24m，由两节12m长节段组成，导梁采用桁架结构，第一段由上下为HN700×300型钢和HW300×300型钢斜撑组成，第二段由上下为HN800×300型钢和HW300×300型钢斜撑组成，左右两片导梁间通过[25槽钢剪刀撑连接，材质均为Q345，导梁间通过M24高强螺栓连接。

5.2导梁与钢箱梁对接措施

导梁与钢箱梁间通过转接梁连接，转接梁截面形式与导梁类似，一端截面高度与导梁相同，与导梁顶、底、腹板通过M24高强螺栓连接；另一端截面高度与钢箱梁相同，与钢箱梁顶、底、腹板熔透焊接对接。

5.3导梁的安装与拆除

5.3.1导梁安装

首轮钢梁拼装完成后，进行导梁安装，为避免导梁构件连接时影响高速车辆通行，先在地面将拼装成整体后，通过履带吊整体吊装，主线导梁总重量约36.2t，采用150t履带吊进行吊装。

5.3.2导梁拆除

钢梁顶推到位后，分段拆除导梁，单片导梁重量最大约10t，采用70t汽车吊进行拆除。

6.钢箱梁体固定

各节段吊装落架的三维坐标根据施工监控提供的数据确定。在梁体吊装前，根据设计线型在拼装胎架上放出内侧和外侧控制线型点，根据控制线型焊接定位装置，定位装置采用型钢，型钢焊接在横梁上，型钢立面与梁体侧面密贴。待整个梁体就位完成后，在外侧横梁上根据控制线型点也焊接型钢定位装置，在横梁断面上焊接临时支撑点（小立柱），小立柱与梁体底面控制在5cm的空隙，小立柱顶部焊接竖向牙板用于支撑钢箱梁(牙板与梁体之间不焊接，考虑在梁段块体安装时对相邻块体的挠动，必要时牙板与梁体点焊固定）。同时箱体顶面和箱体内底面用马板固定，要求定位焊有足够的强度。避免连续焊，尽可能的减少对梁底板材的损伤。

7.落梁及体系转换

(1)钢箱梁顶推到位后，利用汽车吊分段拆除导梁。由于墩顶垫石和永久支座是提前施工完成的，此时不需要进行垫石和永久支座的施工。

(2)利用平台上的顶推设备将钢箱梁纵向和横向进行精确调位，调位时注意钢箱梁底部高出永久支座50mm。

(3)调位完成后将钢箱梁临时搁置在顶推设备前后的承重支座上，检查各墩顶永久支座和钢箱梁的位置是否准确，注意，此时钢箱梁底部高出永久支座50mm。

(4)检查无误后，利用顶推设备将钢箱梁顶高10mm，拆除顶推设备前后承重支座上的垫板，顶推设备竖向油缸回缩，将钢箱梁下放到永久支座上，施工钢箱梁和永久支座之间的连接，完成落梁及体系转换工序。

箱梁钢结构施工完成后，需对临时墩撑进行拆除。临时墩拆除后，结构的受力状态发生根本变化，由多支点临时墩受力转换为结构自身受力。转换过程中，临时墩与结构构件的应力会超出组装时的初始应力，因此在施工过程中，需对此保持足够重视，采取必要措施，以防导致支撑或结构垮塌的事故。

8钢箱梁的焊接

8.1焊接工艺

①施焊工作实施之前，要着重针对焊道进行清理，确保焊縫坡口以及两侧10～20mmA之内不能残留相对应的水分或者油渍等等污物。②焊接时，构件始终处于自由状态。③采用对称、分段、跳焊等方法，焊接材料和焊接参数选用焊接工艺评定报告的参数。

8.2焊接环境

①CO₂气体保护焊作业区最大风速不宜超过2m/s、其他焊接方法不宜超过8m/s。

②焊接作业区的相对湿度小于 80%。

③焊接环境温度不低于5℃。

9.卸载工艺

9.1卸载顺序

卸载施工主要是由中间向两侧对称进行，要防止个别支承点集中受力，需根据各支撑点结构自重挠度值，采用阶段分析数按比例下降法，卸载完成后，拆除临时墩支架。

9.2卸载方法

根据结构验算以及设计规范要求，根据不同方法架设钢梁，采用不同卸载方法：对于直接吊装梁段，结构拼装完成后，由于自重影响，临时支架支撑位置钢箱梁结构将会产生一定下挠，因此在进行卸载施工时，可直接通过气焰切割的方法割除下部支撑小立柱的方法进行钢箱梁卸载。

对于采用步履式顶推的钢箱梁，顶推就位后，利用顶推千斤顶进行卸载，具体方法为：利用顶推设备将钢箱梁顶高10mm，拆除顶推设备前后承重支座上的垫板，顶推设备竖向油缸回缩，将钢箱梁下放到永久支座上，施工钢箱梁和永久支座之间的连接，完成落梁及体系转换工序。

对于采用拖拉法进行顶推的钢箱梁，顶推就位后，在主墩处支架上放置千斤顶支撑钢梁，千斤顶下方和主墩上放置钢垫块（钢垫块尺寸800mm*800mm），拆除滑靴和垫块。

千斤顶将钢梁顶起5cm，抽出主墩上一层垫块，千斤顶回落脱空，移除千斤顶下一层垫块，千斤顶再次起顶5cm，抽出主墩上第二层垫块，千斤顶回落脱空，移除千斤顶下二层垫块，重复以上步骤，交替落梁，使钢梁缓慢落至支座上，若钢梁产生水平偏位，可采用三向千斤顶进行调整。

10.结语

伴随着钢箱梁施工工艺的发展，在桥梁施工的过程中会出现更多问题需要施工员积累经验去解决。钢箱梁通过浮吊和桥面吊安装是一种常见的施工技术，安装的每道工序，直接影响到桥梁的结构的安全与受力。因此，参建各方必须给予足够的重视。要按安装施工规范进行，选择使用合格的施工材料，测量仪器，全面提升施工人员的综合素质，以保证钢箱梁的安装质量。通过合理组织，科学实施，有针对性地采取质量控制措施，本项目钢箱梁施工质量得到了有效控制，达到了钢箱梁质量规范要求。

参考文献

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