论一种管廊过桥的施工方法

论一种管廊过桥的施工方法

杜海波

通号建设集团第二分公司，湖南 长沙，410000

摘要：传统管线管廊过桥方案为从桥梁人行道下直埋通过，本方法通过对桥梁结构和管廊结构的特点进行综合分析，利用桥梁翼缘板下多余空间构建轻型钢结构管廊通道，利用桥梁腹板安装管线敷设支架，不仅管线敷设方便，且能人员通行，确保了管廊通道的连续性，方便管廊的运营及维护，节约运营维护成本。

关键词：城市综合管廊；钢结构通道；管廊过桥；贯通

0 引言

城市地下综合管廊是在城市道路下面建造一个市政共同通道，用于容纳多种市政工程管线的建筑物及附属设施，以做到市政管线集中综合布设管理的目的，便于日常运行和后期维护。

在城市市政道路下新建综合管廊以成为众多城市的规划，其中管廊过桥的方案是值得关注的重点。传统管廊过桥方案是在桥梁两头建设管廊端部井构造物，并把管廊改为管线直埋从桥梁人行道下通过，如图所示：

图1传统管廊过桥方式平面图

桥梁人行道下本来就存在众多市政管线，再容纳管廊直埋通道，管廊的通道容量必定受限，本论文通过对桥梁的结构和管廊结构的特点进行分析，利用桥梁翼缘板下多余空间构建轻型钢结构管廊通道，该方案及施工技术的研究，可为今后全国范围管廊建设过桥方案提供参考，通过生产工艺的改进，在生产组织、节能节地、综合经济效益方面均比传统管廊过桥直埋有明显的优势。

1本方案及工艺特点

本论文论述的是一种管廊过桥的设计方案及施工方法。该施工方法与传统的过桥施工方法相比，具有工艺简单实用、降低运营成本、缩短建设周期、降低工程造价，避免了过桥管线在人行道板下不易于维修和穿线等难题，通道连通了桥梁两头管廊，极大提高了后期管廊内穿线效率和后期运营维修效率，减少了两个端部井和直埋管、电缆井等工程量，降低了工程造价，显著提高了经济社会效益、具有一定的节能减排环保效益。同时为管廊过桥施工提供更为高效的施工方法，提升了管廊的建设速度，为国家综合管廊高速建设提供了更有利的保障。

2适用范围

桥下钢结构管廊通道施工方法适用于通过左右幅邻近的市政桥梁的情况，且桥梁翼缘板下存在一定通过空间。目前大多市政桥梁均采用预制箱梁、T梁或现浇箱梁等结构形式，以上桥梁结构均可采用本施工方法进行实施。桥梁作为道路的重要组成部分，大多数的道路至少有一座或多座桥梁，桥下钢结构管廊通道的实用性显而易见，其生产效率及生产成本对管廊建设起着至关重要的作用。

3方法原理

采用轻型钢结构加工制作成桁架结构，桁架结构上铺设格栅网作为人行通道，利用吊杆将桁架反吊在左右幅桥翼缘板正下方，顺接桥梁两端地下综合管廊，作为连通桥梁两端管廊的一个管线铺设及人员行走的一个通道。如下图：

图3桥下钢结构管廊通道方法原理

4流程及操作要点

4.1 工艺流程

图4.1桥下钢结构管廊通道施工工艺流程图

4.2 操作要点

4.2.1 原材料进场

（1）工程所用的钢材，应具有质量证明书，并符合设计要求，当对钢材的质量有疑义时应按国家现行有关标准进行抽样复检。

（2）所采用的连接材料和涂装材料，应具有出厂证明书，并应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。

（3）对高强螺栓必须逐根目测合格，并按规定抽样作拉力试验。

外观检查，选择适当的验收工具：长度与宽度选用米尺；厚度、直径选用游标卡尺，板材的平整度符合规范标准，没有翘曲、局部凹凸等质量缺陷；表面标识清晰可辩。材料的技术指标，严格检查材料的各项技术指标，验证其是否符合设计及相应的规范要求。对材料的质保资料有疑点时，拒绝签收，并及时与材料供应商联系。

表4.2.1 材料检验内容

4.2.2 吊杆孔及管线支架孔洞预埋

    吊杆的孔洞采用φ40PVC管根据翼缘板厚度按设计间距进行预埋，管线支架采用预埋φ18钢套筒按设计间距进行预埋。孔洞的埋设精度直接影响到整个钢结构工程的安装精度。预埋件埋设中的微小误差，将可能造成严重的后果，为保障施工的顺利进行，需对此项工作严肃对待。在钢结构吊装前需对预埋件进行复查：在弹线放样过程中，预埋件位置的检查与结构检查的工作相继展开，依据某一轴线为检查起始点，进行预埋件位置与结构的检查，并记录检测结果。

4.2.3 钢结构桁架焊接加工

（1）桥下管廊通道方案设计主横梁采用150×10方钢，次横梁采用150×100×8矩型方钢，主纵梁采用L125×10角钢，次纵梁采用L75×5角钢，斜向连接件采用L125×10角钢，吊杆采用φ32圆钢；吊耳采用钢板现场加工焊接在主横梁上，横向间距1.6m，纵向间距3m。

（2）切割：钢构件切割采用机械切割，切割后使用砂轮磨光机将切割断面的毛刺打磨干净，钢构件钻孔采用机械转孔。切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气，采用砂轮切割机或半自动切割机切割，切割后表面应光滑无裂纹，熔渣和飞溅物应除去。切割后须矫直板材由于切割引起的旁弯等，并标上零件所属的工件号零件号。

（3）组装焊接：

1）焊接顺序 

焊接顺序的选择应考虑焊接变形，尽量采用对称焊接。对收缩量大的部位应先焊接，焊接过程中，应平衡加热量，使焊接收缩量减小。需要组装焊接的钢构件，要先划出定位线，组装时先点焊，经复查合格后再进行满焊。

2）焊接工艺措施 

采用多层多道焊，控制层间温度不低于预热温度，但不宜超过200℃，采用直流反接（DC+），圆管相贯节点焊缝丝伸出长度控制在20mm左右，保护气体流量20～25L/min，焊条打底焊使用不大于φ4mm的焊条，根部焊道厚度不超过6mm，焊缝构成由坡口面到中间。

3）焊接应力控制

采用合适的焊接坡口，减少焊接填充量；构件安装时不得强行装配，致使产生初始装配应力；采用合理的焊接顺序，对称焊、分段焊；先焊收缩量大的接头，后焊收缩量小的接头，在尽可能小的拘束下焊接；预先合理设置收缩余量；同一构件两端不同时焊接保证预热，对层间温度有效控制，降低接头拘束度，减少焊接热影响区范围采取高效的CO2焊接方法，减少焊接道数；通过有效的工艺和焊接控制，防止或降低焊接接头的返修；采取焊后缓冷或后热，使接头在冷却时能有足够的塑性和宽度均匀消除焊接收缩，降低残余应力峰值和平均值。

4）焊接质量要求：

a.焊缝表面不得有气孔、夹渣、焊瘤、弧坑、未焊透、裂纹、严重飞溅物等缺陷存在。

b.对接平焊缝不得有咬边情况存在，其他位置的焊缝咬边深度不得超过0.5mm，长度不得超过焊缝全长的10%。

c.各角焊缝焊角尺寸不应低于图纸规定的要求，不允许存在明显的焊缝脱节和漏焊情况D.焊缝的余高〔焊缝增强量）应控制在0.5~3mm之间，焊缝〔指同一条）的宽窄差不得大于4m，焊缝表面覆盖量宽度应控制在大于坡口宽度4~7mm范围内巸。对多层焊接的焊缝，必须连续进行施焊，每一层焊道焊完后应及时淸理，发现缺陷必须清除后再焊。

d.开坡口多层焊第一层及非平焊位置应采用较小焊条直径

e.各焊缝焊完后应认真做好清除工作，检查焊缝缺陷，不合格的焊缝及时返工。

4.2.4 钢结构防腐防锈处理

涂装时，安装焊缝附近、高强度螺栓表面及节点板附近，暂不涂装，待安装完毕后现场焊缝焊接后补涂。高强度螺栓连接范围内及吊耳底板、连接板不允许涂刷油漆或有油污，待连接安装完毕后，连接板、焊缝周围应作封闭处理，并补刷油漆，现场焊接两侧各50mm范围内暂不涂漆，待现场焊接完后，按规定补涂。

由于焊接、打孔、切割、运输、吊装等原因引起的镀锌层的损坏，采用等量的冷镀锌进行修补。

4.2.5 钢结构平台吊装

根据工程现状，因受到现场场地条件、起重量及位置等因素的制约，现场无开阔条件，根据现场实际情况选择手动葫芦进行吊装作业。

钢桁架加工完成经验收合格后，将成品格栅板按设计要求摆放在钢桁架上并固定。吊装时分节进行作业，吊具主要采用四台额定载重为3T的手动葫芦，在桥面上设置临时钢架固定手动葫芦，手动葫芦钢链条通过预留孔下放，手拉葫芦钢链条绕构件一周固定，吊装时主要采用四台手动葫芦同时工作将构件吊起，吊点设置在构件四角，距边30cm处，吊装作业时设专职指挥人员进行指挥吊装，钢结构吊装采用“从左往右，先上后下”的原则。

4.2.6 吊杆安装

钢桁架吊装到位后，从桥面预留孔下穿φ32圆钢吊杆与吊耳螺栓连接，桥面上采用下垫钢板后螺栓固定。高强度螺栓的连接施工包括节点处理、螺栓安装、螺栓紧固和紧固方法等五个主要控制环节与步骤：

（1）节点处理

高强度螺栓连接应在其中心位置调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔，摩擦面贴紧后，进行安装高强度螺栓。为了接合部板间摩擦面贴紧、结合良好，先用临时普通螺栓和手动扳手紧固，达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于三个临时螺栓。

（2）螺栓安装

高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行，高强度螺栓穿入方向要一致。一般应以施工便利为宜。

（3）螺栓紧固

高强度螺栓紧固时，应分初拧、复拧、终拧。

初拧：由于钢结构的制作、安装等原因发生翘曲、板层间不密贴的现象。为了尽量缩小螺栓在紧固过程中由于钢板变形等影响，规定高强度螺栓紧固时，至少分二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧扭矩为终拧扭矩的50%左右。

复拧：即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的基础上，再重复紧固一次，故称之为复拧，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。

终拧：对安装的高强度螺栓作最后的紧固，称之为终拧。终拧的轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。

当高强螺栓初拧完毕后，采用不同于构件验收的记号笔做好标记，终拧完毕后做红色标记，以避免漏拧和超拧等不安全隐患。高强螺栓连接面应保持干燥、整洁。

5应用实例及前景

    张吉怀铁路吉首东站（综合客运枢纽）配套基础设施建设项目由通号建设集团有限公司承建的，新建综合管廊设计总里程约为1.2km（其中需通过金坪路东延线景观桥全长76.2m），管廊全部采用单舱矩形断面结构，内腔截面尺寸为3000*2600mm，壁厚均为300mm。该项目金坪路东延线综合管廊穿越金坪路景观桥里程段采用了该设计方案及施工方法，解决了过桥管线在人行道板下不易于维修和穿线等难题，通道连通了桥梁两头管廊，极大提高了后期管廊内穿线效率和后期运营维修效率，减少了两个端部井和直埋管、电缆井等工程量，降低了工程造价，显著提高了经济社会效益、具有一定的节能减排环保效益。

本论文论述的设计方案及施工方法，将在城市地下综合管廊建设中发挥积极促进的作用，其成果应用价值高，可操作性强，极大提高综合管廊的整体贯通性，也能为全国综合管廊的施工建设提供施工参考，可有效降低管廊运营维护成本，节约工程成本，具有较广阔的推广应用前景。

图5 应用实例

参考文献

【1】 《钢结构工程质量验收规范》

【2】 《吉首市金坪路东延线（含站前大道）综合管廊工程设计图》

【3】 《钢结构设计标准》