钢箱梁安装技术在上跨既有公路桥梁段工程中的应用.pdf

工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工顺序、选择合理的施工工艺带来较大挑战。桥梁工程量占比较大，且施工工艺较为复杂1。3 钢箱梁临时支架结构3.1 临时支架体系组成钢箱梁支架体系包括基础、立柱调节杆件、钢格构、顶部横梁、调节管组成，临时支架体系示意图如图 1所示。一是基础。按上述标准再浇 C30 钢筋混凝土方形基础，尺寸为长 7.0m 宽 0.8m 高 0.6m 的混凝土基础，在混凝土顶面预埋 500mm500mm20mm 钢板，将来与钢管焊接固定。二是钢格构。钢箱梁支架立柱由钢格构组成，材料见表 1 钢格构材料一览表。0 引言在高速公路建设中，钢箱梁的吊装是一门综合性的技术，其具有操作复杂、施工难度高、技术要求严等特点。为了保证工程的顺利进行，在施工中要以安全和质量为前提，保证施工现场环境和设施符合要求，严格遵守设计规程，保证工程的工期。本文以某既有高速公路为背景，探讨新建高速公路上跨该道路的吊装技术，重点对钢箱梁的制作、拼装、吊装、焊接等方面进行分析，并通过对地基承载力的具体验算，确保了施工的安全性。1 工程概况某标段为快速路段，含快速路段主线、东海路/跃进路立交匝道（不含立交主线）、道路排水、辅道、辅道照明及辅道交通管理设施等工程。快速路段主线长约2.5km，采用城市快速路双向八车道标准建设，东海路/跃进路立交匝道采用高速公路匝道标准。主线桥上跨跃进路左、右幅，采用上部结构为跨度 60m，宽 17.55m 的钢箱梁，受工厂制作及运输吊装等制约，钢箱梁先在工厂内分段预制成 25 段，最大尺寸 14.8m4.325m，再运至现场，分段采用汽车起重机和临时支架吊装。2 工程难点本标段桥梁工程占工程总量的 70%以上，工程规模较大，桥跨主要以高架为主，梁跨结构以现浇连续梁、钢箱梁拼装和简支梁为主。由于主线桥、匝道多次上跨、下穿既有道路、匝道与主线多次交叉下穿，给安排施工图1 临时支架体系示意图钢箱梁安装技术在上跨既有公路桥梁段工程中的应用单志伟（中铁十九局集团第七工程有限公司，广东广州511462）摘要：高速公路与既有道路交叉施工难度较大，对施工技术与质量管控都提出较高要求。基于此，以某既有高速公路为背景，探讨新建高速公路上跨该道路的吊装技术，重点对钢箱梁的制作、拼装、吊装、焊接等方面进行分析，并通过对地基承载力的具体验算，确保了施工的安全性。关键词：高速公路；钢箱梁上跨；吊装焊接CM&M 2023.04139三是顶部横梁。顶部横梁采用双拼工字钢 I40 焊接而成，翼缘边两侧需用 10mm 以上钢板加强，间距设为12m，用来支撑钢箱梁的调节管托架。同时，它也是将立柱连接在一起的重要部件。材料详见表 2 顶部横梁材料一览表。四是调节管。调节管设置的作用是调整主立柱支架高度，并方便拆卸整个支架。通常高度不超过 0.4m，规格一般为 273。3.2 临时架设脚手架临时架设脚手架，可将升降机直接装在架体横梁上。钢箱梁升降通道，在局部临时的支座内，设有 1m 宽的上下坡道。坡道骨架包括 34 根脚手管，在上部设置尺寸为 0.8m1.2m 的脚手管，并在左右两边加设安全围栏等装置，确保工作人员和行人的安全。临时支承顶工作平台，则用厚 5cm、长 45m 的木板在钢管支承柱顶部搭起工作脚手台，并用钢丝将木板及钢管固定。4 钢箱梁现场安装技术4.1 钢箱梁拼装将钢箱梁通过预制后运送到现场装配区域，在指定的装配平台上进行分段拼装。拼装结束后，将其垂直节段、横向块体及顶板横向连接等进行焊接，焊接过程要注意焊接质量2。钢箱梁由汽车起重机进行吊装。钢箱梁的拱度应符合设计要求。拼装区可在桥位附近租用一块临时平地，待现场组装完毕，由简蒲高速运输至施工地点进行吊装。4.2 吊装施工方案在吊装之前，首先要检查地形，然后对桥墩的各个标高进行复测，根据设计标高确定上下、左右空间的绝对坐标，并进行加固和固定，以便今后在各个节段进行钢箱梁的定位。在吊装之前，必须检查、验收桥墩的纵横轴线、高程和施工质量，通过后才能进行吊装。根据支架位置的受力情况，选择一台 220t 起重机分批吊装。该机作业半径 811m，臂长 20m，可吊重 6485.5t。4.2.1 准备工作在进行钢箱梁施工之前，必须清除所有的垃圾。为了对钢箱梁标高、平面位置、线形进行控制，在吊装前，采用 I25 钢和钢板作为临时支撑和限位挡块，设置于临时桥墩上。测量两个 I25 临时支架的顶标高，然后将其调至设计高度，同时考虑到临时支撑的非弹性变形，其标高必须在设计标高 5mm 以上。需要注意的是，钢箱梁段分节的长度和跨度决定临时吊点的设置位置3。4.2.2 吊装步骤将钢箱梁分段 1 运到起重点，将梁段 1 用两台起重机吊起来。调整钢箱梁的支承垫片的位置，使其对齐后，用起重机将梁端 1 固定在支架上。对钢箱梁进行弹性调节，保证定位精度。做好钢箱梁的连接工作，采用横向接缝的方法，将钢箱梁节合在一起。然后实施钢箱梁 2 的吊装。经调整后，将钢箱梁的纵缝连接起来，使其与节段 1 组成整体。涂漆、检验、验收，并拆卸通道内的临时支架。之后完成钢箱梁分段3的起重工作。调整钢箱梁的纵向接缝，使其联结在一起。依照上述条件，将道路中央的临时支撑移走，并在路面上设置相应的配套设备。4.2.3 吊装要求在道路中轴线上的起重顺序为由小墩至大墩起吊。在道路中轴线垂直方向的起重顺序如下：先吊装里程增大方向右侧的箱室，再吊装里程增大方向的左箱室，然后吊装左侧挑臂，最后吊装右侧挑臂。在起重机进入施工现场前，必须对现场进行现场勘查，以了解道路现状，确保其满足构件车、起重机等通行要求。在起重过程中，要考虑起重机进出的路径，确定起重时的起重位置，并在现场标明起重位置，引导起重机就位。在起重之前，应将起重机主杆撑至要求高度。起重机将部件从部件车中吊到装配水平，然后进行旋转。在回旋过程中，使用麻绳方式牵引，并由熟练的操作人员进行操作，以防止与临时支撑和钢箱梁周围的结构发生碰撞。在回勾过程中，钢箱梁应尽可能接近于事先标明的测量控制点。然后使用倒链和千斤顶进行定位，在松开之前用螺钉将临时固定板固定。通过对接缝处的宽度进行控制，尽量减小二次定位时产生较大位移。4.3 进行吊装地基处理及验算现场调查发现，该工程主要是冲积平原地区，软基深度约 30m，根据起重机吊点的稳定性需求，合理布置支撑板。支撑板规格为 2.5m2.5m，并在下方增设400cm450cm3cm 钢板，以便提升稳定性。进行承载能力计算时，载荷碰撞系数取 1.4。在 36m表 1 钢格构材料材料名称规格型号使用位置钢管47810立柱钢管槽钢16立柱连接杆件钢板14mm钢管立柱封板表 2 顶部横梁材料材料名称规格型号使用位置工字钢双拼 I40钢板10mm 厚加强板140工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工钢箱梁（35.9t）的起重过程中，单腿的最大载荷大约为1300kN；如果对 41m 的钢箱梁进行吊装，该载荷将达到1500kN。起重机支腿位置填入砖渣，利用机械设备做好夯实作业。当起重机的支架在 30角度扩展到 1.5m 时，计算地基承载力 140kPa。根据以上分析可知，该地基承载能力符合工程设计要求。5 钢箱梁安装测量控制技术5.1 测量控制要素该项目钢结构测量的主要要素包括：钢箱梁及钢桁架的安装精确度、钢箱梁分段标高、钢箱梁上拱、桁架上弦标高、曲线度、安装直线度、桁架变形量等。对钢箱梁的组装精度进行严格的控制，是保证装配质量的重要因素。按钢箱梁的区段，选择最靠近剖面的切割点和腹杆的交界处作为控制点，并将高空架设的支撑点作为测控点。5.2 测量人员及仪器设备准备该项目的施工比较复杂，施工难度大，因此特设了一支钢箱梁的测量队。该钢梁在安装和测量时，采用莱卡 TS16 型电子全站仪、AL200/300 型自动安平水准仪，请计量单位检测并对其进行校准，使其达到技术规范的要求。5.3 测量控制内容在钢结构的计量中，严格按照计量规程的规定，实行“一放二复”的原则。在安装钢箱梁之前，必须将测量时所需要的坐标和水平点，引设到邻近的盖梁顶部。对所引设的坐标控制点和水准点，要向监理人进行复查，确保其精度达到规范和设计要求。在安装钢箱梁之前，应重新测量支撑面和支撑的标高和平面坐标。其尺寸、标高和下部位置应满足设计要求，垂直和垂直方向应平行，误差不超过 2mm，支撑中线应与主梁中心相一致，最大横向位移不能超过 2mm。重新测量的准确度达到要求，并经监理人审核通过后，才能进行钢梁的安装4。钢箱梁的最后线性，是由桥梁设计预拱值与工厂制造的焊接按预拱值叠加而成。在制造过程中，此预拱值被逐级调整到各个分段上。随着曲线的变化，钢箱梁分段上各点的标高也相对发生变化，因此对其标高的正确控制非常重要。可按钢箱梁的区段划分，选择四边形隔板和腹杆交叉节点作为标高的控制点。5.4 测量控制关键点5.4.1 预埋件验收交接标高基准点，布设钢箱梁定位标高。对复测支架进行定位、标高，并做好记录。如果出现的偏差超过技术指标的容许值，必须立即进行修正。检查完后，才能进行钢箱梁的吊装。5.4.2 钢箱梁就位控制按设计标高引测到支顶点，对柱头支撑的标高和定位尺寸误差进行校正。按设计图纸确定箱梁的顶板点位，并做好标志，然后按标识将钢箱梁吊装到支顶点。5.4.3 顶平面控制利用水准仪、平尺和全站仪等仪器测各个点的标高，逐步控制整个钢箱梁上平面。5.4.4 下挠变形观测在工厂试验装配机前，对钢箱梁进行相关测量，并对其进行顶板控制点标高和高度调整后，测量了桁架下挠变形量。5.4.5 轴线和标高修正在钢箱梁滑移至预定位置后，用千斤顶、倒链、楔子等工具，在测量员的监督下，对其轴线和标高进行修正。5.4.6 整体校正在某一区域完成钢箱梁吊装厚，在此区域内对整个钢箱梁进行测量和修正。6 结束语高速公路与既有道路交叉施工难度较大，对施工技术与质量管控都提出较高要求。基于此，以某既有高速公路为背景，探讨新建高速公路上跨该道路的吊装技术，重点对钢箱梁的制作、拼装、吊装、焊接等方面进行分析，并通过对地基承载力的具体验算，确保了施工的安全性。应在不影响现有高速公路正常运营的情况下，有序地进行钢箱梁的吊装。施工场地地基脚软，为了保证钢箱梁的吊装工作顺利进行，必须保证其承载力满足相关要求。参考文献1 徐全民,杨卫军,汪成飞,等.复杂市域环境跨高架既有线钢 箱梁二次预拼安装技术研究 J.上海公路,2022(3):52-55+62+164.2 黎银.大跨度竖曲线钢箱梁顶推施工技术研究 A.中冶建筑研 究总院有限公司.2022 年工业建筑学术交流会论文集（中册）C.中冶建筑研究总院有限公司:工业建筑杂志社,2022(1):443-446+465.3 刘奕明.高铁大桥工程中的简支箱梁一跨式支架现浇施工工艺 及控制要点 J.工程建设与设计,2022(16):137-139.4 伍顶中.连续钢箱梁桥中钢-STC 组合桥面施工技术 J.工程 建设与设计,2022(14):118-121.