李澤光

摘 要：鋼箱梁分段吊裝施工在橋梁施工中是一種應(yīng)用非常廣泛的施工技術(shù)，其施工工序繁雜且對于精度要求極高。文章以馬練營路的道排工程為例，詳細(xì)分析了鋼箱梁分段吊裝的施工技術(shù)及鋼箱梁線型控制技術(shù)措施，最終取得了良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁 分段吊裝 線型控制

1.工程概況與整體施工方案

文章以馬練營路的道排工程為背景，工程全長約為5500m，預(yù)設(shè)車速為50km/h，全線工程共有五座跨線橋，其中南環(huán)高速跨線橋在上跨南環(huán)高速路處采用29m+42m+29m等截面鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，橋梁寬度23.5m。本橋鋼箱梁整體施工方案的選擇主要依據(jù)自身的施工能力、設(shè)計(jì)構(gòu)造、運(yùn)輸方式、安裝方式、施工現(xiàn)場條件、交通組織等因素來確定，鋼箱梁采用橫向分八大塊、縱向分段、支座處橫向分段的方式，采用公路運(yùn)輸方式，在施工現(xiàn)場采用大型起重設(shè)備吊裝到臨時(shí)支架及橋墩上，再焊接現(xiàn)場焊縫，探傷合格后進(jìn)行工地涂裝。鋼箱梁具體分段方式見圖1。

2.鋼箱梁分段吊裝施工技術(shù)

2.1鋼箱梁廠內(nèi)加工

鋼箱梁廠內(nèi)加工的構(gòu)件可分為如下幾種：橋面（底）板、橋內(nèi)（外）側(cè)腹板、隔艙板、U型肋、I型肋及其肋板等。制作上述部件的胎架為現(xiàn)場地面拼接而成的，之后安排專人負(fù)責(zé)組裝和焊接施工，使之呈流水線作業(yè)。在胎架上，操作人員將組合而成的鋼箱梁進(jìn)行焊接，并及時(shí)矯正彎曲之處。采用數(shù)控化的設(shè)備生產(chǎn)鋼箱梁零部件，避免了使用傳統(tǒng)人工加工零部件所產(chǎn)生的誤差，提高了部件加工的精準(zhǔn)性。另外，使用機(jī)械設(shè)備加工還能提高生產(chǎn)零部件的穩(wěn)定性。待所有的構(gòu)件加工完成時(shí)，對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，之后可運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。

2.2構(gòu)件運(yùn)輸

在對鋼箱梁構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)應(yīng)該確保兩個基本原則，首先應(yīng)該確保構(gòu)件在運(yùn)輸階段的安全性，其次則應(yīng)該保證構(gòu)件的運(yùn)輸次序科學(xué)合理，避免造成由于構(gòu)件運(yùn)輸順序混亂導(dǎo)致的工期延誤。

在構(gòu)件運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)備階段應(yīng)該合理選擇待運(yùn)構(gòu)件的擱置地點(diǎn)，保證其環(huán)境干燥并且必須對構(gòu)件進(jìn)行覆蓋處理，避免生銹，同時(shí)還要確保放置地點(diǎn)可以提供足夠的支撐力，杜絕下沉。為了避免鋼構(gòu)件相互擠壓而發(fā)生形變，在進(jìn)行構(gòu)件的放置時(shí)應(yīng)該維持各層構(gòu)件的墊枕支點(diǎn)處于同一垂直線上。另外為了確保運(yùn)輸過程的有序性，需要對各部分待運(yùn)構(gòu)件進(jìn)行分類與編號，確保裝車過程有序快速的完成。

本項(xiàng)目鋼箱梁運(yùn)輸采用15～24m以上加長車來完成鋼箱梁的分段運(yùn)輸工作，需要從生產(chǎn)廠房經(jīng)由公路運(yùn)輸?shù)绞┕すさ?，因此需要在運(yùn)輸之前經(jīng)由運(yùn)輸部門完成超寬運(yùn)輸手續(xù)的辦理工作。鋼箱梁箱體在分段運(yùn)輸前，要臨時(shí)焊接交叉[12槽鋼，1道/2m，以便對箱體整段進(jìn)行固定。

2.3鋼箱梁現(xiàn)場安裝

吊裝鋼梁施工工序的安排：臨時(shí)支墩→5#橫梁吊裝→中跨大里程側(cè)8段鋼梁吊裝→4#橫梁裝→中跨小里程側(cè)8段鋼梁的吊裝→3#、6#橫梁吊裝→兩側(cè)的鋼梁吊裝→落梁→拆除臨時(shí)支墩。

本工程鋼箱梁共分為36塊，最重塊體近45t，經(jīng)過計(jì)算現(xiàn)場吊裝采用兩臺120T汽車吊，每塊箱梁設(shè)置4個吊點(diǎn)，吊點(diǎn)位置是在約x=0.214L（L為構(gòu)件長度）處。吊耳的位置選擇要遵循以下的標(biāo)準(zhǔn)：最接近理想吊點(diǎn)的橫隔板上，其間隔的距離要參照構(gòu)件的重心。確保梁體吊裝起來之后可保持平衡狀態(tài)。

在鋼箱梁安裝進(jìn)行接口匹配時(shí)則需要進(jìn)行兩次操作，首先完成接口的粗匹配，其主要目的是調(diào)整箱梁線型，確保中心軸線。調(diào)整程序?yàn)椋海?）梁段的傾斜度與高度需要與頂板的中軸線齊平；（2）梁段的高度需要和頂板的U型肋齊平，調(diào)整好之后要測量出吊裝梁段的前后點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度；（3）重點(diǎn)需要測量梁段底板處縫隙，確保其縫隙寬度的最大值為15mm；（4）借助千斤頂調(diào)整主腹板的平衡狀態(tài)；（5）復(fù)測。

匹配好接口是焊接施工的前提條件。匹配接口的內(nèi)容如下：節(jié)段的標(biāo)準(zhǔn)高度、預(yù)拱度、橫坡度。接口面板最大的差距需達(dá)到0.5mm。調(diào)整約束時(shí)要遵循由硬到弱的規(guī)律。調(diào)整腹板和頂?shù)装褰唤缣幍木嚯x，之后調(diào)整接口距離。精調(diào)時(shí)可使用千斤頂，固定時(shí)使用馬板壓平。

在完成鋼箱梁的精準(zhǔn)定位后，還需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)比對縫口，針對沒有達(dá)到要求的縫口進(jìn)行修正，直到縫口經(jīng)過打磨后符合規(guī)范才可以開展焊接工作。

2.4鋼箱梁吊裝時(shí)的精度控制

鋼梁進(jìn)行吊裝時(shí)，需要搭建平面控制網(wǎng)。其精度要與四等導(dǎo)線網(wǎng)的精度相匹配。鑒于吊裝平面網(wǎng)對精度要求較高，需要嚴(yán)格核準(zhǔn)控制網(wǎng)的各個標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。為確保坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，要借助于精密全站儀，將其架設(shè)于臨時(shí)鋼支墩，可測繪定位精準(zhǔn)坐標(biāo)。在節(jié)段吊裝時(shí)，根據(jù)工程設(shè)置好的匹配件連接構(gòu)件，設(shè)計(jì)要求縫口的大小，用限位馬板作好襯墊固定，專用焊接用馬板定位牢固，確保中心軸線的正確性。

將三角鋼板搭設(shè)在臨時(shí)支墩的內(nèi)側(cè)，可避免橫向位移。按照相關(guān)的規(guī)定要求，在中心線附近1-2毫米范圍內(nèi)均屬于正常橫向位移?？v向位移和小量調(diào)節(jié)。在吊裝時(shí)利用已固定的箱體，用25T的手動葫蘆作小量調(diào)整，調(diào)整好后用安裝馬板定位固定。將5T倒鏈搭建在箱梁的上坡位置可以有效的避免箱梁產(chǎn)生推移，緩解縱向向推力帶來的影響。

除上述內(nèi)容之外，還需注意焊接之后鋼箱梁的變形量測施工。在焊接的過程中，有可能產(chǎn)生變形，因而需要重點(diǎn)對此項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測，并做好記錄。根據(jù)數(shù)據(jù)分析掌握變形的規(guī)律，便于推測可能出現(xiàn)變形的地方。這樣一來可以提升吊裝精度。若是施工中使用的是環(huán)縫焊接法，縱向的收縮量最小值為3mm，最大值為5mm，橫向的收縮量需達(dá)到1.5mm。

3.鋼箱梁線型控制技術(shù)措施

在施工前，除根據(jù)設(shè)計(jì)給出數(shù)據(jù)外，還要根據(jù)現(xiàn)場安裝情況進(jìn)行細(xì)致計(jì)算每跨的預(yù)拱度值，要根據(jù)跨度及箱梁截面特性進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算，具體部位的預(yù)拱度按照二次拋物線方程進(jìn)行布置。

按照設(shè)計(jì)的縱坡度、橫坡及預(yù)拱度、焊接變形等，計(jì)算出詳細(xì)的高程、長寬尺寸等三維數(shù)據(jù)，并繪制詳細(xì)的施工圖，嚴(yán)格按圖加工制作。對于構(gòu)造比較復(fù)雜的零部件，比如橫隔板，在放樣施工時(shí)，要借助于CAD，輸入比例為1：1。在模擬其它工序時(shí)要嚴(yán)格控制加工尺寸，核準(zhǔn)組裝尺寸，重點(diǎn)部位包括箱梁的長度及寬度，軸線的長度，務(wù)必確保上述內(nèi)容符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定。號料切割時(shí)使用無余量切割。鑒于此項(xiàng)技術(shù)要格外注意鋼板的變形量，為了確保鋼箱梁的尺寸與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符合，需要考慮到伸縮量的變化，寬度的變化（如接口、焊腳等），在此基礎(chǔ)之上再設(shè)計(jì)鋼箱梁的CAD輸入尺寸。

拼裝支架時(shí)，確定其總長度的控制點(diǎn)要選在墩柱上的箱梁階段。中跨的安裝要放置到其它墩頂鋼箱梁安裝成功之后。

加強(qiáng)對焊接變形的控制。焊接之前要對所有的焊接材料技能型試驗(yàn)，記錄好變形數(shù)據(jù)，以初始數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)點(diǎn)，將其歸納整理，組建數(shù)學(xué)模型。保存下來的數(shù)據(jù)可以作為焊接之后材料是否變形的重要依據(jù)。在焊接處理時(shí)優(yōu)先選擇二氧化碳保護(hù)焊，這是因?yàn)樵摲N焊接技術(shù)耗費(fèi)的能量較低，這樣可以減少變形量。其次是埋弧焊，再次是手工焊，使用這種焊接方式耗費(fèi)的能量較高。板料的開口坡度要控制在35-40°左右，不能超過上述范圍。組建的縫隙寬度也需掌握好，最低不得低于5mm，最高不得超過7mm。為確保焊接質(zhì)量，打坡口時(shí)需優(yōu)先選擇機(jī)械冷加工處理技術(shù)。

4.結(jié)束語

綜上所述，鋼箱梁分段吊裝技術(shù)的內(nèi)容主要分為3個部分，分別為場內(nèi)制作、構(gòu)件運(yùn)輸以及現(xiàn)場安裝，加強(qiáng)了靈活性的同時(shí)也對施工的有序化提出了更高的要求，因此在鋼箱梁分段吊裝的施工過程中，必須要采取技術(shù)措施控制吊裝時(shí)的精度及線型，并注重工作銜接的有序性，這樣一來，鋼箱梁分段吊裝技術(shù)就可以最大程度上發(fā)揮出高效靈活的優(yōu)勢。

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