装配式大跨径钢箱梁安装施工工艺探究

装配式大跨径钢箱梁安装施工工艺探究

白,柱

中铁一局集团第五工程有限公司    陕西 宝鸡 721000

摘要：随着我国交通行业的不断发展，装配式大跨径钢箱梁建设数量越来越多，其中大跨径桥梁的钢箱梁安装施工是钢箱梁施工的重要组成部分，是保证行车安全的重要环节。因此，在施工过程中，探索大跨径钢箱梁安装施工工艺，以此来提升钢箱梁安装技术水平，把握施工控制要点，是全面提升钢箱梁运营安全及建设品质工程的重要保障。

关键词：装配式桥梁；大跨径；钢箱梁；安装施工

0引言

随着我国交通行业的不断发展，装配式大跨径钢箱梁建设数量越来越多，其中大跨径桥梁的钢箱梁安装施工是钢箱梁施工的重要组成部分，是保证行车安全的重要环节。本文通过对快速路横跨运河（62+98+62）m三跨连续钢箱梁安装施工工艺总结探究，以此来提升钢箱梁安装技术水平，为类似工程施工提供参考。

1工程概况

该项目为快速路跨线桥，设计车速80km/h。横跨运河采用（62+98+62）m三跨连续钢箱梁设计，主桥宽度27.0m。梁高纵向为二次抛物线形式，主跨98m钢箱梁中墩处梁高为5.0m，跨中梁高2.0m，边墩梁高1.6m。钢梁是由桥面顶板、底板、腹板、横隔板等组成的单箱多室薄壁结构。顶、底、腹板均采用U形肋及板条肋加劲。标准段普通横隔板间距为3.0m，厚为12mm。钢箱梁纵向共分为十三段，分别为A段4.5m、B段19.7m、C段18m、D段17m、E段6.4m、F段26.6m、G段39.7m(26m+13.7m现场二次拼装)、H段24.5m、Ⅰ段6.4m、J段17m、K段18m、L段19.7m、M段4.5m。纵向A、M段为单片梁，E、I段横向分为2片梁，G段纵向分为G1/G2需现场二次拼装，BCDFGHJKLM横向各分为5段（挑臂部分单独分块，每块长度约9米）。分段后运输段长度最大39.7m；梁宽最大6.4m；梁高最大5m（不含耳板），重量最大117t。

钢箱梁纵向分段图

2分段加工运输

2.1节段划分原则

根据运输能力和条件，现场吊装环境及能力，图纸设计要求等多方面因素考虑，对钢桥梁进行合理的纵横向分块，划分成适于加工制造及现场吊装相匹配的节段。节段划分遵循原则如下：

(1)纵向分段线避开支座中心，大于4m；横向分段线避开支座节点板区域，避免无法实施焊接作业现象出现；

(2)尽可能避免出现十字焊缝、环缝；

(3)两侧与砼桥梁连接位置的钢箱梁，此处端横梁单独一整段制作，运输至现场后整段吊装；

(4)纵向分段及横向分块均按照Z型布置，即顶板、腹板（横隔板）、底板呈阶梯状布置，顶、底板错缝 200mm 及以上；

(5)钢梁平面分块划分以顶板分段线为标准。钢梁分块横剖面图上标明顶板、底板、腹板分段线位置。

2.2分段运输方案

分段构件应遵循运输安全、运输过程中稳定的原则。前期需对施工现场进行实地勘察，详细准确把握现场情况下，本着技术可行，安全可靠和费用经济的原则确定最佳运输路线和装卸方式，并制定详细的运输方案，确保运输过程安全。

3钢箱梁安装控制

3.1钢箱梁吊装控制

(1)钢箱梁节段吊装，要根据起吊机械和运梁车停放位置确定吊装作业区域并对吊装区域进行地基承载力检测，必要时对地基进行加固处理。

(2)吊装作业前，需验算梁段吊装过程中起重设备构件与梁体边缘净距离，严禁出现起重设备构件与梁体边缘出现卡塞现象，甚至导致梁体无法安装就位。

(3)梁段吊装首先进行试吊，使梁段最低端吊离轴线平板10～20cm并维持20min左右，检查吊耳、钢丝绳及卡扣工作性能是否良好，确定安全后进行吊装。

(4)梁段试吊装过程中，对梁段两端高差进行测量并用卡扣等进行调整，使其两端高差与设计竖曲线接近，保证新架梁段与已架梁段接头端后落位。

(5)带有平曲线的梁段，因梁段厂内装车后，梁段与轴线车前进方向相对固定，运梁车现场就位时，要考虑吊装设备和轴线车的相对位置，避免梁段起吊安装时出现反方向架设的错误。

(6)钢箱梁支座、梁底楔块、梁段底板一般采用现场焊接处理，采用预留螺栓连接处理存在定位较困难、连接效果差等缺点。支座一般在现场提前安装就位并与梁底楔块进行围焊，梁段定位后再进行底板与梁底楔块间围焊。

(7)梁段吊装主要依靠限位板定位。就位要准确，采用墩顶设置限位板、定位线等手段进行定位或检查。

①横向限位板：吊装前，提前在墩顶测量放样，定出钢箱梁底板外边缘线，沿底板外边缘线临时固定钢板作为梁段就位时的横向限位板。

②纵向限位板：首段梁吊装前，需在梁端伸缩缝位置设置纵向限位板。梁段吊装前，在墩顶测量放样，定出钢箱梁端头边缘线，沿边缘线设置临时固定钢板作为梁段就位时的纵向限位板。

③定位测量检查：梁段吊装除依靠限位板定位外，现场还需采用钢箱梁构造定位线等进行测量复核，保证钢箱梁定位准确。

(8)钢箱梁两节段接头拼接需在起吊设备持载情况下进行。

①采用吊装设备摆动和人工拖拽麻绳等手段进行大致靠位；

②依靠手拉葫芦和梁顶接头预设靠位板进行紧靠；

③利用钢板作靠位板临时焊接在两梁段外侧腹板上，采用三角楔铁、锤头等靠齐腹板；

④调整顶、底板接缝宽度，上紧码板。

3.2钢箱梁安装控制

安装前准备仔细熟读图纸，认真分析轴线与各构件之间的位置关系，对测量控制点检查确认复核后进行主轴线测设，测设点包括轴线及高程。

(1)梁段安装轴线测量

梁段安装应测放两条纵轴，在每个纵轴控制线上作出横向轴线点。一条纵轴可测放于桥梁上，另一条纵轴测放于组拼支架架底部，作为钢桥安装过程检测控制点。拼装前应将支架底部控制点用线坠引测至组拼支架上，过程中应定期复测该控制点，以免支架变形误导施工。

(2)梁段安装标高测量

梁段安装前将标高点测放于相对稳定的桥墩上，将水准仪架设在桥墩或组拼支架上各轴线交点控制标高。

控制点设置表

测量方法控制表

(3)变形观测测控点设置及测量方法选择

在每节梁段组装完毕之后，对所有观测点位进行第一次标高观测，并做好详细记录，待梁段卸载后，再进行第二次标高观测，并与第一次观测记录相比较，测定梁段的变形情况。

3.3钢箱梁现场调平

吊装后的钢箱梁，应及时焊接，在没有及时全部焊接时，应先采取临时固定措施。每个分段吊装成型，经复核无误后，尽量多安排人员进行现场拼装焊接，避免搁置时间过长，箱室变形，造成校正困难，影响工程质量。钢箱梁吊装至既定位置后，若位置与设计位置存在误差，需对钢箱梁吊装位置进行细部精确调整，调整按照先平面位置再高程的顺序进行，具体方法如下：

(1)水平位置调整

后点位置的调整：在安装完毕的钢箱梁与待进行调整位置的钢箱梁的箱室内两侧腹板上各焊接两个受力点，然后在两个受力点间使用手拉葫芦进行调节。

前点位置的调整：在待调整位置钢箱梁的箱室内底板表面和前方H型钢上各焊接两个受力点，受力点间安装手拉葫芦来完成前点位置的调整。前后方向的调整可通过在已完成的梁端上设置锚固点以及钢箱梁顶板上焊接受力点，安装手拉葫芦来完成调整。

手拉葫芦调整示意图

在承载钢箱梁梁段的H型钢及底板上焊接受力点，然后安装手拉葫芦，通过提升以及葫芦的拉力来完成钢箱梁梁段左右位置的调整。

(2)垂直方向调整

在钢箱梁分段经过水平方向上的调整以后，进行垂直方向的调整，调整通过汽吊的升降来调节，调整时要进行精密测量，达到要求后加入钢垫片或钢楔。

(3)钢箱梁临时固定

现场拼装时必须配备足量的码板，马板的厚度14～28mm，马板厚度与构件板厚度基本相当，置放马板的间距约500～800mm之间，具体设置根据接口实际情况而定，但最大不得超过800mm，以确保接口双边构件板的刚度。

码板安装示意图

为防止横向位移，在临时支架内侧用支撑三角钢板阻止横向位移。横向位移必须控制在中心线±1～2mm以内。

纵向位移和微调。在吊装时利用已固定的箱体，用5t的手动葫芦作微调，调整好后用安装码板定位固定。

4钢箱梁安装监测

4.1钢箱梁监测内容

根据现场钢箱梁施工特点，并考虑到施工安全控制的目的，确定监测内容如下：

(1)对钢箱梁高程及线形进行监测；

(2)对钢箱梁节段关键截面的变形状态进行监测；

(3)对临时支撑架顶的标高及基础沉降进行监测。

通过钢箱梁及临时支撑各项关键参数的监测，跟踪施工吊装过程，获取结构的真实状态，不仅可以修正理论设计参数，保证施工控制预测的可靠性，同时又是一个安全预警系统，可及时发现超出设计值，避免出现结构破坏。

4.2钢箱梁变形监测方案

钢箱梁的变形监测目的主要为实时掌握吊装钢箱梁结构的整体刚度变化，为结构的安全性评估提供宏观依据，对施工安全控制、预报至关重要。变形监测的主要内容为钢箱梁节段吊装、焊接过程中关键截面的竖向变形及钢箱梁节段线形观测。

为确保钢箱梁安装精度，钢箱梁在出厂验收合格后即可在每段梁腹板顶1/2、1/4及两端做好轴线及高程观测点。

测控点设置一览表

由于在架设梁段后基础和临时支撑存在不均等的沉降及弹性变形，钢箱梁在安装时用水准仪观测布控好观测点。在每个钢箱梁节段组装完毕之后，对所有观测点位进行第一次标高观测，并做好详细记录，待桥梁卸载后，再进行第二次标高观测，并与第一次观测记录相比较，测定桥梁的变形情况。

当组装过程中三次平均累计达到1cm警戒值后，停止吊装组拼，查找原因采取补救措施：

(1)对梁顶高程超出±1cm时，用千斤顶微调到位，增加临时垫块钢板，或切割临时支座；

(2)对平面位置不合格用千斤顶配合手拉葫芦进行微调，对平面位置相差1cm时，千斤顶无法顶推情况下，钢箱梁吊起查找原因重新定位。

5结束语

钢箱梁安装施工作为装配式桥梁施工的重要环节，在施工前应做好周边环境调查，核对各项施工信息，确定经济合理、安全可靠的施工方案，过程中应做好过程控制和变形监测，确保装配式桥梁安装的稳定性和安全性，以此提升大跨度钢箱梁的建设水平。

参考文献：

[1]李建忠, 汪亚. 装配式钢筋混凝土桥梁施工工艺研究[J]. 居舍, 2020(12):29-29.

[2]高权, 谢冬, 于天成. 装配式钢栈桥桥面板施工技术研究与应用[J]. 大众标准化, 2021(11):3.

[3]杨耀, 周姝. 新型预制装配式钢混组合梁桥关键施工技术研究[J]. 钢结构（中英文）, 2021, 36(4):6.