城市立交橋鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用

 城市立交橋鋼箱梁施工技術(shù)的應(yīng)用

　　摘要：結(jié)合復(fù)雜城市立交工程，筆者介紹了一種新的施工工藝的應(yīng)用，并且詳細介紹具體的施工工藝、技術(shù)難點、安裝和拆卸技術(shù)措施，可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

　　關(guān)鍵詞：城市立交橋、箱梁、施工工藝、質(zhì)量控制

　　1工程概況

　　某城市立交工程，該工程采用三層半環(huán)形匝道立交橋，由中環(huán)線（稱主線)及其線以北的SW、南面的NE、WN三條跨共和地鐵線的匝道。主線位于立交橋的第三層，長度為204m連續(xù)鋼橋梁，有四個橋洞，最大的橋洞長度80m，寬度40m，鋼箱粱高度4m，鋼橋粱的高度為35m，主線銅橋粱共計52件，重量4494t，陋道鋼橋槳共34件2450t。

　　經(jīng)專家反復(fù)分析研究，最后確定了主線鋼箱形梁采用科學(xué)合理的“縱向分段，橫向分片，臨時支墩，雙機抬吊，分片安裝，中間(跨高架段)開花，兩側(cè)延伸”的主線鋼箱梁安裝工藝以及“匝道橋孔間鋼箱梁嵌入法”安裝工藝、二氧化碳氣體保護焊接工藝等，這些技術(shù)成功的工程中應(yīng)用，不僅是建橋工藝技術(shù)的進步和發(fā)展，也是立交工程鋼箱梁安裝工藝的創(chuàng)新。

　　2關(guān)鍵技術(shù)及施工難點

　　2.1分段分片及資源配置

　　分段分片及吊裝、運輸機械、運輸路線的優(yōu)化。眾所周知，如此長橋洞寬橋面和鋼箱梁整體安裝國內(nèi)國外目前尚無先例�；�整為零，分段分處安裝是唯一的辦法。分段分片的科學(xué)合理性不僅涉及吊裝、運輸機械以及運輸?shù)缆�，而且對�?jīng)濟效益影響很大。在調(diào)查社會吊裝機械和運輸機構(gòu)資源與需求時間、地點、數(shù)量合理配置的前提下，最大限度考慮了以經(jīng)濟效益，確定了分段分片的優(yōu)化方案。

　　2.2線形控制

　　根據(jù)設(shè)計要求，鋼梁制作時預(yù)起拱按二次拋物線，現(xiàn)場安裝在鋼梁整體落架前保證胎架的預(yù)拱度值。根據(jù)現(xiàn)場工況條件，經(jīng)設(shè)計復(fù)核，除P26-27橋洞外，其余三個橋洞中部設(shè)置臨時支架，通過液壓頂升裝置頂升鋼箱梁認保證預(yù)拱值，由于安裝工況與原設(shè)計制造時的胎架的工況有一定的差異，通過分析研究和討論確定將其余三個橋洞的項升值調(diào)整為自由狀態(tài)下的三分之二，在高度方向調(diào)整的同時，也根據(jù)設(shè)計要求對橫坡進行了控制從而保證了整橋的線形，獲得較好的效果．

　　2.3臨時支墩的設(shè)計和設(shè)置以及安全風(fēng)險性

　　主線P26-27橋洞長達80m，橋面寬40m，高度達35m，臨時支墩的穩(wěn)定性要求很高，故安全風(fēng)險較大，同時它的設(shè)置對地面道路交通影響較大，不僅要�？紤]道路暢通，這就要求設(shè)置的位置及占用的面積都受到限制，而且要保證支墩持穩(wěn)定性，做到萬無一失。此外，臨時支墩兼縱梁安裝調(diào)整的工具。通過現(xiàn)場調(diào)查并建立數(shù)學(xué)模型設(shè)計了臨時支墩，攻克了安裝和道路通暢兩全其美的難關(guān)，也滿足了裝配調(diào)整的需要。

　　2.4橫跨高架道路P26-1縱梁雙機抬吊、擺渡轉(zhuǎn)向、高空換鉤技術(shù)

　　橫跨高架道路最重的P26-1縱梁跨越已有高架橋，橋洞長度80m，架設(shè)高度32m，由于跨越已有高架橋高架上方的分段箱梁P26，不能在該高架橋上的運輸、停位，且要轉(zhuǎn)向90。才能實現(xiàn)雙機抬吊，考慮吊裝的安全可靠性經(jīng)濟性，反復(fù)研究策劃，創(chuàng)新了在已有高架橋一側(cè)單機吊上、轉(zhuǎn)向和臨時擱置，并由另一側(cè)的吊機接應(yīng)，主機換鉤，雙機抬吊，雙機擺幅、落位的全新安裝技術(shù)，取得了良好的實踐效果。

　　采用CKE2500和LR1400兩臺吊車雙機抬吊，LR1400吊車負責(zé)制卸車并吊至臨時支墩上擱置，在LR1400不松鉤的情況下，CKE2500吊車吊縱梁一端，然后LR1400吊車松鉤，此時縱梁2/3的重量端擱置臨時支墩上，另一端由CKE2500吊車承受，然后LR1400吊車的吊點移至縱梁端部，通過雙機抬吊吊至安裝位置。

　　2.5三維空間結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)化

　　中環(huán)線鋼橋梁全部為三維空間結(jié)構(gòu)，形態(tài)較復(fù)雜．為達到準確、直觀、方便的目的，在詳圖轉(zhuǎn)化工作中，自行開發(fā)了鋼橋梁空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化軟件，通過實際效果的檢驗，無論在外形尺寸還是空間角度等各方面均達到設(shè)計要求，同時也為下料、組裝等工序提供了模型數(shù)據(jù)。

　　3鋼橋梁安裝工藝和技術(shù)

　　3.1工藝流程

　　工藝流程：軸線標高復(fù)測→支承鋼架基礎(chǔ)澆筑→支承鋼架架設(shè)→吊裝→拼裝→焊接→檢驗→整體報驗。

　　3.2墩橫梁安裝技術(shù)

　　墩橫梁是縱梁安裝的基準，它的定位縱梁的安裝以及整體橋梁的外部線形影響較大，通過現(xiàn)場調(diào)查，確定下列措施：

　　(1)墩橫梁吊裝前，對所對應(yīng)的土建混凝土立柱標高、鋼箱梁橋底支座標高和盆式支座的三者相關(guān)尺寸(設(shè)計尺寸和實際尺寸)作復(fù)核。墩橫梁的橋面上標出軸線和道路中心線的標記。

　　(2)墩橫梁的定位要求基礎(chǔ)上的縱橫中心線與墩梁上標記的中心線對準，且墩梁保持垂直。

　　(3)墩橫梁定位后將道路中心線反到墩梁上，并進行橋面主要點的標高測量：a、兩側(cè)的道路中心線點；b、兩側(cè)四角點；c、如橫坡有變化的折點。

　　3.3縱梁安裝技術(shù)

　　(1)第一段縱梁的吊裝定位以墩梁上和縱梁上各自標記的道路中心線對齊為準；其他縱梁的吊裝定位除對齊腹板外，還要對齊相鄰縱梁的基準橫隔板。

　　(2)在縱梁和縱梁的拼裝過程中，對于在局部范圍內(nèi)面板和隔板間的偏差，通過設(shè)置碼板，用鋼斜鍥調(diào)整；大的偏差則通過設(shè)置千斤頂和支架進行調(diào)整，以保證拼裝后焊縫間距和高差在允許范圍之內(nèi)。對于隔板拼接時出現(xiàn)的較大偏差，對隔板兩側(cè)進行加固。縱縫之間的距離調(diào)節(jié)，通過花藍螺栓和千斤頂?shù)却胧┱{(diào)整使兩縱靠攏，對局部偏差應(yīng)進行切割調(diào)整，保證接縱縫線型與基準線型一致。

　　(3)縱梁的吊裝基本上在夜間進行；一般每晚要安裝兩片，為避免環(huán)境溫度的影響，要求連續(xù)進行即在第一段縱梁定位后，連續(xù)安裝第二根縱梁，縱梁安裝、切割、調(diào)整縱梁尺寸時，施工環(huán)境溫度與第一根縱梁定位時的環(huán)境溫度比較接近，避免產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力。

　　(4)加強鋼梁在線測量；每孔縱梁全部架設(shè)定位和在頂升前后及鋼梁整體卸載前后進行測量，并及時反饋給設(shè)計人員，加強與設(shè)計的溝通和交流，使設(shè)計人員掌握鋼梁安裝的動態(tài)情況，以便發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。

　　4臨時支墩和臨時支架的安裝和拆卸技術(shù)措施

　　(1)P26-1段至8段跨已有高架橋高架安裝用臨時鋼支墩的設(shè)計和設(shè)置均通過數(shù)學(xué)模型進行了設(shè)計及強度、變形、整體穩(wěn)定性等校核，左、右立柱的豎向荷載為231.5噸�；�礎(chǔ)面積5×6m，極限承載力為300t>231.5t，滿足設(shè)計要求。中立柱豎向荷載為275.8噸�；�礎(chǔ)面積5×9m，極限承載力為450t>275.8t，滿足設(shè)計要求。臨時支架設(shè)置基礎(chǔ)，由于地下有各種管道，必須采取措施保護，故各支墩下設(shè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)，以保護地下管道及路面。據(jù)以往工程資料，考慮路面承載力特征值為100kN/m2，并進行了強度等校核，滿足施設(shè)計要求，鋼支架制作。高架兩側(cè)臨時支墩基礎(chǔ)按設(shè)計圖施工，其他支架基礎(chǔ)下部在詳細掌握地下管道布置的基礎(chǔ)上，考慮對地下線影響不大或不影響，確定鋪墊道渣并壓實后鋪設(shè)厚度不小于25mm的鋼板。

　　(2)安裝鋼支墩前35天進行鋼支墩基礎(chǔ)施工。在交通道路上的基礎(chǔ)，在施工前要在鑿去瀝青路表面200mm深左右，其他支架基礎(chǔ)下方如為不平整場地，須鋪墊道渣并壓實，滿足100KN/m2承載力要求。

　　(3)跨已有高架橋高架兩側(cè)的鋼門架，其立柱在現(xiàn)場堆場裝配成12m一節(jié)，待混凝土基礎(chǔ)強度達到要求后進行架設(shè)安裝；墩橫梁下的鋼支架由工廠制作，6m及8m一節(jié)，運抵現(xiàn)場架設(shè)安裝。所有鋼支架(包括門架橫梁)，均采用10．9級高強度螺栓連接。

　　(4)鋼門架立柱要確保其垂直度，鋼架底部與基礎(chǔ)面墊實，緊固螺栓并焊牢。鋼支架安置在已鋪設(shè)的厚鋼板上，鋼板周邊打入小角樁并焊接。鋼支架校正垂直后其底部與鋼板焊牢，鋼支架上部與相鄰混凝土立柱拉結(jié)。

　　(5)跨已有高架橋高架鋼門架基礎(chǔ)(高60cm)周邊安置交通警示反光標記，并在其迎向車輛一端的鋼立柱上也安置交通警示反光標記。

　　(6)鋼箱梁安裝完成后，在鋼支架頂部用螺旋千斤頂(安裝時預(yù)留部位)把鋼梁底部頂緊，同時割開原撐桿，并察看其是否還受力，如受力，則繼續(xù)緊千斤項，直至其不受力為止，開始割除撐桿(約60cm)。撐桿割除后，松去螺旋千斤頂。松千斤頂?shù)南淞合陆颠^程尺寸要作好記錄。

　　(7)所有鋼支架最上一節(jié)和門架橫梁的用卷揚機作提升，用吊機將其吊下。其他支架直接用吊機吊下。

　　5結(jié)束語

　　該技術(shù)的開發(fā)和成功應(yīng)用，使鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝由建筑鋼結(jié)構(gòu)向市政高架橋梁工程升級，同時獲得了巨大的社會效益。為同類工程的安裝積累了經(jīng)驗，也培養(yǎng)和鍛煉了一批大型鋼橋梁的精英之才。

　　參考文獻：

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