淺議城市立交橋梁小半徑曲線匝道鋼箱梁跨公路安裝關鍵技術

郭延斌

中鐵二十局集團第四工程有限公司 山東 青島 266100

1 工程概況

該項目位于文化大街與疏港路的交叉處，該道路為城市主干路，疏港路為一級公路。本項目的修建對于完善地區路網，促進開發區的經濟發展具有十分重要作用。A、B匝道采用單箱雙室截面，箱梁寬9.13-11.63m，A匝道連續梁跨度為33m+43m+42m+31m，B匝道連續梁跨度為22m+28m+34m。由于箱梁橋面寬，跨度大，為小半徑曲線匝道橋，運輸難度大，采用分段、分塊制作，安裝過程中采用分段搭設工裝支架，在支架上設置限位擋塊控制小半徑曲線鋼箱梁線形，吊裝時采用分段、分塊進行空間組裝、焊接，施工難度大。

2 工程技術特點及難點

（1）本工程結構尺寸大，屬于超大構件，運輸難度大。（2）結構跨度大，結構復雜：A匝道連續梁跨度為33m+43m+42m+31m，B匝道連續梁跨度為22m+28m+34m。鋼箱梁位于小半徑曲線上，且箱梁不等寬。（3）A、B匝道采用分段、分塊安裝，安裝難度較大。

3 安裝關鍵技術

3.1 施工工藝流程

安裝流程：施工準備→支架搭設→梁體運輸→梁體吊裝→標高、軸線調整→梁體焊接→現場涂裝→驗收→支架拆除→整體驗收。

3.2 臨時支架搭設關鍵技術

本工程鋼箱梁橋采用橫向分塊、縱向分段，段與段之間采用采用焊接連接，既充分考慮了起重機的性能、運輸及吊裝現場的實際情況，又滿足符合設計圖及相關規范的要求，為了便于鋼箱梁橋的吊裝就位及組對連接。

鋼箱梁分段連接部位搭設臨時支架用于鋼箱梁支撐及工人操作，每個組合臨時支架支撐鋼箱梁下放置調節管[1]。根據工程的特點采用格構式鋼管支撐架。

（1）在鋼梁分段處設置鋼支架，支架下做500mm厚砼作為基礎，基礎頂要預埋支架埋件，支架架體采用φ299*8（mm）鋼管作為架體鋼柱，柱體之間使用支撐進行連接。

（2）鋼箱梁在工廠制作時，在硬質水泥地面上按詳圖1:1放樣搭設制作胎架，進行鋼箱梁制作，橋面板、底板弧度采用數控編程進行下料，橋腹板下料完成后用卷板機進行弧度卷制，用半徑不小于兩米的卡樣板檢查小半徑曲線，以保證曲線精度，橋面橫向坡度按照設計尺寸由腹板不等高形成[2]。安裝現場搭設支架完成后，在支架鋼梁上翼緣設置小半徑曲線鋼箱梁線形限位擋塊，限位擋塊定位點采用全站儀按詳圖1:1進行打點放樣，保證小半徑曲線鋼箱梁線形精度，滿足設計尺寸。

圖1 鋼箱梁制作胎架搭設圖

鋼箱梁制作施工圖如圖1，圖2所示，臨時支架搭設平面圖如圖3所示。

圖2 鋼箱梁制作組裝圖

圖3 臨時支架位置布置示意圖

3.3 鋼箱梁吊裝分段、分塊組裝焊接關鍵技術

（1）吊裝工藝：鋼箱梁吊裝過程中，梁車停放以及吊車站位應視實際情況而定。起重吊車掛鉤后，梁車卸下鏢繩，吊車起鉤。當箱梁超過蓋梁（臨時墩）時，起重吊機轉動并降低吊臂，將吊鉤降低到位，并解鎖吊鉤。開始吊裝下一個鋼箱梁。運輸、起重機、起重機等應根據施工計劃安排到位，并在每個運輸和起重機周圍設置防護屏障，防止外來人員進入。鋼梁吊裝完成后，應立即將運輸車輛撤離施工現場，并派人員到現場進行安全監督。吊裝過程中，任何人不得在鋼梁下逗留。

（2）施工步驟：本工程鋼箱梁吊裝順序見表1所示。

表1 鋼箱梁吊裝順序表

（3）吊裝要求：在道路中軸線上，從小墩到大墩依次進行吊裝。在公路軸線的垂直方向上，起重的順序是：首先，沿增加里程的方向提升右側箱室，然后沿增加里程方向提升左側箱室，再提升左挑臂，最后吊裝右挑臂。起重機進入施工現場前，必須進行現場檢查，并徹底了解道路狀況，以確保構件車、起重機等的通行條件。在吊裝作業中，必須考慮起重機進出的路線，確定起重機的吊裝位置，并指示起重機的提升位置以引導起重機就位。起重機吊裝前，必須將起重機的主桿支撐到規定的高度。起重機將零件從零件搬運車上吊到裝配層并旋轉零件。轉彎時，應使用繩索進行牽引，安排有經驗的操作人員進行操作，避免與鋼箱梁周圍的臨時支撐和結構碰撞。懸掛時，鋼箱梁應盡可能靠近預設的測量控制點。使用手動起重機和千斤頂進行定位，并在釋放前用螺釘固定。通過控制節距，可以最大限度地減少二次定位時產生的顯著位移[3]。

（4）組裝要求：鋼箱梁分段、分塊整體吊裝完成后，進行安裝測量。測量時，應遵循“一放兩復”的原則，并嚴格遵守測量規范。在安裝鋼箱梁之前，需要在兩個蓋梁的相鄰頂部點設置所需的坐標和水平點進行測量?；鶞首鴺丝刂泣c和基準點必須由監理人員進行審查，以確保其精度符合設計和規范的要求。在安裝鋼箱梁之前，應再次測量支撐面和支架，以確定其水平高度和平面坐標。其尺寸、高度和下限必須符合設計要求。上下方向必須平行，偏差不得超過2mm。支架的中心線必須與主梁的中心線重合，最大橫向位移不得超過2mm。鋼梁的安裝必須在復測精度符合要求并經監理單位批準后才能進行。最后，將橋梁的設計拱度與制造商根據該拱度生產的焊縫重疊，得到鋼箱梁的線性曲線。在生產過程中，各部分的預拱度逐漸調整。在鋼箱梁節段中，由于曲線的變化，每個節段上的點都會相應地變化。因此，合理控制點的高程是非常重要的。在鋼箱梁的截面圖中，可以選擇四邊形輪廓與腹板各部分的交點作為高程控制點。確認尺寸無誤差后進行焊接。

（5）焊接技術要求：焊接環境不宜低于5℃，焊接環境的相對濕度不應超過80%；當風速大于2m/s時，CO2氣體保護焊應做好防風工作；在焊接過程中，建議盡可能使用多道次和多層焊接方法。不允許使用超過焊接規范的較大或較寬的焊道；焊接接頭應無裂紋、焊接重疊、燒穿、弧坑等缺陷，不得有咬邊、焊渣或焊渣；埋弧自動焊機的啟動和熄滅位置距離設計的焊接端80mm。焊接完成后，應通過氣割去除焊接兩個方向上的電弧，并在不損壞基材的情況下將切口打磨平整。維修區域應平整、光滑；焊縫采用CO2氣體保護焊時，應在設計焊縫50mm范圍內的引弧板上起弧或熄弧。埋弧自動焊機在焊接過程中，不得有斷弧現象。如果有電弧中斷，應在焊接前將其在電弧停止處以1:5的坡度重疊50mm，并且重疊應平整；角焊的角必須有良好的包角，并且在焊縫的起弧段和落弧段必須有至少10mm的反焊；焊接24小時后，對焊接接頭進行無損檢測；經無損檢測，發現焊接部位存在超標缺陷，必須進行二次修補。

4 施工注意事項

為了保證工程按期實施和交通安全，需對疏港路進行交通導改，臨時支墩需要占用部分道路，吊裝過程中需要局部斷路。

（1）在施工期間每天安排專人在工作區前后及工作區范圍進行車輛的通行指揮，以確保行車及人員安全。（2）對施工影響范圍路面進行日常清掃，防止土石傷人。（3）施工區域內設置彩旗，起到醒目警示作用。（4）嚴格按照《道路交通標志和標線》（GB5768-2009）國標解釋與應用的標準制作標志及安全設施，材料、基礎、尺寸符合規范要求、板面顏色正確、夜間反光。（5）封閉施工路段在施工前，積極主動地與相關交通執法隊取得聯系，按照行業的規定、辦好各種施工許可手續，同時請上述部門負責人到項目部講解有關公路交通安全的強制性政策和有關注意事項。（6）做好交通安全教育：在工程開工前，對全體施工人員進行交通安全教育。通過大會、小會宣傳，安全知識問答，張貼交通事故宣傳案例等形式，對現狀交通、交通組織、交通安全等各個方面進行詳細交底，提高施工人員的交通安全意識，杜絕野蠻施工，切實落實交通組織方案。（7）項目部設專職交通保暢員3～5名負責施工路段的標志維護，實行24小時管理和日常巡查工作，及時對圍擋及路邊水馬及各種施工標志進行恢復、調整或增補，保證標志齊全有效，正確指示過往車輛安全通過施工路口。（8）對可能影響到行車安全、暢通的工程施工，除事先取得監理工程師、交通執法隊等部門的批準外，還應按《公路養護技術規范》（JTGH30－2015）和《道路交通標志和標線》（GB5768－1999）的規定，設置有關標志，建立相應的交通管理組織，爭取執法部門支持，配合執法部門做好交通管理工作，確保工程施工和安全、暢通[4]。（9）標志標牌、頻閃燈、錐形墩、旗幟、水馬等要設置得當。始終要保持各種標志的齊全、規范，不得缺漏、遺失，損壞的要及時補上。（10）加強夜間施工照明及現場交通管理，配備夜間交通管制設施，防止因照明干擾和安全設施不齊而發生安全事故，施工區照明和交通管制設施設置專人管理，并嚴格實行責任制，保證交通安全設施的按時開啟和足夠的亮度。

為了保證施工的整體質量，在施工過程中必須注意以下幾點：

（1）為避免吊機因慣性滑動造成事故，吊裝前應在起重機前輪上設置限位裝置。為便于運梁，在兩跨之間的伸縮縫上鋪設一塊2cm厚的鋼板。在梁節點的設計中，應嚴格遵守設計規范。架設支架時，如果梁端與梁體之間的接縫不符合設計要求，必須進行適當的調整，以確保橋梁的中心軸線與橋墩的中心軸線在同一水平線上，并且梁體的中心軸線和前兩條軸線重合。在此基礎上，對支撐點的位置進行調整，以滿足梁間節點寬度的設計要求。（2）支座。在預制箱梁橋的安裝和施工中，不僅要使用永久支座，還要使用臨時支撐。在施工過程中，應遵守施工技術規程，確保支座定位和定向的準確性。在安裝過程中，要防止“三條腿”現象的發生，并檢查所需的附件是否有任何損壞，以及連接螺栓是否擰緊；下放落梁前，應將支架放置好，上下支架應與石塊上的相交線對齊。檢查支撐螺栓的規格、質量、埋深、外露長度等是否符合設計要求；在某橋梁工程中，為了保證橋臺錨孔表面的平整度和質量，應采用M50流動無收縮砂漿進行灌漿。（3）吊機。為防止慣性滑移引起的安全事故，設計人員必須在起重機前輪停放位置安裝限位裝置。同時，在設計和設置橫軌時，需要對蓋梁的頂面進行整修，并用“+”線醒目標識支座定位，以確保支撐板平直，避免橫向位移。（4）中梁和邊梁。將中梁放置在預定位置，然后將箱梁降低到距離橡膠支架15cm的位置，并根據設計要求和現場情況進行調整[5]。調整后，它可以降落在支架上，并通過連接螺釘連接到支架上，起到加固支架和增強支架穩定性的作用。根據設計要求，邊梁可臨時放置在邊梁上，中間梁可設置臨時支撐，以保證其穩定性。設置側梁時，所有側梁都可以水平移動到設計位置，以確保主梁和梁體之間的連續性。利用落邊梁的液壓升降工具，可以每隔20—30cm將箱梁從梁帽上吊起。最后，將整機移動到預設的側梁位置進行安裝。（5）過孔與支撐。每跨箱梁安裝工作完成后，施工人員必須嚴格按照施工程序進行。首先，箱梁橫向隔板的鋼筋必須進行焊接，焊接完成后過孔。在轉運過程中，若發現梁面的鋼筋在輪胎運行過程中突筋露筋現象，施工人員應及時處理。為了行車方便，工人應及時將鋼筋彎曲，并在其上涂上一層石灰粉。這種支撐結構可以大大提高橋梁施工的安全性和效率。第一根箱梁架設完成后，施工人員需要做好支撐工作，在箱梁兩端放置15cm的原木作為支撐。同時，鋪設水平隔墻，并將枕木放置在頂梁上；第二根箱梁安裝完成后，采用與第一根箱梁相同的方式進行支撐，兩根箱梁在梁和翼上用鋼筋連接，以確保支撐效果。

4 結束語

鋼箱梁采用單箱雙室截面，箱梁橋面寬、跨度大，為小半徑曲線匝道橋，結構安裝難度大。采用文中提到的技術工藝，分段搭設支架，在支架上按詳圖1:1放樣，用全站儀測量定位點，用限位擋塊控制小半徑曲線鋼箱梁線形，分段、分塊吊裝、焊接安裝施工技術，為鋼箱梁的安裝及最終成型提供了有利保障。為類似橋面寬、跨度大的鋼箱梁安裝提供了一種有效途徑。