高架快速路鋼箱梁施工技術(shù)應(yīng)用

牛玉宏

(太長高速公路有限責(zé)任公司，山西太原 030006)

1 工程概況

某高架快速路路線全長3.166 km，采用城市快速路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。主線采用左、右線分幅設(shè)計(jì)。單幅路基寬度采用10 m，汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

該快速路高架橋根據(jù)分聯(lián)情況分為36座橋，其中左線共20座橋，右線共16座橋，高架橋主要采用現(xiàn)澆連續(xù)梁上部結(jié)構(gòu)，左線9，11號橋，右線29號橋跨越既有高速公路和機(jī)場路，采用鋼箱梁上部結(jié)構(gòu)形式，其余各橋均采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)，橋梁下部結(jié)構(gòu)采用花瓶式橋墩。

2 構(gòu)造形式

為加快施工進(jìn)度，確保施工質(zhì)量，受運(yùn)營通車的影響，高架橋第9，11，29號橋，上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱梁，箱梁采用等截面單箱雙室斜腹板截面，橋梁中心線處梁高1.6 m，箱梁頂寬10 m，箱底寬5.057 m，兩側(cè)懸臂長度為2.24 m。橋面采用正交異形板結(jié)構(gòu)，頂?shù)装搴窬鶠?4 mm，縱肋采用U形肋，間距600 mm。橫隔板間距2.85 m，一般橫隔板厚度12 mm，為便于階段間現(xiàn)場施焊，橫隔板上布置有人孔。梁頂面不設(shè)橫坡，通過調(diào)節(jié)梁底墊板和墊石高度使箱梁扭轉(zhuǎn)成橫坡。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

為確保生產(chǎn)過程有序、合理，各工序必須嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行(見圖1)。

3.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

根據(jù)工程要求在鋼梁接口處采用搭設(shè)臨時(shí)承重支架，支架立柱為φ300×8 mm的圓管柱，29號橋跨越既有高速公路中間分隔帶的單排支架采用4根φ500×10 mm的鋼管柱，鋼管柱的底部焊接20×800×800的封板，封板與基礎(chǔ)部分采用地錨固定;頂部焊接20×600×600的封板，豎向每隔2.5 m～3 m設(shè)置一道L75×75角鋼連接并設(shè)斜桿支撐，相鄰圓柱間用角鋼連接。

4 鋼箱梁安裝施工

4.1 鋼箱梁安裝前準(zhǔn)備

為縮短鋼箱梁吊裝間隔時(shí)間，吊裝段在吊裝前一天由運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場存梁區(qū)(存梁區(qū)定在29號橋下互通區(qū)域)，每次存梁3個(gè)吊裝段，按吊裝順序擺放整齊。

1)清除墩柱蓋梁頂部的雜物，并在蓋梁頂部或臨時(shí)承重支架上標(biāo)設(shè)控制軸線、鋼箱梁擺放的邊線及支座中心線，復(fù)測沙箱頂部的標(biāo)高，使之高出梁底標(biāo)高20 mm。

2)進(jìn)場作業(yè)的吊裝設(shè)備必須通過有關(guān)部門的檢驗(yàn)合格，并附有相關(guān)檢驗(yàn)合格證書，起重用的鋼絲繩完好，無斷絲，鋼絲繩、千斤頂、卡環(huán)符合安全規(guī)程要求。

3)鋼箱梁安裝施工前，備足應(yīng)急救援物資，協(xié)調(diào)好機(jī)具設(shè)備，聯(lián)系好物資供應(yīng)單位，縮短供應(yīng)時(shí)間。

4)整修道路，確保運(yùn)梁路線暢通。

圖1 施工工藝流程

4.2 吊裝(組裝)

上跨既有高速公路吊裝:先在橋位下支好吊車，梁車從存梁區(qū)開往橋位上方匝道，待梁車上匝道時(shí)，封閉匝道(每個(gè)吊裝段封閉匝道3 h)，梁車停在匝道所在的吊裝位置，吊裝采用一個(gè)300 t吊車一次站位吊裝。鋼箱梁在安裝過程中，每完成一節(jié)應(yīng)測量其位置、高程及預(yù)拱度，不符合要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正。

4.3 工地焊接

1)鋼箱梁的工地焊接主要為梁段就位橫向橫隔板、頂、底板對接，各梁斷縱向頂板、腹板、底板組成的環(huán)焊縫的焊接，其余為底板、頂板U肋、板肋嵌補(bǔ)段、腹板板條肋嵌補(bǔ)段焊縫、總拼現(xiàn)場的預(yù)留焊縫和接口部位腹板頂?shù)装搴缚p等，焊接方法見表1。

2)工地環(huán)縫焊接方法和工藝措施。每條環(huán)對接縫的焊接順序:頂(底)板定位加強(qiáng)焊→頂(底)板、縱腹板對接縫焊接→縱肋(U肋、板肋)嵌補(bǔ)段對接縫焊接→縱肋與頂(底)板、縱腹板的角焊縫焊接(見圖2)。

表1 焊接方法及工藝

圖2 工地環(huán)縫焊接方法及工藝流程圖

所有環(huán)縫全部采用馬板定位焊接，頂板、底板和外底板焊縫焊接時(shí)焊縫的接頭盡量避開十字接頭部位，CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊焊接時(shí)的道間打磨干凈，避免夾渣等缺陷的產(chǎn)生，各部位所采用的焊接工藝如下:

a.底板、頂板對接焊縫采用單面焊雙面成型工藝，坡口型式為V形。CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊，配ER50-6Ф1.20焊絲焊接，背部貼陶瓷襯墊。

b.腹板對接、橫隔板焊縫采用X型坡口，CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊焊接，焊接位置為立位，焊接時(shí)后焊側(cè)加墊陶質(zhì)襯墊，后焊側(cè)焊接前清除陶質(zhì)襯墊，氣刨清根并打磨，配ER50-6Ф1.20焊絲焊接，確保熔透。

c.U形肋及板條肋嵌補(bǔ)段焊縫采用CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊配ER50-6Ф1.20焊絲焊接。

首先焊接U形肋對接焊縫的拐角處焊縫，焊后將端部打磨成1∶4斜坡;其次焊接U形肋對接的立位和平位焊縫，并將焊縫端部修磨，不影響角焊縫的焊接;最后焊接嵌補(bǔ)段U形肋角焊縫。

d.為減少因焊接而產(chǎn)生的附加應(yīng)力、焊縫殘余應(yīng)力和邊緣材料局部應(yīng)力，消除或減少不規(guī)則變形，環(huán)焊縫一定按照規(guī)定的焊接順序和焊接方向執(zhí)行。

內(nèi)底板、外底板橫向焊縫從橋軸中心線向兩側(cè)對稱施焊;腹板采取從下到上的方向施焊;頂板從兩側(cè)向橋軸中心線施焊。

一段有自由端的長焊縫時(shí)，可從另一端向自由端施焊。

圓形構(gòu)件沿圓周焊接時(shí)，分多段沿圓弧對稱施焊。

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接，底板U形肋采用嵌補(bǔ)段的形式，先焊接橫向?qū)迎h(huán)縫，后焊接U形肋嵌補(bǔ)段。

所有焊縫的焊接先焊橫向?qū)雍缚p，后焊接縱向焊縫。

頂板、底板、外底板的橫向焊縫的起弧、息弧均應(yīng)避開縱向焊縫200 mm以上。

所有過焊孔或焊接工藝孔部位的焊縫端部，均包頭并修磨成圓弧勻順過渡。

5 工地安裝焊接質(zhì)量保證措施

工地安裝焊接，環(huán)境復(fù)雜，焊接要求高，為保證工程質(zhì)量，工地安裝要有施工方案和焊接工藝，要滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。安裝要嚴(yán)格按方案和工藝執(zhí)行。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和圖紙要求，同時(shí)執(zhí)行內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，以提高質(zhì)量。

1)針對所涉及到的分部分項(xiàng)工程編制好施工技術(shù)方案和安全技術(shù)方案，制定行之有效的施工管理和技術(shù)措施，確?，F(xiàn)場施工期間的工程質(zhì)量。

2)嚴(yán)格按“焊接工藝評定試驗(yàn)”確定焊接參數(shù)和作業(yè)順序施焊。

3)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)按照質(zhì)量管理體系運(yùn)作，每道工序均進(jìn)行自檢，互檢，專檢三檢制。

4)焊接作業(yè)區(qū)風(fēng)速當(dāng)手工電弧焊超過8 m/s、氣體保護(hù)焊及藥芯焊絲電弧焊超過2 m/s時(shí)應(yīng)設(shè)防風(fēng)棚或采取其他措施。

5)鋼材焊接后馬上遇暴雨遭遇驟冷時(shí)，容易產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)焊縫接頭區(qū)冷裂現(xiàn)象。因此需采取防護(hù)措施使其緩慢冷卻，直至達(dá)到環(huán)境溫度。

6 結(jié)語

1)跨既有路線架梁，為防止出現(xiàn)落物，確保既有路線安全。對每個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的施工組織和周密的施工安排，保證在點(diǎn)內(nèi)完成指定的架梁任務(wù)。

2)對每個(gè)交叉作業(yè)工作項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的施工組織和周密計(jì)劃，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排科學(xué)合理是實(shí)現(xiàn)該工程成功之關(guān)鍵所在，這些都是在以后相類似工程中所必須具備的。

3)鋼箱梁分段制作，制作在工廠車間內(nèi)完成，可以發(fā)揮車間內(nèi)施工條件好、設(shè)備先進(jìn)的優(yōu)勢，能提高效率與施工質(zhì)量，較好的滿足組裝焊接涂裝環(huán)境的要求。

4)鋼橋堆放場地需硬化處理，以保證地基不出現(xiàn)不均勻沉降。

5)鋼箱梁運(yùn)輸應(yīng)選擇運(yùn)力充足、信譽(yù)良好的運(yùn)輸單位來承擔(dān)鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸工作。

［1］ JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.