論鋼箱梁長(zhǎng)大節(jié)段整體制造安裝施工技術(shù)

蘇乾東

（中鐵十一局集團(tuán)漢江重工有限公司，湖北 襄陽 441000）

1 工程概況及鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

某橋全長(zhǎng)200m，跨越京廣鐵路，與南北側(cè)的常青路高架橋順接；橋跨采用（95+105）m分幅轉(zhuǎn)體連續(xù)鋼箱梁，橋面總寬51m，橋面布置為：0．65m（防撞護(hù)欄）+2．2m（緩沖帶）+0．65m（防撞護(hù)欄）+21．25m（機(jī)動(dòng)車道）+0．5m（防撞護(hù)欄）+0．5m（中央分隔帶）+0．5m（防撞護(hù)欄）+21．25m（機(jī)動(dòng)車道）+0．65（防撞護(hù)欄）+2．2m（緩沖帶）+0．65（防撞護(hù)欄）=51m。下部結(jié)構(gòu)采用框架墩，群樁基礎(chǔ)。

（1）梁高。鋼箱梁端部梁高3．0m，主墩處根部梁高6．5m，直腹板梁高按二次拋物線變化。鋼箱梁?jiǎn)畏攲?25．25m，底寬 16．5m。

（2）頂板及其加勁肋。頂板在順橋向不同區(qū)段采用了16mm、20mm、24mm、32mm這4種不同的厚度，中支點(diǎn)區(qū)域板厚最大。頂板采用U肋加勁，上口寬300mm，下口寬170mm，高度280mm，間距600mm。U形加勁肋厚度均為10mm。鋼橋面板頂板下緣保持平齊，U形加勁肋保持底緣平齊。在鋼箱梁挑臂位置的U肋手孔下設(shè)置栓接封板，防止飛鳥筑巢。

（3）底板及其加勁肋。底板在順橋向不同區(qū)段采用了16mm、20mm、24mm、36mm這4種不同的厚度，中支點(diǎn)區(qū)域板厚最大。底板采用倒T形肋加勁，基本間距450mm，加勁肋厚度均為14mm。主墩墩頂梁段底板由水平段及二次拋物線段組成，底板采用壓彎成型。為便于底板加勁肋施工，底板上緣保持平齊。

（4）腹板及其加勁肋。腹板在順橋向不同區(qū)段采用了16mm、20mm兩種不同的厚度，腹板內(nèi)側(cè)保持平齊。腹板縱向采用板肋加勁，縱向加勁肋縱向連續(xù)，在橫隔板與豎向加勁肋處穿孔而過。

（5）橫隔板及橫肋。橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距2．8m，兩道橫隔板間安設(shè)豎向加勁肋。箱梁外側(cè)和橫隔板相應(yīng)區(qū)域都安置挑臂，挑臂腹板厚14mm。橫隔板采用實(shí)腹式、框架式和桁架式3種構(gòu)造，在支點(diǎn)處采用實(shí)腹式橫隔板，桁架式橫隔板分為V型或X型撐隔板，桁架式橫隔板之間設(shè)置一道框架式橫肋隔板。V型橫撐斜桿采用∠200×14mm等邊角鋼，節(jié)點(diǎn)板厚16mm。X型橫撐斜桿采用焊接T型，板厚為20mm，節(jié)點(diǎn)板厚16mm。

（6）連接構(gòu)造。鋼箱梁連接均采用以焊接為主的栓焊組合方式。頂板、腹板及其加勁肋、底板及其加勁肋都采用焊接，強(qiáng)化主梁密閉性。頂板U肋采用焊接方式。

2 鋼箱梁節(jié)段劃分方案

常青路主線高架橋橋梁工程節(jié)段劃分為兩個(gè)部分：普通節(jié)段 S1、S2、S3、S4、S5、F1、F2、F3、F4、F5和節(jié)段SF。普通節(jié)段縱向共分為21個(gè)節(jié)段。其中S1、S2、F1、F2縱向分為8個(gè)節(jié)段，橫向分為10個(gè)節(jié)段，腹板方向分為2個(gè)節(jié)段，共為128個(gè)節(jié)段；S3、F3縱向分為4個(gè)節(jié)段，橫向分為10個(gè)節(jié)段，共為40個(gè)節(jié)段；S4、F4、S5．2、F5．1縱向分為 7個(gè)節(jié)段，橫向分為 16個(gè)節(jié)段，共為112個(gè)節(jié)段；S5．1、F5．2縱向分為2個(gè)節(jié)段，橫向分為4個(gè)節(jié)段，共為8個(gè)節(jié)段。普通節(jié)段共計(jì)288個(gè)節(jié)段，其中最重節(jié)段為重48t。SF節(jié)段縱向共分為3個(gè)節(jié)段，其中SF3、SF4縱向分為1個(gè)節(jié)段，橫向分為7個(gè)節(jié)段，腹板方向分為2個(gè)節(jié)段，共為14個(gè)節(jié)段；SF1、SF2、SF5、SF6縱向分為2個(gè)節(jié)段，橫向分為5個(gè)節(jié)段，腹板方向分為2個(gè)節(jié)段，共計(jì)20個(gè)節(jié)段。共計(jì)34個(gè)節(jié)段，其中最重節(jié)段重44．5t。

3 鋼箱梁長(zhǎng)大節(jié)段整體安裝施工技術(shù)

（1）全橋鋼箱梁架設(shè)工序。首先進(jìn)行主塔區(qū)梁段與3個(gè)橋墩頂梁段的架設(shè)施工，之后進(jìn)行橋墩頂梁段間的架設(shè)作業(yè)，分別架設(shè)長(zhǎng)大節(jié)段鋼箱梁與主跨梁段。鋼箱梁長(zhǎng)大節(jié)段完整地輸送到橋位，借助液壓實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)大節(jié)段梁實(shí)現(xiàn)起吊，定位后焊接墩頂鋼箱梁。

（2）鋼箱梁吊架驗(yàn)算。根據(jù)實(shí)際的施工工況進(jìn)行分析，吊裝1#塊鋼箱梁施工時(shí)吊架受力的情況最為糟糕，吊點(diǎn)最大受力在265t左右，并且吊點(diǎn)間距控制在7．5×17m。雙拼對(duì)折φ56mm鋼管截面的 特 點(diǎn) 是：A=0．00492352m2；φ426×6mm 鋼 管 截面 的 特 點(diǎn) 是：A=0．0080258m2，W=0．000316cm3，I=0．000089124cm4；雙拼H588型鋼截面的特點(diǎn)是：A=2×192．5cm2，W=2×9020cm3，I=2×118000cm4。經(jīng)由ALGOR13計(jì)算得到下列結(jié)果：鋼絲繩受力、吊架H588型鋼應(yīng)力的最大值分別是50t、25MPa，達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。鋼絲繩拉伸、吊架變形的最大值分別是1．7cm、0．5cm，即變形的最大值是 2．2cm。

（3）施工區(qū)域地基承載力計(jì)算。施工區(qū)段地表展開混凝土硬化施工。①支架區(qū)域承載力：根據(jù)節(jié)段重量，并且結(jié)合計(jì)算公式能夠得到支架傳導(dǎo)至地基的荷載是112．8kPa。地質(zhì)評(píng)估是地基容許承載力通常是180～320kPa，達(dá)到項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。②汽車吊施工路面承載力：根據(jù)350t汽車吊的具體性能能夠得到：構(gòu)件自重=69t；汽車吊自重=84t+107t=191t。汽車吊的所有支腿位置都用鋼板墊上，并且鋼板的規(guī)格是厚30mm、2．5×2．5m，汽車吊傳導(dǎo)至路面的負(fù)載 P2=（191+69）×10/（2．5×2．5×4）kPa=104kPa，依照設(shè)計(jì)與勘察所得到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與信息得知，地面地質(zhì)是200mm厚混凝土路面與硬質(zhì)粘土，路面荷載=250kPa＞104kPa，可見達(dá)到地基承載力的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）吊裝設(shè)施選擇。依照起吊半徑及吊物自重預(yù)先設(shè)定吊裝器械的型號(hào)與起吊噸位，進(jìn)而保障吊裝設(shè)施與器械選擇的科學(xué)性與合理性，本工程因?yàn)镈2L3-17～D2L3-20、D2L3-13～D2L3-16應(yīng)該在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行二次拼裝，并且在此拼裝流程結(jié)束之后方能整體吊裝，因此考慮到整體節(jié)段自重（最大值是68t左右），運(yùn)用350t汽車吊完成吊裝施工，工況：額定起重量是78t，桿長(zhǎng)及起重半徑分別是31m、14m。其余的節(jié)段都相對(duì)較輕，在24t左右，因此運(yùn)用160t汽車吊進(jìn)行D2L3-21、D2L3-1～D2L3-12吊裝施工，工況：額定起重量是46t，桿長(zhǎng)及起重半徑分別是30．4m、9m。

（5）安裝臨時(shí)支架體系。依照鋼箱梁節(jié)段劃分狀況與施工現(xiàn)場(chǎng)狀況確定鋼箱梁支架體系，在計(jì)算支架穩(wěn)定性時(shí)，高度以12m為準(zhǔn)，并且依照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況不斷調(diào)整。支架體系的材料主要是格構(gòu)式鋼管支架，是由4根鋼管構(gòu)成的，并且其規(guī)格至少為325×8mm（依照作業(yè)區(qū)域的實(shí)際狀況，最終選用鋼管的規(guī)格是Φ630×8mm、Φ426×8mm），支架上部是H400×400×13×21mm橫梁，再往上就是Φ219×8mm調(diào)節(jié)短柱，三環(huán)線中央支架的構(gòu)成主要是3根規(guī)格是Φ630×8mm的鋼管，支架底座錨固的材料是24根地腳螺栓，如此便能夠使得臨時(shí)支架體系的穩(wěn)定性得到保障。

（6）吊點(diǎn)布置。每一分段箱體均依照一剛體進(jìn)行簡(jiǎn)化并且計(jì)算時(shí)取40t，生產(chǎn)廠商于箱體對(duì)稱點(diǎn)安設(shè)吊耳4個(gè)，材料是Q345鋼板，并且安設(shè)點(diǎn)最好是主隔板上方，否則就務(wù)必緊固焊接吊耳位置。

（7）鋼箱梁吊裝順序?，F(xiàn)場(chǎng)鋼箱梁節(jié)段吊裝運(yùn)用160t汽車吊與350t汽車吊當(dāng)成主吊機(jī)，吊裝次序就是位節(jié)段編號(hào)的次序，從大號(hào)到小號(hào)，而要在施工現(xiàn)場(chǎng)重新進(jìn)行拼裝的則運(yùn)用350t規(guī)格的汽車吊，由于施工空間相對(duì)狹小，考慮到D2L3-13～D2L3-16在吊裝過程中容易和小節(jié)段吊裝之間出現(xiàn)沖突，因此首先進(jìn)行D2L3-13～D2L3-16的吊裝，之后再進(jìn)行D2L3-16～D2L3-20的 吊 裝。 而 D2L3-1～D2L3-12、D2L3-21的吊裝施工就憑借160t規(guī)格的汽車吊從南往北進(jìn)行。最初進(jìn)行吊裝施工時(shí)，務(wù)必把構(gòu)件吊至與地表相距200～300mm的位置，還要仔細(xì)核驗(yàn)構(gòu)件的平衡情況與綁扎的牢固情況、起重機(jī)的穩(wěn)定情況與制動(dòng)設(shè)備的可靠性等，若是全部達(dá)標(biāo)，就可以繼續(xù)起吊。

（8）大節(jié)段鋼箱梁吊裝。在施工現(xiàn)場(chǎng)展開二次拼裝工作時(shí)，應(yīng)該確定并且嚴(yán)格控制鋼箱梁預(yù)拱度，在拼裝焊接流程結(jié)束之后，憑借350t汽車吊把構(gòu)件由二次拼裝場(chǎng)地直接吊裝到指定的安設(shè)點(diǎn)，吊車臂長(zhǎng)與起吊半徑分別是31m、14m，額定起重量是78t，達(dá)到相應(yīng)的吊裝標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格依照相應(yīng)的吊裝次序進(jìn)行大節(jié)段鋼箱梁的吊裝施工，在鋼箱梁吊裝過程中，應(yīng)臨時(shí)封閉交通，時(shí)間控制在20～30分鐘，若是鋼箱梁吊裝妥善就位，就可以恢復(fù)交通。

4 結(jié)語

綜上所述，本項(xiàng)目中主要的施工規(guī)劃就是整體完成制造、運(yùn)輸與架設(shè)這3個(gè)過程，如此就能得到非常高效的作業(yè)效果，并且能保證施工的質(zhì)量與安全。