鋼箱梁吊裝施工技術(shù)及質(zhì)量控制的研究

黃世喜

【摘 ?要】鋼箱梁由于自身良好的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力性能而得到越來(lái)越多的廣泛應(yīng)用，箱形構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外形平整美觀、截面高度較小能節(jié)約使用空間、其良好受力性能主要表現(xiàn)有其具有較大的抗彎抗扭剛度。其優(yōu)點(diǎn)有：自重降低、抗震性能好、節(jié)約建筑材料、改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，各種構(gòu)件各盡所能、充分發(fā)揮其效率、能減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、加快施工進(jìn)度，便于橋梁的維修和補(bǔ)強(qiáng)、耐久性好、造型美觀。

【關(guān)鍵詞】鋼箱梁;安裝;吊裝;質(zhì)量控制

引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展為了緩解日益擁擠的交通狀況，高架橋的建設(shè)得以普遍運(yùn)用。而在建設(shè)高架橋時(shí)，在跨度較大的路段（如跨越鐵路、公路跨越大而且不允許設(shè)置橋墩的十字路口），在多層立交的路段以及特殊地段，多采用鋼結(jié)構(gòu)的架設(shè)形式，也即鋼箱梁形式。但因其型式因構(gòu)造復(fù)雜，焊接量大，尤其是結(jié)構(gòu)尺寸大導(dǎo)致翻身、吊裝難度較大，因此過(guò)程中施工工藝的編排，以及質(zhì)量的監(jiān)控變得尤為重要。

1、長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁吊裝施工技術(shù)

1.1鋼箱梁架設(shè)施工總體工藝

長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁均采用多臺(tái)400t吊車(chē)整體吊裝，根據(jù)長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁的節(jié)段長(zhǎng)度不同，設(shè)計(jì)了一套可以滿足各種梁段長(zhǎng)度的吊具系統(tǒng)。

1.2重點(diǎn)難點(diǎn)分析

（1）長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁長(zhǎng)度從30～40m不等，給吊具的通用性設(shè)計(jì)帶來(lái)很大難度。（2）由于長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁內(nèi)設(shè)備分布不對(duì)稱，造成重心與結(jié)構(gòu)中心不對(duì)稱，給吊點(diǎn)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大難度。（3）由于長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁重心與起吊中心不重合，吊裝過(guò)程需精確調(diào)整鋼箱梁的空間姿態(tài)，安裝難度大。（4）鋼箱梁長(zhǎng)節(jié)段接縫處無(wú)配切，且U肋等結(jié)構(gòu)均采用螺栓連接，允許的接縫寬度偏差僅2mm，給長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁的精確調(diào)位提出了嚴(yán)苛的要求。（5）由于鋼箱梁受溫度效應(yīng)影響明顯，對(duì)精確調(diào)位與環(huán)縫焊接期間的溫差要求不能超過(guò)2℃，鋼箱梁整體線性控制難度大。（6）由于采用吊車(chē)進(jìn)行吊裝施工，且只能在夜間實(shí)現(xiàn)單幅施工。因此，對(duì)吊車(chē)的安全穩(wěn)定性和作業(yè)時(shí)間及氣象條件要求較高。

1.3長(zhǎng)節(jié)段鋼箱梁吊裝

1.3.1施工準(zhǔn)備吊裝前，先進(jìn)行調(diào)位裝置、永久橡膠支座安裝以及調(diào)位附屬設(shè)備安裝。調(diào)位裝置包括初調(diào)位吊耳、臨時(shí)調(diào)位支座、墊墩及千斤頂、液壓泵站等。

1.3.2鋼箱梁起吊

鋼箱梁起吊坡度調(diào)整每跨梁段起吊前，在梁端部指定位置放置配重設(shè)施，調(diào)整梁段的重心位置，使梁段起吊線形接近至安裝線形，并通過(guò)左右鉤頭上下微調(diào)，達(dá)到起吊線形的最佳狀態(tài)。

鋼箱梁起吊①落鉤：完成吊具與鋼箱梁的連接。②吊力加載：吊力加載分級(jí)進(jìn)行，加載過(guò)程中，時(shí)刻監(jiān)測(cè)吊具應(yīng)力狀態(tài)、鋼箱梁自身應(yīng)力狀態(tài)。③鋼箱梁起吊：鉤頭加載至100%后，緩慢提升鋼箱梁，待鋼箱梁提升至墩頂最高點(diǎn)1m以上時(shí)，停止提升，箱梁橫移，移向待安裝橋墩方向。④鋼箱梁落位：待鋼箱梁落位至距墩頂50cm左右高度時(shí)，停止下落，安裝并收緊初調(diào)位裝置中的導(dǎo)向鋼絲繩，緩慢下落直至滑移支座與墩頂臨時(shí)支撐接觸，卸載，拆除吊具與鋼箱梁的連接。

1.4鋼箱梁臨時(shí)支撐及精確調(diào)位

1.4.1鋼箱梁臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)調(diào)位系統(tǒng)

墩頂臨時(shí)支撐及調(diào)位系統(tǒng)主要由滑移支座、調(diào)位支座、千斤頂、調(diào)位泵站等組成?；浦ёㄟ^(guò)螺栓固定在梁底，調(diào)位支座通過(guò)預(yù)埋螺栓固定于墩頂。豎向千斤頂擱于調(diào)位支座兩側(cè)，通過(guò)千斤頂?shù)纳?，增減滑移支座與鋼箱梁之間塞墊的鋼板來(lái)調(diào)整梁段高程;水平千斤頂擱置于調(diào)位支座內(nèi)，通過(guò)千斤頂?shù)纳炜s來(lái)調(diào)整鋼箱梁的平面位置。

鋼管臨時(shí)支撐及調(diào)位系統(tǒng)為鋼箱梁懸臂端的臨時(shí)支撐系統(tǒng)。一套完整的鋼管臨時(shí)支撐與調(diào)位系統(tǒng)由3組單獨(dú)鋼支架組成。臨時(shí)調(diào)位支座及鋼支架均通過(guò)螺栓錨固于已安裝加勁構(gòu)造的鋼箱梁頂板，箱梁端部臨時(shí)滑移支座支撐于臨時(shí)調(diào)位支座。

1.4.2鋼箱梁精調(diào)位施工

在多次橫向/縱向移船和高度方向落鉤的操作，以及初調(diào)位系統(tǒng)牽引下，鋼箱梁落至調(diào)位支座內(nèi)，鋼箱梁和理論位置偏差控制在：縱橋向5mm，橫橋向5mm以內(nèi)。在墩頂和鋼支架處的豎向千斤頂頂部安裝5cm墊板，利用豎向千斤頂調(diào)整鋼箱梁的高程，使鋼箱梁底部高出永久支座約3cm，調(diào)整完成后，通過(guò)增加/減少滑移支座和鋼箱梁底部的墊板保證鋼箱梁底部和永久支座之間約3cm的間隙，豎向千斤頂卸載，使載荷轉(zhuǎn)移到滑移支座上。水平千斤頂先進(jìn)行橫橋向調(diào)整，再進(jìn)行縱橋向調(diào)整，反復(fù)漸進(jìn)調(diào)整直至滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)整完畢后，拆除水平調(diào)位千斤頂，利用臨時(shí)限位塊對(duì)墩頂滑移支座進(jìn)行限位。

1.5鋼箱梁施工體系轉(zhuǎn)換

鋼箱梁施工體系轉(zhuǎn)換及預(yù)偏操作流程如下：（1）支座上頂板與鋼箱梁底調(diào)平楔形板通過(guò)支座螺栓連接緊固。（2）通過(guò)施工監(jiān)控給出的預(yù)偏值，在指定的溫度下，通過(guò)支座上的預(yù)偏裝置使用穿芯千斤頂進(jìn)行支座預(yù)偏。（3）接通豎向千斤頂操作系統(tǒng)，頂升鋼箱梁，松脫滑移支座與箱梁底板的緊固螺栓，抽出滑移支座與鋼箱梁底板間鋼墊板。（4）豎向千斤頂回縮，將與鋼箱梁已栓接牢固的永久支座落至支座墊石。（5）對(duì)支座墊石預(yù)留孔進(jìn)行支座砂漿灌漿，將永久支座錨固于橋墩墊石上，完成鋼箱梁受力體系轉(zhuǎn)換。（6）整聯(lián)鋼箱梁均完成施工體系轉(zhuǎn)換后，對(duì)整聯(lián)鋼箱梁的線形狀態(tài)進(jìn)行通測(cè)，并就當(dāng)前實(shí)測(cè)線形與理論線形進(jìn)行對(duì)比分析。

2、鋼箱梁吊裝施工質(zhì)量控制

鋼混結(jié)合段在鋼箱梁吊裝前，對(duì)鋼箱梁進(jìn)行試吊運(yùn)行檢驗(yàn)，為鋼箱梁吊裝施工提供可靠地技術(shù)保證。鋼箱梁就位后，借助在支架上設(shè)置的調(diào)節(jié)裝置和千斤頂，用全站儀測(cè)量三維坐標(biāo)進(jìn)行校正，保證箱梁的定位精度和橋面線形。鋼箱梁經(jīng)測(cè)量校正后，加設(shè)碼板進(jìn)行固定，待混凝土澆筑完成后拆除碼板，降低混凝土澆筑過(guò)程中對(duì)鋼混段線形的影響?；炷翝仓瓿珊?，復(fù)核節(jié)段的軸線、標(biāo)高及端口的偏移情況，作為下一節(jié)段吊裝定位時(shí)的依據(jù)，并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，保證鋼梁的線形。

懸拼段梁段間設(shè)置臨時(shí)匹配件，方便現(xiàn)場(chǎng)吊裝定位;在節(jié)段吊裝前，測(cè)量核對(duì)前一節(jié)段的軸線、標(biāo)高及端口的變化情況，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行吊裝;起吊梁段，將梁段初步定位，測(cè)量節(jié)段軸線、端口的對(duì)合情況，端口連接錯(cuò)邊量調(diào)整，連接端口匹配件，報(bào)檢測(cè)量數(shù)據(jù)合格后施焊。嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝要求，采取相應(yīng)措施減少焊接變形。施焊完畢后再次測(cè)量節(jié)段軸線及端口的偏移情況，作為下一節(jié)段吊裝定位時(shí)的依據(jù)，并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，保證鋼梁的線形。待各工藝項(xiàng)點(diǎn)滿足工藝要求后，采用加強(qiáng)型鋼進(jìn)行臨時(shí)連接，并立即進(jìn)行環(huán)縫的馬固及焊接工作，待溫度上升前完成腹板單元對(duì)接焊縫的焊接及頂?shù)装搴缚p的打底焊，解除加強(qiáng)型鋼進(jìn)行其余焊縫的焊接。

3、結(jié)語(yǔ)

伴隨著鋼箱梁施工工藝的發(fā)展，在橋梁施工的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)更多問(wèn)題需要施工員積累經(jīng)驗(yàn)去解決。鋼箱梁通過(guò)浮吊和橋面吊安裝是一種常見(jiàn)的施工技術(shù)，安裝的每道工序，直接影響到橋梁的結(jié)構(gòu)的安全與受力。因此，參建各方必須給予足夠的重視。要按安裝施工規(guī)范進(jìn)行，選擇使用合格的施工材料，測(cè)量?jī)x器，全面提升施工人員的綜合素質(zhì)，以保證鋼箱梁的安裝質(zhì)量。通過(guò)合理組織，科學(xué)實(shí)施，有針對(duì)性地采取質(zhì)量控制措施，本項(xiàng)目鋼箱梁施工質(zhì)量得到了有效控制，達(dá)到了鋼箱梁質(zhì)量規(guī)范要求。

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（作者單位：山東電力建設(shè)第三工程有限公司）