鋼箱梁的安裝與測(cè)量

陳 鋒 童 鋒

（1.黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438000；2.湖北水總水利水電建設(shè)股份有限公司，湖北 武漢 430056）

近年來(lái)，我國(guó)城市高架橋建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，鋼箱梁的安裝、測(cè)量問題開始受到人們的重視?，F(xiàn)階段我國(guó)在這方面還存在一定的問題，高架橋鋼箱梁橋體安裝和測(cè)量工作的開展仍存在許多問題，需要施工單位重視高架橋鋼箱梁橋體安裝和測(cè)量工作的開展，為進(jìn)一步促進(jìn)城市發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 城市高架橋鋼箱梁簡(jiǎn)介

鋼箱梁一般應(yīng)用于跨度較大的道路橋梁建設(shè)中，也稱為鋼板箱型梁。鋼箱梁制作和安裝過(guò)程中，施工人員需按要求將其分為多個(gè)梁段。結(jié)合實(shí)際需求，鋼箱梁可由腹板、頂板、底板、橫隔板等部件組成，其中，頂板是經(jīng)過(guò)縱向加勁肋與蓋板逐漸形成的橋面板。在具體施工中，施工人員需采用焊接方法將這些材料進(jìn)行連接。一般鋼箱梁的外形特征鮮明，主要表現(xiàn)為橫截面呈寬幅與扁平形態(tài)。另外，施工單位還需結(jié)合工程實(shí)際情況和需求，合理選擇施工方案。

2 鋼箱梁的安裝

2.1 安裝順序

2.1.1 總體安裝順序

鋼箱梁立面為變截面，且橋墩處截面較大，安裝人員在單元件安裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)先安裝橋墩處箱梁部分，再安裝中間部分，最后安裝中間合攏段。

2.1.2 鋼箱梁?jiǎn)卧F(xiàn)場(chǎng)拼裝順序

在進(jìn)行鋼箱梁?jiǎn)卧F(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，安裝人員要按要求搭設(shè)鋼箱梁?jiǎn)卧M裝支撐體系和劃地樣線，再按照?qǐng)D1所示的順序進(jìn)行拼裝。

圖1 鋼箱梁?jiǎn)卧囱b順序

2.2 鋼箱梁安裝工藝要求

（1）施工人員在完成一個(gè)節(jié)段的底板組合單元件焊接作業(yè)后，需按要求切割一端余量，組裝相鄰下一節(jié)段底板組合單元件。完成此節(jié)段組焊后，繼續(xù)進(jìn)行與之相鄰節(jié)段的作業(yè)。

（2）由于每一個(gè)節(jié)段頂板都有設(shè)置節(jié)段的縱橫基準(zhǔn)線和標(biāo)高控制點(diǎn)，因此，施工人員可以使用全站儀來(lái)確定節(jié)段縱、橫基準(zhǔn)線標(biāo)高。

（3）為了方便施工人員和相關(guān)設(shè)備進(jìn)出，并保證施工作業(yè)安全，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)時(shí)，可在各條環(huán)縫附近的頂板上開出一個(gè)長(zhǎng)圓入孔，一般可開1～2個(gè)，尺寸為600mm×280mm。

（4）合攏段吊裝前，應(yīng)檢測(cè)余量端口位置和理論位置存在的偏差，根據(jù)偏差值對(duì)余量進(jìn)行切割。施工人員在測(cè)定切割余量值時(shí)，最好是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、同一溫度下進(jìn)行多次測(cè)量，選擇平均值作為實(shí)際余量切割值。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

某市內(nèi)環(huán)路工業(yè)大道段a、b線路主要由兩條3跨、5跨連續(xù)鋼箱梁橋體組成。該工程的施工方法主要是利用工廠分段加工鋼箱梁片體，將其運(yùn)輸?shù)狡唇訄?chǎng)地進(jìn)行拼裝?，F(xiàn)場(chǎng)需臨時(shí)搭設(shè)支架，將已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)段完成吊裝準(zhǔn)備。在施工過(guò)程中，施工人員需按要求將a線的四跨劃分成7段，每段由3個(gè)片體組成；b線以3跨5段進(jìn)行劃分，每段由4個(gè)片體組成。橋梁整體重量為1 038t。

3.2 施工方法和技術(shù)措施

3.2.1 鋼箱梁吊裝方案選擇

一般情況下都是采用雙機(jī)抬吊進(jìn)行構(gòu)件吊裝，但由于涉及的實(shí)際工程中的障礙物較多，只能單機(jī)作業(yè)。為此，施工單位根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境等因素，選用200t汽車起重機(jī)進(jìn)行單機(jī)吊裝。

3.2.2 鋼箱梁縱向分段分塊和接頭設(shè)計(jì)

鋼箱梁結(jié)構(gòu)從縱向看為分段連接，從橫向看為分塊連接。因此，施工人員在進(jìn)行鋼箱梁吊裝作業(yè)時(shí)，需考慮起重機(jī)承載力、施工現(xiàn)場(chǎng)情況等諸多因素，必須滿足設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)技術(shù)要求。當(dāng)進(jìn)行縱向分段接頭時(shí)，施工人員需將其放置在距橋墩3～6m處，對(duì)箱梁的長(zhǎng)度也要按要求分段處理；橫向分塊要放置在腹板相關(guān)位置處。通常鋼箱梁的重量在60～100t之間。為確保鋼箱梁制作、吊裝、焊接的操作效果，施工人員必須對(duì)實(shí)際分段、分塊接頭進(jìn)行較為全面、深入的優(yōu)化調(diào)整。

3.2.3 鋼箱梁安裝

支頂架是焊接鋼箱梁的操作平臺(tái)，在實(shí)際應(yīng)用中不僅能保證施工人員的工作效率，而且對(duì)保證施工人員的安全作業(yè)起著重要作用。本工程建設(shè)中，鋼箱梁與橋墩間跨度距離在30～60m以內(nèi)，為了更好地支撐和穩(wěn)固鋼箱梁，施工人員應(yīng)按施工要求，在縱向接頭處設(shè)置支頂架。同時(shí)，還要在每一個(gè)支頂架上設(shè)置一定重量的千斤頂，其主要作用是調(diào)整鋼箱梁位置與橋墩之間的夾角。

3.2.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝控制測(cè)量

①臨時(shí)支架基礎(chǔ)位置定位放線。在永久坐標(biāo)點(diǎn)中引出兩個(gè)控制點(diǎn)，將其作為橋體施工控制點(diǎn)多次檢測(cè)。用經(jīng)緯儀確定臨時(shí)支架的中心位置點(diǎn)，并將經(jīng)緯儀架設(shè)在中心位置，用極坐標(biāo)法確定支架中心線和基礎(chǔ)開挖控制線。②臨時(shí)支架基礎(chǔ)頂面放線。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，確定支架基礎(chǔ)頂面縱向里程碑和橫向中心線，并對(duì)各基礎(chǔ)頂面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算支架下料長(zhǎng)度。③支架吊裝垂直度觀測(cè)。一是將經(jīng)緯儀分別架設(shè)在不同的方向線上，二是重點(diǎn)觀測(cè)支架體的垂直度，如圖2所示。

圖2 支架吊裝垂直度觀測(cè)

3.2.5 現(xiàn)場(chǎng)鋼箱梁總拼時(shí)的測(cè)量調(diào)整

為確保測(cè)量調(diào)整的有效性和合理性，在進(jìn)行鋼箱梁總拼時(shí)，施工人員需要將地下路面控制點(diǎn)逐漸引到兩端混凝土橋面位置。

①片體連段調(diào)整。片體主要安裝在臨時(shí)支架擋塊和橫向隔板控制線位置，需要用水準(zhǔn)儀測(cè)量橋面標(biāo)高，確保其符合設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。完工后，還應(yīng)預(yù)拼裝、標(biāo)記片體間焊縫情況，確保符合有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

②片體形成節(jié)段后，施工人員需要進(jìn)行定位調(diào)整。定位調(diào)整主要是對(duì)節(jié)段控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行控制，并用經(jīng)緯儀或全站儀進(jìn)行測(cè)算，將誤差控制在合理范圍內(nèi)。所有節(jié)段的控制點(diǎn)均控制在符合要求的范圍后，施工人員才能開始節(jié)段定位焊接作業(yè)。

3.2.6 鋼箱梁吊點(diǎn)的設(shè)置

根據(jù)本工程建設(shè)中涉及的鋼箱梁外形尺寸、重量等指標(biāo)，制定了具體的操作方案，選擇4個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝作業(yè)。在實(shí)際工程建設(shè)中，由于鋼箱梁結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，即使處于同一段的鋼箱梁也會(huì)有不同的密度。對(duì)于這種情況，施工單位要切實(shí)做好鋼箱梁設(shè)計(jì)圖紙、分段尺寸、分塊重量等的計(jì)算工作，以明確各構(gòu)件的位置，并確定要進(jìn)行吊裝操作的位置。為使鋼箱梁在吊裝過(guò)程中最大限度地避免發(fā)生變形，施工人員需確定主要吊點(diǎn)位置，一般為構(gòu)件長(zhǎng)度的2/3處，而橫隔與縱向加筋處也可作為吊點(diǎn)位置。

3.2.7 鋼絲繩的選擇

在鋼箱梁吊裝作業(yè)中，施工人員應(yīng)選擇合適的鋼絲繩扣。經(jīng)技術(shù)人員仔細(xì)計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中每根鋼絲繩的最大承受力應(yīng)為170kN，要保證吊裝安全，鋼箱梁的重量必須小于鋼絲繩的承受拉力。因此，施工單位在施工中應(yīng)特別注意這一點(diǎn)，切實(shí)保證鋼箱梁的安裝質(zhì)量和效果，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2.8 鋼箱梁吊裝就位時(shí)穩(wěn)定性控制

在第一塊鋼箱梁吊裝作業(yè)完成后，重心將處于支頂架外側(cè)。同時(shí)，如果施工現(xiàn)場(chǎng)松開400t的汽車起重機(jī)，將會(huì)出現(xiàn)鋼箱梁偏斜現(xiàn)象，由于受場(chǎng)地因素的限制，施工人員不能對(duì)其進(jìn)行有效支撐。為了避免這種情況的發(fā)生，施工單位需借助汽車起重機(jī)適當(dāng)上提鋼箱梁外側(cè)。在第二塊鋼箱梁吊裝作業(yè)時(shí)，將其放置相應(yīng)位置后，要及時(shí)松開掛鉤，以保證后續(xù)工作順利進(jìn)行。

3.2.9 鋼箱梁分塊接頭的組對(duì)

鋼箱梁吊裝作業(yè)完成后，施工人員還需按要求進(jìn)行組對(duì)操作，這個(gè)環(huán)節(jié)是鋼箱梁安裝的難點(diǎn)，一定要引起重視。在設(shè)計(jì)圖紙中，鋼箱梁的制作縫隙較小，但在實(shí)際制作中難免會(huì)出現(xiàn)誤差，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，接頭長(zhǎng)度為15～20m。對(duì)此情況，施工人員需利用外力，將第一塊鋼箱梁放置相應(yīng)的位置。同時(shí)，通過(guò)有效地應(yīng)用鋼箱梁分塊接頭組對(duì)的方法，縮短相關(guān)工作的準(zhǔn)備時(shí)間，保證組對(duì)縫隙的均勻性，提高施工效率。為能切實(shí)做好鋼箱梁橫向分塊接頭組對(duì)操作，施工人員需熟練掌握操作流程：首先，確定工字鋼位置，進(jìn)行焊接操作。其次，放置傳動(dòng)力方框與液壓系統(tǒng)，調(diào)試接頭組有關(guān)設(shè)備參數(shù)，完成后對(duì)其進(jìn)行升壓操作，在此環(huán)節(jié)中，施工人員需嚴(yán)格檢查組對(duì)情況與對(duì)接縫隙。最后，施工人員進(jìn)行相應(yīng)的固定和焊接操作。

4 鋼箱梁安裝過(guò)程中的注意事項(xiàng)

城市高架橋鋼箱梁施工具有較高的危險(xiǎn)性，且施工場(chǎng)地狹小、障礙物較多。因此，施工單位在吊裝作業(yè)前，必須清除施工場(chǎng)地障礙物，同時(shí)，確保吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)沒有閑雜人員，切實(shí)做好相關(guān)防護(hù)措施后，方可進(jìn)行吊裝。吊裝前，施工人員還要測(cè)量汽車起重機(jī)與鋼箱梁運(yùn)輸車的位置，在最大程度上保證汽車起重機(jī)吊裝過(guò)程中的回轉(zhuǎn)半徑和起重重量處于一個(gè)合理范圍。另外，還要重點(diǎn)檢查鋼箱梁位置的穩(wěn)定性，確保它能達(dá)到安全要求。做好上述工作，可保證工程施工的整體質(zhì)量，滿足城市高架橋的施工要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)階段城市高架橋建設(shè)中，鋼箱梁的制作與安裝是必不可少的一環(huán)，必須加以重視。因此，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范，做好鋼箱梁的安裝和測(cè)量工作，根據(jù)工程建設(shè)需要和鋼箱梁的規(guī)格，選擇合理的施工方案，以保證工程建設(shè)的順利進(jìn)行，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。