某橋梁工程無(wú)索區(qū)鋼箱梁斜支架安裝技術(shù)

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（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

鋼質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)在房屋、橋梁、地下工程等領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。目前，我國(guó)鋼質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)普遍采取散拼方式進(jìn)行安裝，其安裝效果較差，而且大部分是在高空進(jìn)行，對(duì)于建筑工程而言具有較大的安全隱患。而將大跨度的鋼架預(yù)制，并分段裝配到工地上進(jìn)行拼裝，能大大縮短工程的時(shí)間，減少工程的危險(xiǎn)性。

1 工程概況

某高速公路橋梁的建設(shè)項(xiàng)目的里程樁號(hào)為K39+583.89～K40+398.96，由于橋位于一片廣闊水域和地理環(huán)境條件較差的地區(qū)，整體的地形地貌較為復(fù)雜，因此是一項(xiàng)重難項(xiàng)目。具體來(lái)說(shuō)它是一座雙塔雙索斜拉橋，采用三層連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，采用鋼框架支撐進(jìn)行無(wú)索段鋼箱梁板的吊裝以及安裝。無(wú)索區(qū)的支撐結(jié)構(gòu)具有超高、超大、超斜等特征，其實(shí)際的支架高40 米，頂部長(zhǎng)61.5 米。

2 工藝原理

針對(duì)無(wú)索區(qū)斜撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征，將其分成幾個(gè)塊體，并在預(yù)制場(chǎng)地中進(jìn)行預(yù)成型，成型后通過(guò)運(yùn)輸車輛運(yùn)送到工地，再使用起重機(jī)將塊體從下往上進(jìn)行吊裝和組裝，在大跨度的無(wú)索區(qū)域，進(jìn)行傾斜式鋼箱梁托架的施工。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程（見(jiàn)圖1）

圖1 施工工藝流程圖

3.2 施工準(zhǔn)備階段

按照施工內(nèi)容做好人、機(jī)、料等資源的相關(guān)配置，實(shí)行三次交底，確保施工內(nèi)容、方法、安全能夠傳遞到每個(gè)具體施工人員處。

3.3 支架分塊預(yù)制

無(wú)索區(qū)的鋼箱梁是在橋墩的兩邊布置的，它是采用Φ630 鋼管+剪刀撐+水平連接+縱向梁+橫向梁+貝雷片+分配梁+導(dǎo)軌組成。

為了方便使用，將其分成Z1-1～Z1-4、Z2-1～Z2-4 等16 個(gè)部分。分塊圖表顯示在圖2 中。B1-1～B1-4、B2-1～B2-4 則為邊跨側(cè)。

圖2 支架分塊施工圖

3.3.1 施工工藝:分塊預(yù)制施工，根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)造，對(duì)鋼管樁、平聯(lián)、剪刀撐精確下料并加工成單元件。利用起重設(shè)備將單元件吊裝至胎架上進(jìn)行焊接施工。先焊接鋼管樁，然后在鋼管樁上放出平聯(lián)、剪刀撐位置，將塊件的四根鋼管樁連接成整體。

3.3.2 施工要點(diǎn)：在鋼管樁加工之前，必須檢查鋼管樁的垂直度，并糾正不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的管樁；成材管樁的長(zhǎng)度一般為12 米，在接頭時(shí)往往要進(jìn)行接長(zhǎng)處理，在接長(zhǎng)時(shí)，鋼管的斷面與鋼管樁軸相平行，以保證鋼管樁的平穩(wěn)對(duì)接；管樁樁頭為斜面焊接，焊接充分且飽滿，并在每個(gè)端部外側(cè)粘貼6 個(gè)δ12 毫米的鋼片作為節(jié)點(diǎn)加固；在管樁的制造結(jié)束后，需要在管樁上做好標(biāo)識(shí)，便于裝配。（參見(jiàn)圖3）

圖3 鋼管樁接頭連接圖

3.3.3 為了更好地與鋼管樁的圓弧面結(jié)合，將平聯(lián)端部切成立體曲率孔口，將剪刀支撐端按圖紙加工為斜形，并在焊縫上安裝40*60 cmδ12 mm 的結(jié)合板，提高焊接區(qū)域的面積，確保接頭強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期要求。在接頭處，由于不存在夾雜、氣孔、焊瘤、未熔透、未焊透等質(zhì)量問(wèn)題，因此，其焊接質(zhì)量要達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求。（參見(jiàn)圖4）。

圖4 鋼管樁節(jié)點(diǎn)連接圖

4 預(yù)埋件施工

4.1 無(wú)索區(qū)支架底部基礎(chǔ)預(yù)埋件施工前，在條形基礎(chǔ)范圍內(nèi)需進(jìn)行鑿毛處理，安裝完條形基礎(chǔ)后，對(duì)預(yù)埋鋼管樁進(jìn)行精確定位，并將管樁與索塔承臺(tái)內(nèi)預(yù)埋鋼筋進(jìn)行牢固焊接。

4.2 鑿毛條形基礎(chǔ)結(jié)合面混凝土，清掃除污，保證條形基礎(chǔ)與承臺(tái)頂面的粘結(jié)度。

4.3 無(wú)索區(qū)支架頂部預(yù)埋件采用預(yù)埋鋼板加錨筋方式，將鋼板與錨筋焊接成一個(gè)整體進(jìn)行預(yù)埋，鋼板與錨筋采用穿孔塞焊并加5mm 貼腳滿焊。

4.4 預(yù)埋件位置需進(jìn)行精確定位，允許偏差不超過(guò)5mm。

5 無(wú)索區(qū)支架整體拼裝

5.1 施工步驟：復(fù)測(cè)預(yù)埋件→安裝無(wú)索區(qū)支架底節(jié)塊→安裝底節(jié)塊聯(lián)系→安裝無(wú)索區(qū)支架頂節(jié)塊→安裝頂節(jié)塊聯(lián)系。

5.2 施工工藝：采用50t 汽車吊，進(jìn)行無(wú)索區(qū)支架的拼裝，先吊裝底節(jié)，后吊裝頂節(jié)。

5.3 施工控制要點(diǎn)：（1）在無(wú)索區(qū)支座安裝之前，必須重新測(cè)量預(yù)埋部位，并按要求進(jìn)行對(duì)稱裝配。（2）縱向聯(lián)結(jié)時(shí)，按實(shí)際情況進(jìn)行切割，縱向斷面必須與軸心平行，并按鋼管樁徑要求進(jìn)行表面處理。以更好地貼近鋼管樁身。（3）塊體與塊體的結(jié)合，首先是平聯(lián)聯(lián)結(jié)，然后是連接剪刀撐，以增大焊點(diǎn)區(qū)域的面積，確保接頭的強(qiáng)度。（4）在頂節(jié)塊的裝配中，對(duì)底部接頭的接頭部位進(jìn)行重新測(cè)量，確定沒(méi)有問(wèn)題后，再進(jìn)行頂節(jié)塊件的裝配，頂節(jié)塊件的拼裝要領(lǐng)與底節(jié)塊件的安裝要點(diǎn)一致。

5.4 塊件拼接完后，復(fù)測(cè)支架鋼管樁頂面位置，并對(duì)支架節(jié)點(diǎn)、對(duì)接焊縫進(jìn)行逐個(gè)檢查驗(yàn)收。

6 質(zhì)量控制

6.1 重視前期工作，加強(qiáng)施工方案圖設(shè)計(jì)；工程質(zhì)量控制主要是對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)視，工程質(zhì)量形成過(guò)程對(duì)相關(guān)專業(yè)工作界面依賴很大；加強(qiáng)過(guò)程控制，強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理:（1）嚴(yán)格工序移交手續(xù)；（2）加強(qiáng)材料設(shè)備檢驗(yàn)；（3）加強(qiáng)旁站管理，確保隱蔽工程質(zhì)量；完善后評(píng)價(jià)機(jī)制，嚴(yán)格工程交工驗(yàn)收程序。

6.2 工程項(xiàng)目施工應(yīng)執(zhí)行精細(xì)化管理：（1）按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)施工程序、關(guān)鍵工藝、隱蔽工程施工等內(nèi)容進(jìn)行檢查；（2）檢查是否出現(xiàn)違規(guī)施工；（3）定期查驗(yàn)施工設(shè)備的使用情況，確保其性能滿足施工需要；4）檢查現(xiàn)場(chǎng)施工材料的質(zhì)量、種類及施工工藝是否達(dá)標(biāo)。

6.3 選擇具備相應(yīng)資質(zhì)、口碑好、質(zhì)量好的材料廠商合作，堅(jiān)決按照相應(yīng)規(guī)范、材料入場(chǎng)檢查制度，加強(qiáng)材料入場(chǎng)檢查；不合格材料，嚴(yán)禁入場(chǎng)。

6.4 構(gòu)建完善的質(zhì)量責(zé)任考核體系，堅(jiān)決落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，由項(xiàng)目各管理人承擔(dān)質(zhì)量監(jiān)督管理職責(zé)，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)管，增強(qiáng)項(xiàng)目全員的質(zhì)量管控意識(shí)，提升質(zhì)量管控積極性。

6.5 加強(qiáng)安全管理，貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)制度，加強(qiáng)安全教育，提升施工工人安全意識(shí)，讓所有項(xiàng)目員工牢固樹(shù)立安全就是效益的思想，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求做好技術(shù)交底，保障施工安全。

6.6 加強(qiáng)項(xiàng)目技術(shù)人員、特種作業(yè)人員、特種機(jī)具操作人員資質(zhì)審核，確保相應(yīng)人員百分百持證上崗。

6.7 支架整體的垂直度控制在h/2500+10.0mm；鋼管樁的傾斜度誤差控制在±1°以內(nèi)；支架頂面高程控制在0～50.0mm 以內(nèi)。

6.8 所選用的焊接材料必須與母材相符匹配；焊縫接頭嚴(yán)禁在外加的作用下，進(jìn)行焊接，防止內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，而引起裂紋。

6.9 焊縫的寬度應(yīng)溶滿坡口邊緣1～2 毫米，焊縫高度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，焊縫高度不超過(guò)3 毫米。

6.10 無(wú)索區(qū)支架鋼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，并應(yīng)具備出廠合格證。

6.11 在運(yùn)輸及操作過(guò)程中應(yīng)采取措施防止構(gòu)件變形和損壞。

6.12 無(wú)索區(qū)支架塊件安(吊)裝時(shí)，應(yīng)采取有效措施，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并防止產(chǎn)生過(guò)大變形。

6.13 安裝下一構(gòu)件之前需對(duì)上一構(gòu)件標(biāo)高、軸線等進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保無(wú)誤后再進(jìn)行下一構(gòu)件安裝。

6.14 無(wú)索區(qū)支架安裝完后，需對(duì)支架整體進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

7 效益分析

該施工技術(shù)的應(yīng)用，解決了大跨度、超大、超斜等情形下大型無(wú)索區(qū)斜支架施工難題。采用場(chǎng)外預(yù)制、就地組裝的方法，可同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)備工序，節(jié)省了一個(gè)月的建設(shè)工期時(shí)間。節(jié)約了大約255 萬(wàn)元的費(fèi)用。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益。

8 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該大橋主橋無(wú)索區(qū)支撐進(jìn)行的“大型無(wú)索區(qū)鋼箱梁斜支架安裝施工施工技術(shù)”的運(yùn)用數(shù)據(jù)的觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際使用中，其能夠取得很好的效果，能夠節(jié)省工程造價(jià)，并且施工的安全性也能得到保障，即危險(xiǎn)隨之減少。

8.1 將無(wú)索區(qū)鋼箱梁斜支架分成若干塊件進(jìn)行預(yù)制加工，具有加工精度高，焊接質(zhì)量好、施工速度快，工作面廣，施工工作效率高的特點(diǎn)。

8.2 預(yù)制拼裝施工有著加工簡(jiǎn)單、安裝方便、易拼裝、施工機(jī)械化程度高等特點(diǎn)進(jìn)行施工，克服了大型無(wú)索區(qū)斜支架超高、超大、超斜等施工難點(diǎn)。

8.3 采用場(chǎng)外預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼裝的施工方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)制加工與吊裝拼裝同步進(jìn)行，大大縮短了施工工期。

8.4 將鋼架構(gòu)高空焊接作業(yè)面大幅度轉(zhuǎn)移至預(yù)制加工場(chǎng)地，大大降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。