摘要:随着我国钢铁工业和钢结构技术的发展,以及经济建设对桥梁结构的需求多样性,钢结构桥梁已经得到了广泛的应用,钢箱梁现已成在全国各地普遍出现。本文以武定互通立交主线1号桥跨钢箱梁为依托,介绍了在施工场地有限的情况下,进行超高、大跨度、大吨位、大节段的跨线钢箱梁的吊装施工技术,为今后在同类型工程项目施工中提供借鉴。
关键词:钢箱梁;吊装;施工
钢箱梁一般由底板、腹板、隔板、顶板、丁字、U肋、挑臂等构件组成。钢箱梁一般应用于施工工期紧张、交通繁重的市政桥梁施工工程。一般情况下,钢箱梁的施工进度比混凝土梁施工进度要快一倍左右,具有广阔的运用前景。
1、工程概况
武定互通立交主线1号桥跨径组合为:左幅 32+38+32m(跨径均指路线中心线处),中心桩号 ZK0+254;右幅 32+38+32m(跨径均指路线中心线处),中心桩号 YK0+254;上部结构采用钢箱梁;下部结构桥墩采用柱式墩,桥台采用柱式台,墩台均采用桩基础。
该拟建桥址区海拔高程1905~1920m,相对高差25m,构造侵蚀低中山地貌区,沿线地形呈波状起伏、起伏不大,山体自然坡度较平缓,周边山体多为旱地。桥址区位于山坡上,附近有乡间土路,交通条件较差。
1.1主梁采用单箱五室全焊钢箱梁,设6道纵腹板。左幅钢箱梁顶板全宽 21.910~22.126m、底板宽17.950~18.166,右幅钢箱梁顶板全宽22.026~22.017m、底板宽 18.066~18.057,行车道内、外侧设0.5m 宽防撞护拦。顶板厚16mm,腹板厚16mm,底板厚16~20mm。
1.2钢箱梁沿路线设计线全长102m,分成若干节段制造出厂,在现场吊装后将阶段焊接成桥。为保证成桥后主梁线形,全桥均设置预拱度。边跨跨中预拱度1cm,中跨跨中预拱度1.5cm,采用二次抛物线过渡。
1.3钢箱梁两侧悬臂宽2m,根部高0.6m,端部高0.3m。横隔板标准段间距 1.5m,厚12mm。
实物图如下所示:
2、钢箱梁的架设
2.1支架施工
本桥梁段采用支架拼装,支架施工前,应处理支架基础,支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上,立柱底端应设垫木来分布和传递压力,并保证梁段就位后不发生超过允许的沉降量。除为抵消支架弹性变形而设置的预拱度外,支架不设预拱。吊装前应利用水箱或沙袋对支架进行均匀预压,预压重量不小于箱梁自重的 120%,待沉降稳定后,应再持续 3~5天,以消除支架的非弹性变形。根据桥跨结构的特点对支架进行设计及验算,使其具有足够的刚度和强度,以满足结构受力、变形及线形要求,确保箱梁的拼装质量。
2.2钢箱梁梁段之间的连接
钢箱梁梁段间均采用焊接。主梁线形主要靠调节梁段上、下盖板张口大小来实现,当该方法不能满足要求时,需对梁端进行必要的处理。腹板工地连接为立焊,要求有经验的高级焊工施焊,以保证焊缝质量,特别是主梁腹板的焊缝质量,要求与车间焊缝相同。检验合格后,对焊缝进行必要的打磨处理。
2.3钢箱梁制造、架设过程注意事项
a)施工中各梁段端部标高的确定必须在日出前温度较稳定、风力较小的时段进行,以消除日照温差引起的误差。端部标高确定后应迅速用临时匹配件将梁段连接起来,然后进行焊接。
b)施工控制的原则是以标高控制。各梁段控制的标高误差不宜大于±10mm,横桥向相对误差(相对于桥轴线)不宜大于±5mm。当实测值与理论值相差较大时,应查明原因,再确定处理措施。
c)在制作梁段过程中端口应匹配制作。在制作、运输、存放过程中注意防止板件变形,保证端口的形状和尺寸。存放、运输过程中保证梁段的平衡与稳定。梁体与临时支承间应设置平面不小于 500×500mm、厚度不小于 150mm 的木板。
d)工地焊接的精度要求应按招标文件的技术规范以及国内有关规程、规范执行。
3、工艺研究和质量保证措施
以该钢箱梁结构桥梁施工这例。部分箱形梁结构为工厂制作,现场吊装;部分箱型梁为工厂下料,现场拼装焊接完成。综合考虑施工场地周围环境和施工或能带来的其他影响,采用整体一次性吊装方案。
3.1整体吊装法的工艺流程
钢箱梁分块制作→钢箱梁试拼装→钢箱梁检测→检测合格(检测不合格重新制作)→临时支墩设立→钢箱梁运输组织→钢箱梁起吊→钢箱梁安装就位→标高平面位置验收
3.2整体吊装法主要施工工艺
(1)钢箱梁现场预拼装。用现场附近的空地进行地面拼焊接,在胎架上拼装、焊接成型后,拆除中间支顶胎架,只留吊点位置的两个支顶。
(2)检测挠度及梁体情况,确保吊装时的梁体质量和安全,检验合格后,将钢箱梁吊上分体炮卡车上运输到安装位置。
(3)在炮卡车进场方向的车尾端方位上布置临时边支敦,临时支墩采用贝雷架搭设,用来作为钢箱梁吊装就位过程中的临时过渡支放点。
(4)运输过程控制
①根据施工计划,合理调度车辆,满足进度要求。
②对不能用平板车装载的超长件,用多轴炮架车装运。
③检查装载重心是否合适,捆扎固定是否牢固可靠,危险标志放置是否适当等,分段装车后组织专人检查安全系数,如不符合要求,重新调整至最佳状态。
④每台车配一名有经验的起重工人跟车,负责在车辆转弯,通过狭窄路段或障碍物时下车指挥。
⑤每趟运输指定专人负责指挥,随指挥车在前面开路。
⑥每台车配对讲机一台,以便随时保持联系。
⑦每次运输前由当次指挥者向司机,起重工讲清楚每个分段外型尺寸,重量,行驶路线等,要求所有参与员工心中有数。
⑧箱梁分段移运的支撑位对称一致,必须用托架使其稳定,并应用钢丝绳、手动葫芦将箱梁分段牢固地绑扎于运梁车的平板上,防止其倒倾造成事故。
⑨运梁车的车厢长度应满足支撑点间的距离要求。箱梁分段装车时需均衡放置,使车辆承重均匀。支撑点需垫上麻袋或方木。运梁车转弯时,必须慎重操作,要有专人指挥。
⑩箱梁分段绑扎应牢固,可采取二点绑扎,但应尽可能使二点受力均匀一致,绑扎点与构件的重心应互相对称,绑扎点中心对正物件中心,并高于构件重心,使构件起吊后平稳,不致翻转造成事故。绑扎箱梁分段时,吊索与箱梁之间应垫以麻袋、木板以及防滑垫料,以免磨损或夹伤梁体。绑扎和起吊用的吊索、卡环、绳扣和箱梁分段预留的吊环等,其型号规格应计算准确,并且不允许超出安全荷载规定。
(5)两车同时起吊,将梁平行吊起,箱梁两端超过横梁后,一侧安放在桥墩上,另一侧吊车开始变幅,将梁向临时支墩靠拢。
4、整体吊装优点
整体吊装法的工艺原理:在施工场地附近进行钢箱梁预拼装,控制好钢箱梁的挠度,通过现场运输组织方案的研究,利用炮卡平板车运输预拼装好的钢箱梁到施工地点,采用单点吊装的方案,提高吊装效率,同时提出了起吊角的安全范围,利用双吊车同步进行起吊进行就位。
整体一次吊装与分块吊装比较,最大的优点是解决了中间设立临时支墩对道路交通及周边构造物的影响,同时在工艺方面有自己的优点。
4.1灵活、适应性强。整体吊装法是结合城市复杂施工条件,在传统钢箱梁施工方法的基础建立的,是一种城市复杂环境下的钢箱梁施工组织管理、吊装安全分析、安装精度控制的技术体系。根据施工现场与周围构建物的情况,可以选用化零为整的整体吊装法。
4.2施工效率高。整体吊装法:一次吊装整跨钢梁,在地面胎架上拼接,减少了中间块传统在临时支墩上拼接的工序,吊装后只需焊接在两端钢横梁上即完成安装。以往需在临时支墩上焊接每节箱体,分块越多,焊接过程越长,在繁忙交通要道上施工增加的不安全因素越大,改在地面临时胎架上拼接箱体,既减少这种不安全因素,又方便组织流水施工,加快施工进度。
4.3大大地减少钢箱梁施工对交通、临近构建物的影响。
4.4安全性提高。整体吊装法由于减少在中间临时连接钢梁的步骤,避免钢梁每节在吊装过程中的水平撞击,从而提高了安装的稳定性。
5、结束语
为加大对大跨度钢箱梁吊装施工技术研究,本文结合钢箱梁施工中遇到的实际困难和解决的办法,提出了钢箱梁吊装施工的一些常用的办法,为箱梁施工组织设计提供参考。
参考文献:
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[2]桥面吊机吊装支承钢箱梁应力分析[J].黄庄灯,邓年春,陈立.广西工学院学报.2012(03)
[3]崇启大桥大节段整体吊装技术研究[J].张永涛,周仁忠,高纪兵.公路.2011(10)
论文作者:柳成都
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/9
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