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摘要：广东省汕（头）湛（江）高速公路云浮至湛江段黄羌互通立交A、B匝道上跨沈海高速公路，其中A匝道桥主跨联长74m，B匝道桥主跨联长69m，经综合比选最终确定采用钢箱梁方案。本文以此项目工程实例，从高速公路互通匝道桥钢箱梁方案选用，到钢箱梁构件存放、运输、安装等各个环节总结钢箱梁桥施工的各控制要点。?
0.前言
我国是钢材大国，钢材具有强度高、塑性及韧性好、耐冲击、性能可靠、易于加工成板材、型材和线材、良好的焊接和铆接性能等特点。钢箱梁即为钢板加工而成的箱型梁，是大跨径桥梁经常采用的一种重要结构形式，特别是目前无论国内外，桥梁建设正在朝着高强、轻质、环保节能的趋势发展，钢箱梁必然会得到越来越广泛的应用。钢箱梁一般由顶板、腹板、底板、横隔板、纵隔板和加劲肋组成，其结构截面特征宽幅而扁平，在工程施工中能够将整个结构分段加工制作，再进行现场焊接安装。钢箱梁截面具有良好的力学特性，结构抗扭刚度较大，荷载可垂直于梁的纵向均匀分布；且箱型截面横向抗弯能力强，具有良好的横向稳定性。鉴于钢材材料性质与钢箱梁的受力特点，钢箱梁在桥梁工程中得到了越来越多的推广与应用。
1.钢箱梁桥方案
1.1方案选用
黄羌互通立交A、B匝道上跨沈海高速公路，沈海高速公路作为粤西地区通往珠三角的唯一高速通道，每天的车流量非常大，钢箱梁方案仅在安装环节占用车道施工，且工期可控，对交通影响的时间短，最大程度地减少了对沈海高速公路正常运营的影响。此外，钢箱梁方案的还有以下优点：
1）钢箱梁与普通的钢筋混凝土箱梁想比较，具有截面高度小的特点，因此适用于在互通立交及高度受限，净空要求高的的桥梁。
2）钢箱梁结构的横隔板一般设置与结构内部，且钢箱梁为工厂化加工，结构外观质量高，特别适用于上跨车流量大的立交工程。
3）一般互通立交平曲线半径小，像本项目A匝道桥跨越沈海高速部分平曲线半径120m，B匝道桥跨越沈海高速部分平曲线半径121m，采用钢箱梁可以有效保证匝道桥的线形要求。
4）钢箱梁内部空心，十分有利于各类附属结构布置而不会影响结构的外观及使用。
1.2本项目方案
黄羌互通立交A匝道钢箱梁起止里程桩号为AK0+597.699～AK0+671.699，梁高1832mm,面板宽10500mm，底板宽5985mm，牛腿处底板宽8660mm；B匝道桥钢箱梁起止里程桩号为BK0+566.280～BK0+635.280，梁高1832mm,面板宽10500mm，底板宽5985mm，牛腿处底板宽8660mm，具体方案如下图1所示。
表1 匝道钢箱梁结构形式一览表
图1 钢箱梁截面示意图
3.钢箱梁的存放及运输
由于钢箱梁的材料特性以及工厂化加工，所以在钢箱梁的存放及运输有着严格的要求。
3.1钢箱梁的存放
对于涂装的构件，在搬运、堆放时，任何人不得在构件上行走或踩踏，以免破坏涂装质量且成品上不得堆放其它物件；严禁在构件上随意敲打、焊接、切割、涂刷。不得对已完工构件任意焊割，空中堆物，对制作完毕并经检测合格的焊缝、接点板处马上进行清理，并按要求进行封闭，涂装后的钢构件禁止接触酸类液体，防止咬伤涂层。
3.2钢箱梁的运输
钢构件吊装由专人指挥，信号准确，起重人员操作熟练，避免吊装时构件碰撞而损伤；装卸车做到轻装轻卸，捆扎牢固，防止运输及装卸散落、损坏；做好涂料涂层的维护与修理工作。如在运输过程中遇剧烈震动、机械碰撞或暴雨袭击等，应检查涂层有无受损，并及时对涂层受损部位进行修补；对被污染的构件要及时清理，对被损伤的构件进行返修。
结合运输的梁段尺寸及重量相对应的选择车型进行装载，在梁段装车前必须在装载车辆的平板与箱梁相接触的位置铺设垫木以防止箱梁及钢墩在运输过程中与车辆平板发生摩擦。并在运输途中使用手动葫芦及钢丝绳将箱梁和装载车辆的平板（大梁）之间进行锁定，以保证箱梁运输的稳定性及安全，具体装载加固方案见下图。
图2 钢箱梁装载运输示意图
4.钢箱梁的安装
钢箱梁安装工程划分为五个阶段：施工准备→钢箱梁吊装→钢箱梁焊接及检验→焊缝涂装及箱梁补涂→支撑体系拆除。
4.1安装准备
施工前组织相关人员进行技术交底，参会人员及交底内容形成书面文件后备案；协调与各施工方进行复测工作；完成围挡及棚架的搭设、地基硬化、临时支架制造及安装；在开工前一天吊车进场站位做好准备，准备好机械设备，制定出运梁车进场顺序及时间要求。
本工程横跨沈海高速主线，对钢箱梁现场安装时支架的布置、结构形式及吊装时吊机的站位带来困难，支架的合理布置和场地安排是工程顺利施工的前提。根据钢箱梁节段的自重及现场的地质条件、高架桥桥型布置情况，临时支架结构采用钢管柱结构形式和门式结构形式相结合的方式布置。经MidasCivil2015建模进行最不利状态受力计算，最终采用钢管柱结构形式的临时支架主结构采用Φ273mm×8mm的Q235钢管。其横断面为2m×4m，顶部采用HM 440×300×11/18H型钢与钢管焊接，并在顶部设置四根Φ273mm×8mm×500mm调平钢管。门式结构形式的临时支架主结构采用Φ630mm×8mm的Q235钢管。顶部纵横向均采用HM 440×300×11/18H型钢与钢管焊接形成一个整体，门式支架仅作为防护作用。支架安装前地基需硬化处理，浇筑混凝土面积为3.2m×3.2 m，片体支架需整体浇筑混凝土,采用C25水泥，混凝土厚度不小于30cm。
4.2 钢箱梁吊装
1）起吊前将陆地地面平整并夯实，在特殊路段铺设专用钢制路基板，并对吊车车况、报警装置、限位装置等关键问题进行检查，核算起重量，确保吊装安全；
2）吊装前将吊机吊杆长杆到钢箱梁分段就位时所需的工作半径，以避免起吊时进行长杆，吊机从运输车上将构件起吊至安装高度，再进行回转，回转时避免与支架等相撞，就位时缓慢回钩，回钩时箱梁就位要尽量靠近预先投射的测量控制点，再利用倒链及千斤顶进行就位，松钩前将临时定位卡固定好，控制好桥梁线型，尽量减少二次找正时较大的位移量；回钩时注意应缓慢将构件摆放在支撑体系上，调整每一分段的标高和轴线，直至满足设计要求，钢箱梁吊装示意如下图3所示；
图3 某节段钢箱梁吊装示意图
3）分段安装完成后，应调整好相邻分段纵向焊缝及横向焊缝的临时卡具。进行找正、定位，并用测量仪器校核标高、轴线，如有下沉，用二台千斤顶架在辅助支架梁墩上将箱梁分段顶起、加垫板，直至达到标高要求，再进行固定，点焊，焊接应严格按照焊接工艺要求执行，确保焊接质量，控制焊接变形；
4）一个联长最后一个安装节段为调整段，当前几个节段箱梁安装调整定位后，实测各跨支座横轴线至已安装完箱梁之间距离，并与设计尺寸比较，定好尺寸后，切割调整段箱梁，并打好坡口，此项处理内容应在构件堆放场地处理完毕，以免占用现场吊装时间；
5）钢箱梁找正完毕后，需进行再次测量，以确保各钢箱梁线型控制准确无误，其安装尺寸、标高、线形等应核准后方可进行施焊工作，安装验收精度要求如下表2所示：
表2 钢箱梁安装验收精度表
4.3钢箱梁焊接
焊接前用砂轮清除表面的铁锈，清除范围为焊缝两侧各50mm，除锈后24h内必须焊接，以防接头再次生锈或被污染，否则应在重新除锈后再施焊。桥上焊接施工的环境温度宜在5℃以上，相对湿度不大于80%，风力不大于5级。若在露天或雨天施焊时，应采取有效的防风、防雨、防潮措施。焊前全面检查接口的错边、间隙及坡口尺寸，梁段间环缝为横桥向对接焊缝，是主要传力焊缝，要求100%熔透和100%无损检测。焊接可与吊装阶段相互穿插进行，做好遮挡防护措施严禁焊接火花落地。
4.4焊缝涂装及箱梁补涂
焊缝涂装应严格按照涂装工艺要求执行，焊缝附近补涂区域报检合格后，再整体涂装最后一道面漆。涂装时应注意施工环境，时刻监测施工现场的温度、湿度等相关信息。同时对整桥在装卸运输、吊装施工等过程中的损伤进行油漆修补施工，小面积的补涂可以采用手工涂装进行，但大面积的补涂应采用喷涂方式进行。
4.5支撑体系拆除
支架拆除前，在钢箱梁纵腹板位置正下方的每组支撑体系的横梁上，设置每组10台千斤顶，每一千斤顶位置处设一千分仪，用来观测千斤顶同时操作的同步性，千斤顶卸力时要统一指挥，步调一致，均匀卸力。按纵横两个方向分级同步卸载，横向卸载由桥梁中心向两侧悬挑部分卸载，遵循结构本身内力传递的特点，卸载点要对称，纵向卸载由中间向两边卸载。卸载过程要缓慢，不可一次到位，应使各组支撑体系都处于受荷状态。卸载过程中一要对桥面支撑体系点进行严格的沉降观测，及时汇报各检测点的数据，二要观测箱梁顶板上设置的监测点，确保成桥的线形。
5.总结与建议
钢箱梁桥施工进度较快，且由于是构件工厂化加工，相对其他桥梁结构形式规避了很多施工风险，但仍存在以下几点注意事项：
1）由于是跨路施工，做好交通引导及防护措施尤为重要，根据施工特点，在不同时段、不同位置，分期围护，分期施工，减少施工对保通的影响；
2）项目地处沿海地带，施工过程中必须留意大风天气特别是台风天气影响，决不允许大风天气施工，支架等受力计算的时候考虑最不利工况，且在箱梁挑臂上安装安全网，每次施工后将施工器具等收捡固定，避免吹落至下方通行高速上；
3）施工前应做好详细的安全及保畅通应急预案，施工过程中出现异常情况能够及时处理。
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论文作者:曾庆成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/15
标签：匝道论文; 结构论文; 支架论文; 构件论文; 涂装论文; 千斤顶论文; 高速公路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;