摘要：本文主要介绍了小截面钢箱梁安装过程中的分段形式、支架设计及布置、施工原理、工艺流程、质量管控要点等内容，提出小截面钢箱梁安装施工的一些创新思路和方法以及注意事项，为后续同类箱梁桥施工积累丰富的经验。
关键词：小截面钢箱梁；支架设计；倒装法；跨线桥
The construction technology of Small section steel box girder support method
XIAO chao，JING zhao，MAxiaogang，SUNpan，LI hao
China Construction Steel Structure Co., Ltd. Tianjin
Abstract:This article mainly introduces the sectional form, bracket design and arrangement, construction principle, technological process and quality control points of small section steel box girder in the installation process, and puts forward some innovative ideas, methods and matters needing attention in the installation and construction of small section steel box girder, so as to accumulate rich experience for the follow-up construction of similar box girder bridges.
Keywords:Small section steel box girder；Support design；Inversion method；Bridge crossing
近年来随着城市建设规模的日益扩大，市政交通趋向于多元立体化发展，快速路桥梁逐渐成为城市交通枢纽的主要方式；钢箱梁桥体系主要融合了变截面、小曲率、上穿现有道路等特点；因此，成功解决此类钢结构箱体梁段的安装难题是快速路桥梁能否得以顺利实现的关键所在。本文着重介绍太原市某钢箱梁项目小截面钢箱梁安装过程中的分段形式、支架设计及布置、施工原理、工艺流程、质量把控要点等。
1工程概况
该项目连续钢箱梁桥为36+46+36m三跨连续梁，梁高2m，标准宽8.5m，断面布置为：0.5m防撞护栏+7.5m机动车道+0.5m防撞护栏,局部弯道渐变至9.3m，为封闭式单箱双室钢箱梁。钢箱梁安装实况如图1。
图1 钢箱梁安装实况
2节段划分
综合考虑现场实际安装情况并结合制造、运输等方面的特点，钢箱梁厂内制造时采取纵向+横向结合的划分形式，每联钢箱梁两端部桥墩位置横向分段，挑臂跟箱梁一体，剩余部分沿桥长方向划分，每联钢箱梁沿桥长方向划分9个节段，沿桥宽方向划分为2个箱梁分段+2个挑臂分段，分段最宽为2.99m，最长为15m，最重为33.38吨，每联分为端头梁节段、标准箱梁节段和挑臂节段三个节段形式，挑臂部分单独按钢箱梁吊装顺序发运至现场，待钢箱梁安装就位后进行安装施工。节段划分如图2、图3。
图2 横断面分段划分
图3 节段划分示意
3节段制造
钢箱梁在厂内采用倒装法匹配制造，先完成单元件的制作，再在总装胎架上完成单元件的拼装，分段焊接完成后下胎转入涂装车间进行除锈、涂装。
3.1下料
钢箱梁节段板单元制造时顶、底、腹板采用数控下料，直接切割成线型；顶板U肋以及底板I肋均为直条下料，板单元拼装时对线，在横隔板及横肋处通过煨弯调矫来完成平面线型。腹板板肋采用数控下料，直接切割成线型，在专用组拼胎架内以腹板板肋为胎，通过调矫来完成腹板线型。
3.2尺寸控制
为保证现场架梁总体尺寸要求，长度方向在单元件下料时，预留+10～+12mm配切余量，拼装时将余量留至非基准端；没有预留配切余量的公差为-8～-6mm。宽度方向进入焊缝的自由边单边按理论尺寸-3～4mm预留焊缝间隙量，不进入焊缝的自由边及成桥状态下的自由边按理论尺寸下料。
特别注意，单元件在批量生产制造前需进行试制，原则上每种类型单元件数量不得小于3块，试制板单元拼焊加劲肋前纵横向坡口暂不开，施焊前后需跟踪测量、记录焊接收缩数据，待掌握收缩余量后方可指导批量生产。
3.3总拼
钢箱梁总拼及预拼装同时进行。总拼采用“反造”工艺，以胎架为外胎，以纵、横隔板为内胎，各板单元按纵、横基线就位，辅以加固措施以确保精度和安全。为使梁段对接时易于调校各板的相互位置，将内、外腹板焊缝预留200mm不焊，待现场安装架设时再施焊。
4节段运输
梁段运输时，根据节段规格、重量选用汽车，大型货运汽车载物高度从地面起控制在4米内，宽度不超出箱，长度前端不超出车身，后端不超出车身2米；挑臂等其他构件装车时，遵循大不压小、重不压轻的原则层层装车，每层之间进行隔垫，隔垫上下应对齐，且以保证在运输途中不因叠压而受损产生永久变形；为确保构件涂装表面不受污染，对运输车进行检查，对运输车内存留的残留物进行清理。
运输构件装车的固定采用钢丝绳与手动葫芦进行捆扎。利用车辆平台上的捆扎扣点钩系锁钢丝绳，将钢丝绳从运输构件横向进行捆扎，每个构件横向捆扎三道，用5吨手动葫芦进行捆扎紧固。
5支架设计
本工程钢箱梁施工不能影响现有道路交通，跨线桥下方道路施工时仍需保证通行，必须设置通车门洞，故跨线桥钢箱梁施工临时支架设计分钢箱梁拼接环缝处的临时支架和门洞临时支架两种临时支撑形式，钢箱梁拼接环缝处的临时支架采用PD426*8两肢钢管格构柱支架，门洞临时支架采用PD426*8单管支架。临时支架示意如图4～图8。
根据钢箱梁节段自重及现场施工条件，对于现场不跨线的钢箱连续梁施工，临时支架采用PD426*8两肢钢管格构柱支架，根据各支承段的受力特点，综合考虑现场的支承环境，经过计算分析设计轴距为2000mm的支架，支架立柱采取规格φ426×8mm的钢管，立柱横向连接采用［16a槽钢连接。钢管上表面布置双拼H500*200*10*16的工字钢，双拼工字钢上表面布置规格φ200×10mm的调节圆管用于调整钢箱梁分段标高；基础采用500mm高度C30混凝土基础。
图4 临时支架顶部工装示意
图5 临时支架吊装安装
图6 门洞临时支撑立面布置
图7 门洞临时支撑断面布置
图8 门洞临时支撑整体效果示意
6节段安装
根据总体施工进度计划和现场实际状况，钢箱梁现场安装顺序的原则为：各工区按照钢箱梁节段编号从小编号开始依次向大编号施工，厂内制造顺序均以现场安装需求为主，最后安装合龙段。钢箱梁施工如图9。
临时支架的测量需确定支架的位置标高等；桥位安装测量则根据设计桥面曲线确定钢箱梁节段安装的平面位置，根据设计预拱值和竖曲线确定各个支撑点的高程等；桥梁段安装到位后，在此过程中应对支架的沉降进行监控，防止出现大的竖向位移；卸载过程的测量原理是桥梁每个支点位置的卸载高度变化及各控制点标高的变化。
图9 钢箱梁施工
7现场焊接
在焊接过程中，对于桥段的平曲位置（主要是焊接收缩）进行监控，以便于及时调整焊接工艺。
焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s，气体保护焊超过2m/s时，必须设置防风棚。湿度过大（≥80%），不利于焊接时，宜对焊接位置附近进行除湿处理，可采用局部加热的方法，减小焊接区域的湿度。高空焊接时，在构件下面设置接火盆及监护人，防止焊花随意飘落引起火灾及伤害行人。
多层多道焊时，各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。角焊缝的转角处包角应良好，焊缝的起落弧处应回焊10mm以上。不允许在焊缝以外的母材上随意打火引弧。
控制焊接变形，在焊接前先进行预热，焊接过程中用约束板进行控制，实施多层多道焊，每焊完一焊道后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊，在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度。
8支架卸载及拆除
卸载时，在钢箱梁正下方的每组支架体系的横梁上，单个支架上设置4台50t千斤顶，千斤顶布设在横隔板位置，安排4人操作千斤顶，8人切割支撑管。
卸载前再复核整个桥面的的线形监测点，确保满足图纸要求的线形，并做好记录。其次在地面上用水准仪监测支撑体系的沉降状况，观测是否在均匀变化，记录测量数据。
将支撑体系上的所有千斤顶同时顶紧，用气焊切割开支撑体系横梁上的支撑管，每次切割约使支撑下降5mm，分次切割，直至梁段不再下降为止。
每个卸载区域卸载时要统一指挥，操作者听口号，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，纵向卸载由两桥墩处向跨中卸载。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。
卸载前需确保钢箱梁主焊缝、嵌补段施工无遗漏，焊接合格，卸载前需确保支座垫板已调整居中，并与支座顶面焊接牢固。卸载应选择夜间或清晨进行，避免阳光照射引起钢箱梁变形。
9涂装
涂装前钢结构表面除锈等级要求应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-2011规定的Sa2.5级。涂装涂料涂层时，钢表面粗糙度按设计要求规定为Rz40μm～80μm，涂装涂料涂层时，选用最大粗糙度不超过涂装体系干膜厚度1/3，表面粗糙度超过规定时需加涂一道底漆。环境温度低于5℃或高于40℃，或相对湿度高于80%时，不宜涂装施工。
为保证涂层涂膜厚度，可以控制涂料的用量，即一定面积使用一定量的涂料。另外在环氧涂料喷涂过程中，采用湿膜测厚仪随时测量，掌握涂膜的厚度。施工每道漆的涂敷间隔应严格按厂家提供的涂料产品说明书执行，下一道漆宜在上道漆表干后涂敷
10结语
本工程通过最优最节省成本的节段划分方法，同时自主研发设计适合本工程的支架体系，实现了钢箱梁安装操作安全、保证质量、节约成本、缩短工期等工程目标的施工技术，不同于一般的传统支架施工钢箱梁的方法，解决了钢箱梁变截面处支撑情况的难题和小曲率外形带来的桥梁线型控制难题，有效的减少了临时措施量和降低了吊重设备，节约成本，节约工期，具有较高的经济效益，对同类市政工程钢箱梁桥梁安装施工有着重要的指导意义。
参考文献
[1]Q/CR9211-2015，铁路钢桥制造规范，中国铁路总公司，2015.
[2]GB50755-2012，钢结构工程施工规范，中国建筑工业出版社，2012.
[3]GB50661-2011，钢结构焊接规范，中国建筑工业出版社，2011.
[4]中国钢结构协会，建筑钢结构施工手册，中国计划出版社，2002.
论文作者:肖超,荆朝,马小刚,孙攀,李浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：支架论文; 涂装论文; 截面论文; 腹板论文; 现场论文; 门洞论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第31期论文;