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摘要:高架桥施工是现代化城市交通基础建设必不可少的重要组成部分,能够有效缓解城市的交通压力。因此,城市对高架桥工程的需求量越来越大。而钢箱梁施工是高架桥工程建设中的重要内容,随着高架桥需求量的增加,也对钢箱梁施工工艺提出更高的要求,那么如何在确保钢箱梁施工质量的同时使其更加的美观及人性化是需要我们重点研究的课题,因此,本文结合某工程实例针对高架桥钢箱梁施工工艺进行了深入的研究和分析。
关键词:高架桥;箱梁施工;施工工艺
引言
在公路桥梁建设中,尤其是城市高架桥施工中箱梁施工的难度相对较高,施工质量与施工安全难以控制。而钢箱梁因为受力性能好、外形美观、工期短而渐渐成为新型的桥梁形式。因此,为了确保钢箱梁施工能够顺利进行,应该严格按照钢箱梁的施工工艺,在保证施工安全的基础上,有效的控制施工质量。
一、工程实例概况
某市高架桥工程,采用五层半环形匝道高架桥,由中环线(主线)及其线以北的SW、南面的NE、WN十一条跨既有道路的匝道组成。主线位于高架桥的第三层,长度为204m连续钢桥梁,有四个桥洞最大的桥洞长度80m,宽度40m,钢箱粱高度4m,钢桥粱的高度为35m,主线铜桥粱共计52件,重量4494t,匝道钢桥梁共34件2450t。经反复分析研究,最后确定了主线钢箱形梁采用科学合理的“纵向分段,横向分片,临时支墩,双机抬吊,分片安装,中间(跨高架段)开花,两侧延伸”的主线钢箱梁安装工艺以及“匝道桥孔间钢箱梁嵌入法”安装工艺、二氧化碳气体保护焊接工艺等,这些技术成功的工程中应用,不仅是建桥工艺技术的进步和发展,也是高架桥工程钢箱梁安装工艺的创新。
二、施工准备
1、水、电供应
城市高架桥施工,通常接水、接电比较容易,但又要考虑就近原则及不二次移动接水、接电点。对用电点,该架空线的要架空,该直埋的要直埋,必须注意所设配电箱及配电板均采用空气漏电开关,实行多级保护,所有动力用电均采用三相五线制。其次,要备用50kW发电机2台以上及水车2部,以防工地停水、停电。
2、施工平面布置
①尽量少占用地、节省投资的原则,利用道路红线内范围解决;②合理布置材料、半成品仓库、设备堆积场以及预制构件厂,缩短运距;③尽量利用已有或拟建的建筑物及设施,以便减少大型临时设施的工程费;④有利于职工工作及生活,减少上下班时间;⑤符合劳动保护、环保及防火、安全要求。
三、施工方法和技术措施
1、钢箱梁吊装方案的选择
由于吊装现场场地狭窄,交通拥挤,只允许单机作业,考虑到周围环境因素的影响,决定用300t汽车起重机进行单机吊装作业。
2、钢箱梁的分段分块及接头设计
钢箱梁纵向分段,横向分块,既要充分考虑起重机的机械性能和吊装现场情况以及运输方便,又要符合设计图及相关规范的要求,因此,纵向分段接头一般在离桥墩lm左右的位置,分段长度在21m-35m之间,横向分块接头在腹板外侧100mm的位置上,中间箱型部分分块宽度为5.2m两侧悬臂部分各为2.4m.为了便于钢箱梁的制作和安装,以及组对焊接,对钢箱梁分段和分块进行了深化设计。
3、钢精梁组装方案的选择。
为确保钢箱梁的组装质量和安装质量,本桥采用整体倒装法组装:计算机放样―数控切割―翼腹板拼焊―顶板上组焊纵肋―横隔板的组装―中腹板的组装―侧腹板的组装―焊接―底板的组装―悬臂梁组装焊接―解体―箱体翻面后装焊一矫正一预拼装一涂装。
四、钢箱梁制作、拼装
1、测量
箱梁制作测量放样前,在制作厂设定临时坐标、高程控制点,然后拄制作方案要求,设立箱梁制作组对的胎具平台,将箱梁底板面纵向每米的相对标高值投放到制作平台上,并结合设计的预拱高度,进行平台制作测量控制。
2、计算
钢箱梁的内外弧及底部拱形的半径较大,采用整体坐标计算放样法,确定钢箱梁连续点的位置,标记在平台上,并作永久性记号,以便随时检查。因箱梁底部为一拱形,根据计算的数据及标记的位置,制作出与钢箱梁底同一弧度的弧台。
3、拼装
钢箱梁在弧形工作台上进行拼装,箱梁底板横向和纵向都必须与工作台良好接触,以防止底板扭曲。组装时定位焊缝应牢固,焊缝长度在50mm以上,间距保持300mm左右,焊缝厚度不超过正式焊缝的一半。顶、底板与腹板、隔板顶紧,接缝处不允许出现间隙,尽量减少箱梁焊接时变形。
4、焊接
为了提高钢箱粱的制作精度并有效地防止焊接变形。拼装时进行整体拼装,在分节部分留出分节缝,不进行焊接,同时在各分节块上留出定位点,并留出吊装的捆绑。分节拼装验收合格后方可进行焊接和防腐工作,严格遵守规范要求。
五、钢箱梁安装
1、运输
钢梁构件采用60t分体平板车运输。在运输及存放时,应将钢梁构件钢度较大的一而竖立放置,并加以固定,且采取可靠措施以防止构件在运输中变形,运输时所有构件不得叠放。
2、临时支撑设置
A线,B线匝适桥钢箱梁临时支撑由2000mm×2000mm×600mm钢筋混凝上支墩、φ600mm钢管柱、I36纵横梁组成。边跨支墩钢管柱均设置在现场拼装缝两侧,间跨支墩受公路车流影响,沿公路方向设置,并设置纵横梁。
3、现场吊装
A线,B线匝道桥钢箱梁纵向分两大段合拢,横向分十一部分合拢,最重的分段约57t,采取汽车吊、单机吊及双机联吊相结合的方法吊装。用拖车将待吊梁段分段运至施工现场附近,吊装前应检查墩顶支座标高及中线位置是否准确无误。吊装时,汽车吊先将分段吊离拖车,开走拖车,静待5分钟,确定安全后将分段吊至安装位置上方,然后缓慢下落至指定位置。构件的吊装就位按照“墩顶的帽梁分段→靠近帽梁的分段→底连接板→顶连接板”的次序进行。分段吊装落位时,应尽量对齐中心线及前后位置坐标。使用螺旋扣及千斤顶调整分段的前后位置、高程坐标,使之与设计坐标相符,合拢口间隙应符合规范标准。将上述调整好的分段实施定位焊或定位码固定,实施定位沓前要调整对接口,使之平齐,不能错位。
4、现场焊接
在焊缝上、下方装设安全操作平台,清洁打磨焊缝,进行焊前报验。工地焊缝采用手工焊接及气体保护焊。施焊时,纵向焊缝宜从跨中向两端施焊,横向焊缝宜从中心向两侧施焊。焊接时环境要求风力不大于三级,温度不小于26.5,相对湿度不大于80%,雨天禁止施焊。
5、防腐涂装补修
工厂内预留的未涂装部位,在焊缝检测完毕后,按照工厂涂装工艺要求进行补修。钢箱梁外露热喷涂接茬处,必须先将原涂层打磨成30度斜面再补涂。
6、人孔封闭
在全桥焊接、涂装补修施土检验完土后,经过联合验收合格,可焊接封闭各人孔。焊前清理坡口,箱体内侧安放钢衬热,焊后进行超声波100%探伤检验。
六、结语
城市高架桥工程施工是一项既复杂而又系统的工程,利用钢箱梁施工技术,能够有效地解决普通钢筋混凝土梁在跨度大、转弯半径小的状况下,不能有效施加预应力的问题。因此,在高架桥施工中负责设计和施工的工作人员一定要认真学习和熟练掌握实际施工所涉及的规范和规定,而且也一定要对道路规划、交通流量及项目环境等因素进行充分的考虑,从而保障钢箱梁施工保质保量的完成,为城市交通运输事业实现更好的发展做出应有的贡献。
参考文献
[1]郑基石,张黎.高架桥钢箱梁施工工艺探讨[J].城市建设理论研究,2014(9).
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[3]金建良.高架桥钢箱梁制作及安装施工工艺[J].建筑知识,2017(1).