上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

1 工程概述

杭州市沿江公路運(yùn)河二通道橋橋梁工程主橋采用下承式鋼箱拱橋，跨徑布置為252 m+106 m＝358 m。箱梁采用扁平鋼箱梁，梁高3.5 m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段（圖1）寬度34 m，主跨雙片拱空間索面雙吊桿區(qū)域?yàn)檫m應(yīng)梁上吊點(diǎn)的分布進(jìn)行了局部加寬，由34 m漸變至43 m。全橋鋼箱梁設(shè)計(jì)時(shí)共劃分為35 個(gè)梁段，標(biāo)準(zhǔn)梁段長10.5 m，頂板設(shè)有雙面2%橫坡，底板水平。所有梁段連接均采用焊接形式。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)梁段橫斷面

2 現(xiàn)場施工情況

2.1 節(jié)段的再劃分

杭州市沿江公路運(yùn)河二通道橋主橋施工區(qū)域位于未開挖河道，現(xiàn)場地勢平坦、開闊，整個(gè)施工過程全部在陸地上進(jìn)行，同時(shí)由于受陸路運(yùn)輸構(gòu)件尺寸不能過大的制約，全橋鋼箱梁節(jié)段進(jìn)了了重新劃分，原則上將設(shè)計(jì)節(jié)段一分為四，鋼箱梁吊裝節(jié)段增加至145 小節(jié)段，標(biāo)準(zhǔn)段尺寸為17 m×5.25 m×3.5 m。（安裝時(shí)，將145 片劃分成14 個(gè)輪次進(jìn)行吊裝，每個(gè)輪次由9～15 個(gè)吊裝節(jié)段組成。）

2.2 吊裝方式的選擇

主橋安裝采用支架法施工：先在地面上搭設(shè)支架系統(tǒng)，再按輪次連續(xù)吊裝節(jié)段。每輪次施工時(shí)所有吊裝定位的節(jié)段先采用馬板定位，然后再進(jìn)行整體焊接。

節(jié)段數(shù)量的大量增加，現(xiàn)場焊接會(huì)出現(xiàn)大量的橫向環(huán)縫、縱向拼縫，這勢必增大了現(xiàn)場焊接施工的難度。為了保證現(xiàn)場的焊接質(zhì)量、成橋線形滿足設(shè)計(jì)要求，施工現(xiàn)場針對(duì)焊接環(huán)口匹配、焊接順序進(jìn)行了重點(diǎn)的控制。

3 焊接環(huán)口匹配[1-4]

梁段吊裝定位后，焊接環(huán)口的匹配直接影響到焊縫間隙、板間錯(cuò)臺(tái)等焊接關(guān)鍵因素。所以一個(gè)好的環(huán)口匹配，將會(huì)是整個(gè)橋位焊接質(zhì)量的良好保證。

3.1 焊接環(huán)口初匹配

通過吊機(jī)以及千斤頂?shù)仍O(shè)備調(diào)整箱梁姿態(tài)，使其軸線、標(biāo)高、里程等線形參數(shù)滿足監(jiān)控指令，同時(shí)相鄰梁段間環(huán)口焊縫間隙、板間錯(cuò)臺(tái)也應(yīng)滿足施焊條件。

其具體調(diào)整程序?yàn)椋?/p>

（a）調(diào)整梁段姿態(tài)，使頂板中心線區(qū)域與已安裝完成梁段基本平齊，并測量定位橋軸線；

（b）調(diào)整梁段高度，使頂板、底板平齊，同時(shí)測量吊裝梁段的前后控制點(diǎn)標(biāo)高、里程數(shù)據(jù)，使其滿足監(jiān)控指令要求；

（c）檢查梁段環(huán)縫隙是否接近預(yù)拼狀況，焊縫間隙應(yīng)控制在不大于15 mm。此時(shí)如若出現(xiàn)線形數(shù)據(jù)與環(huán)口焊縫間隙矛盾的現(xiàn)象，需要綜合考慮，同時(shí)兼顧線兩者，進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓唇琛Ｈ詿o法同時(shí)滿足時(shí)，則需要適當(dāng)?shù)貙?duì)吊裝梁段進(jìn)行配切，以保證線形及焊接質(zhì)量；

（d）定位、匹配完成后，復(fù)測梁段線形，合格后進(jìn)行定位馬板施工。

環(huán)口初匹配的線形應(yīng)控制在±5 mm內(nèi)，要求板的錯(cuò)臺(tái)不大于15 mm，焊縫間隙應(yīng)控制在8～15 mm。

3.2 焊接環(huán)口精確匹配

由于梁段在存放、運(yùn)輸過程中可能會(huì)造成局部變形，從而造成在梁段初步匹配后環(huán)口仍無法完全齊平的情況。所以在環(huán)口焊接之前仍需進(jìn)行精確匹配，此部分的工作內(nèi)容主要是調(diào)整環(huán)口兩側(cè)板間錯(cuò)臺(tái)，使錯(cuò)臺(tái)量不大于3 mm。

精確匹配可采用千斤頂壓平環(huán)口并配合使用馬板固定的方法進(jìn)行。精確匹配應(yīng)遵循先硬約束后軟約束的順序進(jìn)行調(diào)整，首先保證腹板與頂、底板交界處的錯(cuò)臺(tái)要求，再調(diào)整底板、頂板的環(huán)口，最后調(diào)整封嘴位置的環(huán)口滿足錯(cuò)臺(tái)量的要求。

3.3 固結(jié)

匹配完成后，進(jìn)行梁段固結(jié)。固結(jié)時(shí)必須配備足量的馬板，馬板的厚度14 mm，置放馬板的間距在500～800 mm之間，具體設(shè)置根據(jù)接口實(shí)際情況而定，但最大不超過800 mm，以確保環(huán)口雙邊構(gòu)件板的剛度（圖2）。

圖2 固結(jié)示意

4 橋位焊接順序

由于本橋采用了每輪次整體焊接的施工方式，所以同一時(shí)間存在有多種位置、多種形式的焊縫具備進(jìn)行焊接的條件。那么如何選擇箱梁焊縫焊接順序就顯得尤為重要。不合理的焊接順序可能會(huì)造成焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接應(yīng)力難以釋放，從而對(duì)焊縫質(zhì)量乃至整個(gè)橋梁的使用壽命都產(chǎn)生影響，同時(shí)不對(duì)稱的焊接也會(huì)使吊裝定位的橋軸線產(chǎn)生偏移。

4.1 總體焊接順序

本工程采用的焊接順序?yàn)椋汉附右悦總€(gè)輪次為單位進(jìn)行（焊接施工落后吊裝工作一個(gè)輪次），每個(gè)節(jié)段焊接次序?yàn)橹虚g向兩端對(duì)稱焊接。焊接時(shí)遵循“先內(nèi)后外”“先底后頂”“先縱后環(huán)”的原則進(jìn)行。

分解為具體的部位先后順序?yàn)椋▓D3）：橫隔板與腹板焊縫焊接；腹板對(duì)接縫焊接；底板縱向?qū)涌p焊接；頂板縱向?qū)涌p焊接；底板環(huán)向?qū)涌p焊接；頂板環(huán)向?qū)涌p焊接；U形肋嵌補(bǔ)件的焊接。

圖3 1/2斷面

4.2 特殊輪次焊接順序

第一、二輪次為拱、梁結(jié)合部位，為了保證拱腳的完成性，此輪次的梁段劃分作了相應(yīng)的調(diào)整（圖4）。設(shè)置了順橋向達(dá)長20 m的拱腳合段，同時(shí)該節(jié)段也為整個(gè)箱梁吊裝線形控制的基準(zhǔn)段。

圖4 第一輪次焊接順序

特殊輪次的焊接順序仍遵循總的焊接順序原則。

5 結(jié)語

在鋼箱梁橋位焊接施工中，合理的焊接工藝固然是保證焊接質(zhì)量的根本措施，但是同時(shí)做好焊接環(huán)口的匹配工作、制定出合理的現(xiàn)場焊接順序同樣也是保證現(xiàn)場焊接質(zhì)量、控制成橋線形的重要手段。目前沿江公路運(yùn)河二通道橋橋位焊接焊縫以及橋梁線形都處于受控狀態(tài)。