李海運

廣東省南粵交通投資建設有限公司 廣東茂名 525000

摘要：連續(xù)鋼箱梁橋具有跨越能力大、行車舒適等優(yōu)點，在很多工程中的應用較為廣泛。本文結合某大橋工程的施工，詳細介紹了架橋機在鋼箱梁橋架設施工的運用，并對其施工過程中施工方案的選定以及架橋機在鋼箱梁橋施工中的關鍵技術進行了闡述，可為相關的工程建設提供參考。

關鍵詞：鋼箱梁橋建設；架橋機；方案；施工關鍵技術

隨著我國公路和鐵路建設的不斷發(fā)展，在跨海橋梁和高寬路面建設橋梁的施工中，在高架路橋的建設施工中，架橋機以成為橋梁建設的主要設備。在此工程案例施工建設中，根據工程既有的場地及環(huán)境約束，以往單一的安裝工藝無法解決本工程鋼箱梁的安裝難題，如城市高架中較多采用的大噸位吊機直接吊裝或者頂推滑移等工藝都有其局限性，在該工程基本不適用。通過多次勘察施工現場及反復比較論證后，最終決定采用架橋機進行該鋼箱梁橋的施工。在選定施工方案的基礎上，筆者結合自身多年的施工實踐經驗，對該工程中架橋機架設鋼箱梁橋的施工技術要點展開了論述，指出施工過程中的操作流程，介紹了具體的施工方法，以提升架橋工程的質量。

1 工程概況

某大橋，采用3跨一聯變截面連續(xù)鋼箱梁結構，跨徑布置為68.5m+138m+68.5m，分離式雙幅橋，全寬33m單幅主梁采用單箱三室斷面，箱梁梁高在邊墩處2.0m，中墩處6.0m，跨中為2.5m，除墩底直線段、邊跨5m范圍梁高等高外，其余段按二次拋物線變化（見圖1）。

圖1 大橋立面

該橋橫跨與河流呈90°交角，橋位處于河道上口寬約220m，橋址范圍水深為3～4m，河水平均流速在3.00～4.00m/s。河道中地質基本為中風化泥巖，地基承載力基本容許值確定為[fa0]=800kPa。

2 施工方案選定

鋼箱梁安裝原計劃采用門式起重機安裝的方法進行施工，安裝前需要在鋼箱梁安裝臨時支墩外打設門式起重機行走平臺。而河床地質為中風化泥巖，施工門式起重機鋼管樁基礎難度大。

經研究采用架橋機架設預制鋼筋混凝土梁的思路，將鋼箱梁臨時支墩作為架橋機的前支腿支撐，架橋機后支腿支撐在架設好的鋼箱梁上，在鋼箱梁臨時支墩上設置橫橋向軌道，架橋機的前支腿支撐軌道上，可根據安裝的實際情況左、右移動，故架橋機的寬度可采取大于鋼箱梁最大箱室寬度即可，鋼箱梁最大箱室寬度為3.61m，故架橋機的有效寬度為4.6m即可。

3 架橋機建造鋼箱梁關鍵技術

施工工藝流程如圖2所示。

圖2 鋼箱梁安裝施工工藝流程

3.1 鋼箱梁分段設計

3.1.1 節(jié)段劃分

本橋單幅主梁采用三箱截面，鋼箱梁為等寬變高截面結構形式，節(jié)段劃分結合道路運輸條件（途經繞山道路及多處隧道）及吊裝方式，根據分段寬度控制在4m內，高度不超過4m，分段長度應不大于15m，分段噸位控制在50t以內的原則，將橋梁縱向劃分為22節(jié)梁段，橫向劃分為3片箱梁和2片挑臂。高度超過4m節(jié)段在高度方向再水平橫剖以滿足運輸要求，全橋左右幅共有20節(jié)水平橫剖梁段，編號為BZ，B01，B02，Z01，Z02。全橋共計分280片

吊裝節(jié)段（見圖3）。

圖3 1/2橋梁分段布置

2.1.2 分塊劃分

綜合現場實際施工條件考慮，每個節(jié)段又劃分為左中右3個箱室及2個翼緣。

考慮到鋼箱梁運輸中超高的原因，對B01，B02，BZ，Z01，Z025類共20個超高節(jié)段進行水平位置橫剖（見圖4）。

圖4 節(jié)段橫剖劃分示意

3.2 水上平臺布置

根據鋼箱梁梁體分段，設置鋼箱梁安裝施工平臺。施工平臺采用610mm壁厚10mm的鋼管樁作基礎，然后在鋼管樁上設置工字鋼作為縱、橫梁，為保證鋼箱梁安裝施工平臺頂高程（梁底高程）的準確性，在鋼箱梁安裝施工平臺橫梁上設置調節(jié)短管。鋼箱梁采用縱向劃分為22個拼裝節(jié)段，現場單幅按照節(jié)段拼裝位置設置21個臨時支墩平臺，每個平臺順橋向由雙排鋼管樁支撐，每排10根，中間8根為鋼箱梁的臨時支撐系統(tǒng)，外側2根為架橋機外側主桁架縱橫移軌道的支撐系統(tǒng)，比臨時支墩的鋼管樁要高一個箱梁的高度，及與鋼箱梁頂面平齊。鋼管樁橫向間距按照鋼箱梁的左右箱室的腹板位置設置，順橋向間距按照鋼箱梁對接口的橫隔板位置設置。

臨時支墩支撐點設置在腹板與隔板相交處，支墩上部水平橫梁距離橋底板約600mm，水平橫梁上布置調節(jié)短管，置放千斤頂對吊裝節(jié)段的高程及坐標進行調整，來保證橋梁線型（見圖5）。

圖5 臨時支墩布置

臨時墩鋼管樁橫向連接剪刀撐采用[16。鋼管樁頂設置700mm×700mm×12mm的鋼板，鋼板上設置順橋向橫梁，采用5×I36a雙拼工字鋼，橫橋向橫梁采用2×I36a雙拼工字鋼（見圖6）。

圖6 臨時支墩平臺橫橋向布置

經計算分析，該臨時支墩體系結構的強度和剛度滿足施工要求。

3.3 架橋機架設鋼箱梁

架橋機采用雙主梁（主梁長70m），額定起重量為75t+75t。架橋機柱腳間最大跨距為40m，遠離吊運端的柱腳可以根據現場的實際情況進行調節(jié)，以便適合現場實際施工環(huán)境。

3.3.1 總體拼裝方案

鋼箱梁采用集中工廠加工，每節(jié)段，單分段運輸到現場，北岸鋼箱梁存放區(qū)門式起重機卸車，采用低平板車運梁、喂梁，架橋機按照左中右（右、中、左）箱室的順序架設在臨時支墩上，吊裝入位后臨時鎖定，架橋機前移，進行下節(jié)段的架設。全橋分邊跨、中跨、邊跨3部分，第1部分邊跨架設完畢后，按照圖紙順序從墩頂BZ段向兩邊對稱焊接，中間合龍。

3.3.2 鋼箱梁拼裝施工

吊裝相鄰兩節(jié)段間的頂、底板環(huán)縫與腹板環(huán)縫分別錯開200mm，呈Z字形布置。分段縱縫與節(jié)段環(huán)縫形成十字縫。頂、底板及腹板的縱肋嵌補段長度均為500mm。現場采用2臺架橋機分左、右兩幅同時按鋼箱梁內、中、外箱室順序，由北岸向南岸推進。待主梁縱向形成整體，橫向形成單箱三室斷面后，進行翼板的安裝，采用汽車式起重機配合跟進安裝兩側挑臂。

1）現場工裝布置

現場工裝設置有臨時支墩平臺、梁底操作平臺、施工通道。為解決梁底打磨、貼陶質襯墊、焊縫修補、油漆補涂等工作，在每兩支墩之間設置梁底橫移施工小車，小車根據支墩距離分為8，10，12m3種規(guī)格制造。梁底施工小車循環(huán)使用，小車橫移軌道超出梁段寬度約3m以滿足吊機移動。

2）橋式架橋機架設鋼箱梁

鋼箱梁采用橋式架橋機跨二吊一進一方式進行架設。

采用42m架橋機架設鋼箱梁，架設B01，BZ，Z01段時（每節(jié)段長度10m），架橋機可以實現跨三吊二，即先吊裝BZ段與墩頂預埋鋼筋和工字鋼臨時鎖定后，再吊裝B01段，通過B01段的調整可以解決累計誤差以及合攏溫度伸縮的影響。其他調節(jié)段也同樣吊裝。

3）鋼箱梁節(jié)段吊裝順序

鋼箱梁節(jié)段吊裝順序為由北岸向南岸逐一推進，定位后臨時鎖定。由于中墩有預埋的工字鋼以及鋼筋，設置3個調節(jié)段，所以在吊裝墩頂BZ段時與B01，Z01稍做調整，即架橋機到墩頂位置時，采用跨三吊二，及先吊裝BZ段，后吊裝B01（Z01）段。鋼箱梁節(jié)段吊裝順序如圖7所示。

圖7 鋼箱梁節(jié)段吊裝順序示意

標準斷面節(jié)段組拼順序：右箱室（橋中側）→中箱室→左箱室（橋外側）→左挑梁→右挑梁。

橫剖節(jié)段組拼順序：右箱室下（橋中側）→中箱室下→左箱室下（橋外側）→右箱室上（橋中側）→中箱室上→左箱室上（橋外側）→左挑梁→右挑梁。

4）鋼箱梁節(jié)段吊裝施工工藝：①調節(jié)短管的安裝用全站儀在臨時支墩分配梁上找出調節(jié)短管安裝的位置及高度，計算調節(jié)短管的高度并焊接固定。②檢查調節(jié)短管的安裝位置，根據底板設計線型，調節(jié)短管頂鋼板與箱梁底板線型匹配。③測量沿橋梁縱向方向測出縱軸線，并偏移至理論上與每個吊裝梁段上的定位標記線相對應的位置，同時在臨時支架處做標記點。北側3號橋臺上標識出橫向端口位置線。④梁段落位按照梁段定位線落位。⑤檢查與復測檢查梁段與定位線的偏差，再用水平儀測量梁段的高程及軸向定位線的偏差（記錄出各個方位的偏差）。⑥調整高程調整：用4個50t的千斤頂分別放置在梁段的四個角的橫隔板的正下方，采用千斤頂調節(jié)其高程。軸線調整：在梁段的兩側安裝臨時工裝配合千斤頂調整軸線。按照偏差記錄的數據，調整到相應的位置。里程方向調整：里程方向的調整與軸線調整的方法相同，用全站儀測得移動的數據，在梁段前后設置工裝，用千斤頂頂住腹板的位置調整直到滿足設計要求。⑦復測復測梁段的高程及軸線是否達到設計要求，如果沒有達到設計值，繼續(xù)重復上一步的方法直到滿足設計要求為原則。⑧梁段固結架梁時臨時調節(jié)鋼管和鋼梁的焊接，變固結為滑動連接，鋼箱梁的水平變形可以通過細微的滑動釋放，從而消除鋼箱梁變形對支架的受力影響。⑨吊裝下一個梁段由于梁段是匹配制造，所以接口位置基本是吻合。在梁段調整時參照前一個梁段的位置及固定方法調整周線，控制梁段對接環(huán)口的尺寸。

3.4 鋼箱梁焊接

鋼箱梁箱室精調完成，開始鋼箱梁箱室焊縫焊接。鋼箱梁箱室焊接根據焊縫方向主要分為橫向焊縫及縱向焊縫。

3.4.1 橫向焊縫

鋼箱梁橫向焊縫主要為鋼箱梁橫隔板、口子肋豎向焊縫、橫隔板、口子肋上加勁肋水平向焊縫。

鋼箱梁橫隔板、口子肋豎向焊縫為對接焊縫，焊縫質量要求為一級，采用一面貼陶瓷襯墊，在另一面進行單面焊接，雙面成型的焊接方式進行施工。

橫隔板、口子肋上加勁肋水平向焊縫為角焊縫，采用二氧化碳氣體保護焊焊接。

3.4.2 環(huán)焊縫焊接施工

鋼箱梁節(jié)段吊裝完畢后，進行環(huán)焊縫焊接施工，環(huán)焊縫的焊接順序與吊裝方向一致，由北岸向南岸推進，為避免梁段焊接收縮、溫差變化、測量誤差等不確定因素產生的變化影響環(huán)縫焊接，在實際施工中對吊裝調節(jié)段留足余量，在吊裝的3個調節(jié)段：B01留100mm，Z01留150mm，B05留100mm，其他梁段放適當余量，吊裝鎖定時進行調整。鋼箱梁半幅完成一半后，進行BZ梁段兩側環(huán)焊縫的對稱焊接，待全橋貫通后經行Z05梁段之間環(huán)焊縫焊接，使梁成為一個整體。

環(huán)焊縫焊接時，精確測量定位，確保鋼箱梁坐標及高程滿足設計圖紙要求。如果測量確定有位移或高程不滿足要求，解出臨時鎖定，采用千斤頂進行豎向及水平方向的位置調整，就位后鎖定施焊。上杭縣年平均氣溫19.9℃，合龍段焊接溫度控制在20～25℃。焊接順序采用由墩中向兩側焊接，中間預留合龍段可以極大地消除焊接應力。

3.5 體系轉換

3.5.1 拆除臨時支架

主梁與墩柱采用固結形式鎖定后拆除支架。拆除支架在充分理論計算的基礎上對稱、分步、緩慢進行施工，為確保橋梁及施工安全。臨時支墩拆除按如下4步進行。

1）先將臨時支墩（12，10，21，1）上的內側兩排調節(jié)短管使用150t液壓自平衡千斤頂置換。

2）先將中墩兩側的臨時支墩一次性放松，保證中墩受力。

3）分批、一次性拆除邊跨臨時支墩。

4）中跨臨時支墩：中跨臨時支墩拆除時，按照先進行中間臨時墩的拆除，然后從兩邊向中間拆除的順序進行。

3.5.2 體系轉換

混凝土鋪裝施工完畢后需進行結構體系轉換，變三跨連續(xù)結構為三跨剛構體系，分兩個部分完成，要求01，02墩同時施工。

1）第1天溫度較低時將臨時墩與主梁頂緊；現場放樣墩頂剩余400mm高鋼板箍，與墩柱焊接，但不與主梁底板連接；

2）第2天溫度較低時將鋼板箍與主梁底板焊接，焊接完成后，馬上澆筑中墩墩頂混凝土及中橫梁內混凝土，使主梁與墩柱固結，中橫梁內混凝土澆筑至鋼梁底板以上2.1m處。

4 結語

綜上所述，該施工技術能夠保障工程按時完成，又保證了平時河道正常通航，確保施工質量和安全，取得較好的經濟效益與社會效益。但是，相關的工程設計人員仍要對架橋機在工程中的施工技術應用進行探討，不斷積累架橋機使用的經驗，從而不斷改進架橋機的設置，為祖國的公路、鐵路橋梁的建設事業(yè)做出貢獻。

參考文獻：

[1]王娜.DJ40型步履式單導梁架橋機架設跨京滬鐵路立交橋40m鋼箱梁施工技術[J].科學之友.2013（01）

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