憲光僑

（中交二航局第二工程有限公司，重慶401121）

1 工程概況

主橋主跨跨中采用鋼箱梁，鋼箱梁理論區(qū)段長（至結(jié)合面處）為96m，鋼箱梁分3段，分別為：南臺島側(cè)鋼混結(jié)合段、整體鋼箱梁段、馬尾區(qū)側(cè)鋼混結(jié)合段，其節(jié)段長度分別為：5.5m、90m、5.5m。其中，鋼混結(jié)合面往混凝土箱梁側(cè)長2.5m，往鋼箱梁側(cè)長3m。鋼箱梁區(qū)段根據(jù)整體計算設(shè)置預(yù)拱度。整體鋼箱梁為變高鋼箱梁，底板采用近似3.8次拋物線，頂板水平投影中心處梁高（頂板頂面至底板頂面）采用自梁端至跨中從4.203m減小至3.8m。

2 大節(jié)段鋼箱梁施工方法及其研究意義

隨著我國橋梁事業(yè)的發(fā)展，成功修建了很多結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、施工技術(shù)難度極大的超長跨度的橋梁，其中絕大部分采用的是鋼箱梁橋。相比預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，鋼箱梁橋具有自重輕、跨度大、環(huán)保、施工速度快等優(yōu)點【1】。大跨度鋼箱梁橋常用的施工方法如表1所示。

表1 鋼箱梁施工方法

隨著我國橋梁建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，對大跨度橋梁建設(shè)的要求將會越來越高，在跨江、跨海條件下將會出現(xiàn)更多的大跨徑鋼箱梁橋。因此，大節(jié)段鋼箱梁施工技術(shù)研究將會變得更加重要。

3 鋼箱梁運輸穩(wěn)定性分析

3.1 運輸航線

根據(jù)馬尾橋的地理位置選擇水路運輸，具體運輸線路為：船舶從中泰碼頭離泊后通過江陰大橋、滬通大橋、蘇通大橋，途經(jīng)張家港、南通、常熟、太倉，航程約166.68km，航時約12h至吳淞口駛離長江；后經(jīng)長江口南槽航道、浦東機場、乘泗列島白節(jié)門、岱山下三星島東、舟山小板門、舟山外洋鞍島、臺州東磯島東、大陳島西、溫嶺洛嶼島東、福建馬刺島南、西洋島南、福州閩江，最后到達馬尾，總航程約926km。

3.2 鋼箱梁定位

運梁船甲板合適位置放置專用支架，支架上敷設(shè)墊木，墊木由200mm木方+10mm橡膠墊組成，木方呈井字形疊放，部分不平的用小木砌調(diào)平，最后鋪上1cm厚度橡膠墊。單側(cè)布置30道φ36mm鋼絲繩，通過眼板及手拉葫蘆進行系固綁扎，鋼絲繩綁扎角度垂向≤40°，水平方向≤30°。

3.3 力和力矩的平衡計算依據(jù)

最小計算內(nèi)容：

1）若系固安排是對稱的，則可僅計算1次；

2）向左、右舷的橫向滑移；

3）向左、右舷的橫向翻轉(zhuǎn)；4）由于摩擦減少而發(fā)生的前后方向的縱向滑動。

摩擦力有助于減少滑動，不同材料間的摩擦系數(shù)（μ）見表2。

表2 不同材料間摩擦系數(shù)表

3.3.1 橫向滑動計算

平衡計算應(yīng)按式（1）進行：

式中，F(xiàn)y為由外力假設(shè)而得到的橫向力，kN；μ為摩擦系數(shù)；m為貨物質(zhì)量，t；g為重力加速度，取9.81m/s2；CS為系固設(shè)備的計算強度，kN；f為摩擦系數(shù)μ和垂向系固角α的函數(shù)，f可取f1，f2，f3，…，fn；n為納入計算的系索的根數(shù)。

垂向系固角＞60°時將降低系固設(shè)備在防止貨物單元滑動方面的作用，應(yīng)考慮在平衡計算中不計入該系固設(shè)備，除非其用于防止翻轉(zhuǎn)和提供預(yù)應(yīng)力【2】。

水平系固角應(yīng)≤30°，否則該系索不應(yīng)納入橫向滑動平衡計算。

3.3.2 橫向翻轉(zhuǎn)計算

平衡計算應(yīng)滿足式（2）：

式中，a為翻轉(zhuǎn)力臂；b為穩(wěn)定力臂；c為系固力臂。

4 大節(jié)段鋼箱梁整體吊裝技術(shù)研究

4.1 接縫縫寬控制

按照圖紙要求，箱梁南臺島側(cè)與結(jié)合段之間的施工縫為4mm，以理論拼接線兩側(cè)各縮短2mm為準(zhǔn)下料加工，同時按要求配鉆、配連接板；馬尾側(cè)則根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)下料，連接孔或連接板現(xiàn)場配鉆。

實際施工時大節(jié)段梁段兩端各留80mm余量，大節(jié)段工廠組拼合龍時劃出理論線，橋位現(xiàn)場配切余量，所有配鉆、連接板均在現(xiàn)場完成。

橋位余量配切時遵循先下后上的原則，即先配切底板余量，再配切腹板余量，最后配切頂板余量。

4.2 鋼箱梁就位及調(diào)位

在大節(jié)段余量切割及坡口開設(shè)完成后，根據(jù)確定的合龍時間（溫度較穩(wěn)定的夜間）完成剩余1m高度的吊裝，與鋼混段的順接并通過馬板鎖定。

具體調(diào)位方法如下：

1）鋼梁的豎向平動調(diào)整：通過6個主油缸豎向位移實現(xiàn)；

2）鋼梁的傾角調(diào)整：通過1臺吊機中的3個主油缸和另1臺吊機中的3個主油缸豎向反方向位移實現(xiàn)；

3）鋼箱梁繞軸線轉(zhuǎn)動角度調(diào)整：通過6個主油缸中一側(cè)腹板上方的2個主油缸與另一側(cè)腹板上方的2個主油缸施加豎向反方向位移實現(xiàn)；通過計算機精確控制3組不同方向的調(diào)位油缸，實現(xiàn)鋼箱梁的精確合龍。

4.3 合龍口監(jiān)測

4.3.1 線形觀測

在鋼箱梁起吊過程中，至距安裝高度1m處之前，在夜間溫度相對穩(wěn)定的條件下，連續(xù)72h測量合龍口的長度、形狀及大氣溫度，確定合龍時間。

合龍口觀測由施工單位、監(jiān)控單位及監(jiān)理共同進行，由監(jiān)控單位提供合龍段實測尺寸作為配切依據(jù)。

鋼箱梁整體吊裝階段，主要受力為重力和風(fēng)荷載，風(fēng)荷載對吊裝的影響是不容忽視，應(yīng)盡量在風(fēng)速較小的情況下，完成整個吊裝過程，風(fēng)速應(yīng)≤10m/s。

4.3.2 應(yīng)力監(jiān)測

采用大節(jié)段整體吊裝施工會增大主梁跨中截面下緣的拉應(yīng)力水平，應(yīng)對主梁跨中截面下緣應(yīng)力進行監(jiān)測，以判斷結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平是否超出安全范圍。本次擬定在鋼箱梁跨中截面及兩側(cè)端部截面各布置6個應(yīng)變測點，單幅18個應(yīng)變測點，全橋共計36個測點，應(yīng)力監(jiān)測傳感器采用基康儀器（北京）有限公司生產(chǎn)的BGK-4000型振弦式表面應(yīng)變計。

同時，在主跨鋼-混結(jié)合段、鋼箱梁吊裝施工前與施工中，隨時監(jiān)測混凝土懸臂段的變形及應(yīng)力，確認符合設(shè)計要求，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止施工并采取措施。

4.4 接縫連接工藝研究

鋼箱梁精調(diào)到位后，開始鋼箱梁連接，由于配切方式的不同，具體施工工藝有如下2種。

1）方法一：鋼梁吊裝到位→校準(zhǔn)拼接板配鉆→安裝部分定位沖釘→螺栓初擰固定→替換全部定位沖釘→現(xiàn)場匹配、校準(zhǔn)嵌補段→環(huán)縫施焊→螺栓終擰固定→全面檢查焊縫及高強螺栓→補刷焊縫。

2）方法二：鋼梁吊裝到位→校準(zhǔn)拼接板配鉆→安裝部分定位沖釘→螺栓初擰固定→替換全部定位沖釘→環(huán)縫施焊→螺栓終擰固定→全面檢查焊縫及高強螺栓→補刷焊縫。結(jié)合設(shè)計及規(guī)范要求，綜合現(xiàn)場實際情況，制定如下焊接工藝：定位焊接通過手工焊或CO2氣體保護焊進行。

頂板和底板的對接焊縫先采用CO2氣體保護焊接，再用埋弧焊填充和蓋面。頂板環(huán)焊縫從橋中軸線向兩側(cè)對稱施焊。每個頂板和底板配置2個焊機，焊機設(shè)置在橋的中心軸的兩側(cè)，以實現(xiàn)對稱的同步底焊。將頂板和底板焊接到底部之后，使用2個埋弧自動焊接機（2個焊接機）對稱地焊接頂部和底部焊接焊縫。

4.5 接縫防腐

在涂層系統(tǒng)的選擇上，易于施工、經(jīng)濟性和使用壽命是主要考慮的因素。目前，通常使用底層、中層和面層3層涂層系統(tǒng)【3】。底涂層主要由無機富鋅、富含環(huán)氧-鋅的涂料涂層和鋅噴涂或鋁噴涂的金屬涂層制成。盡管金屬涂層的耐久性比涂層的耐久性好得多，但涂層體系的防腐效果受許多因素的影響。鋼表面的處理方法和要求將根據(jù)所用涂層的類型而變化。與無機富鋅和噴鋅或噴鋁涂料相比，表面處理要求依次提高。特別是在金屬涂層領(lǐng)域，需要訓(xùn)練有素的工人和檢查員，以確保滿足所需的技術(shù)要求。

5 結(jié)語

大節(jié)段鋼箱梁是現(xiàn)階段橋梁工程的重要應(yīng)用形式，對施工技術(shù)提出了較高要求，本文針對滑移與散拼施工展開探討，提出可行的技術(shù)指導(dǎo)，有效解決了在復(fù)雜環(huán)境下鋼箱梁施工難度較大的問題，最終成橋線形良好。