吳非

【摘 要】隨著我國城市化進程的不斷加快和科學技術水平的不斷提升，鋼箱梁以其優(yōu)越的性能被廣泛應用于高速公路橋梁結構中。文章結合工程實例，對鋼箱梁施工工藝、焊接工藝、涂裝、頂推施工進行了探討，在該工程投入使用后性能良好，可供類似工程參考和借鑒。

【關鍵詞】高速公路;鋼箱梁;上跨;吊裝;頂推

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）05-0068-03

1 工程概況

昆明市北京路北端連接西北繞城高速立交主要位于盤龍區(qū)龍泉街道處，跨過西北繞城高速公路段采用鋼箱梁。西北繞城高速公路為既有公路，通行車輛較多。鋼箱梁為簡支梁結構，兩端橋臺為樁基礎鋼筋混凝土橋臺，橋臺施工完成后，方能進行頂推施工。

鋼箱梁分左右幅制安，兩幅橋鋼結構共重656 t，材質(zhì)均采用Q345qD。橋面寬10 m，兩幅并行，為分離式橋梁，兩幅橋梁間距為0.25 m。鋼箱梁為單箱雙室截面，跨徑為58 m。箱梁腹板采用等高設計，橋面橫坡由箱梁截面繞設計高程點旋轉而成。鋼箱梁的頂板兼做橋面承重結構，按正交異性設計。鋼梁箱體部位頂、底板采用“U”形肋加勁，懸臂部位頂板采用“U”形肋加勁和板肋加勁。箱內(nèi)縱向每3 m左右設一道普通橫隔板。支點處設支點橫隔板，并在支點處設豎向加勁肋。箱梁內(nèi)外側懸臂長2 m，懸臂根部高60 cm，端部高35 cm，縱向每1.5 m左右設一道懸臂梁，其位置與箱內(nèi)橫隔板、豎肋相對齊。箱梁外輪廓高2.3 m。箱梁頂面全寬10.0 m，箱梁底板寬6.05 m，懸臂長2.0 m，寬挑臂。

2 鋼箱梁制作工藝

鋼箱梁制作擬在生產(chǎn)基地進行。在劃分梁段過程中，充分考慮到市場提供材料的局限、生產(chǎn)車間的情況、運輸路線的局限性及重點考慮現(xiàn)場場地的吊裝限制、采用的起重機械設備等因素。經(jīng)實地觀察及結合運輸車輛、起重機械性能，進行分段。鋼箱梁縱橋向分5段，橫橋向按各室分1段;挑檐左右分開制作，每段長7～9 m。鋼箱梁運輸選用長13 m的四橋車運輸。兩橋均跨過既有高速公路，跨度均為58 m;在不對既有公路進行封閉施工時，擬對跨既有公路段鋼箱梁采用液壓千斤頂頂推的施工工法安裝。頂推順序如下：先頂推左幅，再頂推右幅。

3 鋼箱梁焊接及防腐涂裝工藝

焊接工藝評定包括對接接頭試驗、熔透角接試驗和“T”形接頭試驗。本項目中有對接接頭、腹板與頂?shù)装濉癟”形接頭。鋼箱梁制造的焊接工藝是保證焊接質(zhì)量的關鍵，所有類型的焊縫在施焊前應做焊接工藝評定，根據(jù)評定的結果編制焊接工藝。由于鋼箱梁節(jié)段為全焊結構，結構焊縫較多，所以產(chǎn)生的焊接變形和殘余應力較大，制造過程中，在保證焊縫質(zhì)量的前提下，盡量采用焊接變形小、焊縫收縮小的工藝和純度大于99.5%的CO2氣體保護焊。防腐涂裝的構件主要為鋼箱梁整體節(jié)段。橋位焊縫及損傷區(qū)域的補涂、橋位面漆的補涂均在施工現(xiàn)場進行。涂料應裝在密封容器內(nèi)，容器的大小應方便運輸，并在每個容器側面粘貼標簽，包括牌號、顏色、批號、生產(chǎn)日期和生產(chǎn)廠家，所有涂料儲存在3～40 ℃環(huán)境中，并注意環(huán)境通風。涂層表觀要求漆膜連續(xù)、平整，顏色一致且符合設計要求。

4 施工要求和技術保證條件

施工中，各梁段端部標高的確定必須在日出前溫度較穩(wěn)定、風力較小的時段進行，以消除日照溫差引起的誤差。端部標高確定后應迅速用臨時匹配件將梁段連接起來，然后進行焊接。施工控制的原則是以標高控制。在制作梁段過程中，端口應匹配制作。工地焊接的精度要求應按招標文件的技術規(guī)范及國內(nèi)有關規(guī)程、規(guī)范執(zhí)行。鋼箱梁的懸挑部分及箱梁的小節(jié)段由工廠內(nèi)加工完成，現(xiàn)場搭設臨時支架小節(jié)段運到工地直接在臨時支架上拼裝、焊接，拼裝、焊接質(zhì)量對本工程的總體質(zhì)量起到了關鍵性的控制作用，因此組裝、焊接及后續(xù)工序的質(zhì)量管理和控制是確保本工程質(zhì)量的重點。本工程除保證橋段的吊裝、高空組對和焊接工作等施工安全和質(zhì)量外，尚應確保施工道路的順暢通車，因此必須投入較大的人力和采取必要的安全防護措施。吊裝指揮機構為臨時機構，其作用就是按照既定的吊裝方案統(tǒng)一指揮、調(diào)配，使工作有序進行，確保吊裝質(zhì)量、安全和工期。

5 頂推施工控制要點

本鋼箱梁的施工過程如下：頂推鋼箱梁至指定位置;落放鋼箱梁至橋梁支座位置，頂推擬采用依次頂推的方式;落梁采用4臺200 t油缸千斤頂下放的方式。頂推施工需要設置頂推油缸千斤頂、滑靴、軌道、夾軌器等主要的施工機械設備準備。施工的重難點有鋼箱梁線形控制精度、施工安全防護防護要求、落梁高度、總體拼裝順序、吊裝場地需求、架設順序流程、各滑道的橫向標高控制、懸臂節(jié)段及其余節(jié)段的整體重心控制、橫向限位及糾偏、起落梁及縱橫向糾偏控制、焊縫檢驗、焊縫缺陷修補。

6 吊裝施工受力檢算

（1）鋼繩的受力檢算。本鋼箱梁工程的橋段主體最大重量約29.6 t，經(jīng)進行汽吊吊裝計算后，擬利用2臺70 t汽吊吊裝，分別用2根繩扣進行構件的吊裝作業(yè)（如圖1所示）。

（2）吊耳承載檢算。確定橋段的重心位置后，沿腹板方向在設置有隔板、加勁肋位置上焊接吊耳，有必要時對橋段箱梁采取補強措施。每一橋段上設4個吊耳，即每一橋段采用4根鋼繩吊裝。最大吊裝重量為29.6 t，按30 t考慮，則單個吊耳受力為7.5 t。

耳板材質(zhì)為Q345Qd，結構如圖2所示。

耳板拉應力檢算：

拉應力的最不利位置在孔洞對應上方斷面，按結構的最大承載力極限設計，Nmax≤[σ]×A/1.4=295×40×20/1.4=168 600 N =16.86 t。

耳板剪應力檢算：剪應力的最不利位置在孔洞圓心位置截面，Nmax≤[τ]×A2≤170×80×20/1.4=194 300 N=19.43 t。

局部擠壓應力檢算：局部擠壓應力的最不利位置在吊耳與銷軸（直徑為30 mm）的結合處，Nmax≤[σ]×（t×d）φ≤295×32×20×0.7/1.4=94 460 N=9.44 t。

耳板與箱梁連接角焊縫的計算：焊縫高度hf=10 mm、單邊計算長度為230 mm的耳板角焊縫時，Pmax≤[σ]×he×LW/1.4=160×（0.7×10）×[（250-20）×2]/1.4=368 000 N=36.8 t。

綜上計算得出，吊裝耳板可承受最大荷載為9.44 t，大于7.5 t，滿足本工程最重構件吊裝的需要。

7 鋼箱梁頂推受力分析

滑移結構及滑移支撐采用結構分析軟件sap2000進行計算。

7.1 滑移結構驗算

7.1.1 計算說明

邊界條件：滑靴點—Z向縫單元（模擬頂推約束）。荷載：自重—DEAD。荷載組合：強度及穩(wěn)定—1.35×DEAD。支座反力及變形—1×DEAD。

7.1.2 滑移驗算結果

箱梁滑移不同階段驗算模型如圖3所示，計算結果如下：

各階段滑靴反力：懸挑最長時滑靴反力為2 871 kN，前端接收墩支架最大反力為1 882 kN。懸挑端最大下?lián)蠟?25 mm。導梁最大應力比為0.382。滿足滑移要求。

7.2 滑移接收支架驗算

7.2.1 計算說明

邊界條件：支撐架柱腳—三向鉸支座。荷載：自重—DEAD?；シ戳Α狶IVE。荷載組合：強度及穩(wěn)定—1×DEAD+1×LIVE。支座反力及變形—1.3×DEAD+1.5×LIVE。

7.2.2 驗算結果

箱梁滑移不同階段驗算模型如圖4所示，計算結果如下：最大下?lián)蠟?.6 mm，最大應力比為0.886。滿足滑移要求。

8 結語

云南省高速公路近年迎來高速發(fā)展，即將迎來“十四五”規(guī)劃建設的高峰期，在高速公路的建設過程中，存在大量的鋼箱梁施工，鋼箱梁施工采用分段分塊拼裝焊接，從制作﹑運輸﹑安裝等方面來講，比起傳統(tǒng)的混凝土預制梁有著施工更為便捷、施工跨度更大、妨礙交通時間短、適應各種惡劣地形的優(yōu)點，前景光明。本文對鋼箱梁的施工工藝進行了探討，為以后類似工程的施工提供了實際的參考和借鑒。

參 考 文 獻

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