馮戰(zhàn)坤

陜西建工機械施工集團有限公司 陜西 西安 710032

1 鋼箱連續(xù)梁簡介

鋼箱連續(xù)梁[1-2]是一種應用十分廣泛的結構形式，它具有變形小、結構剛度大、便于工廠化制作、養(yǎng)護簡單、安裝方便等優(yōu)點。在高速公路不斷發(fā)展的今天，出現(xiàn)了許多需要對現(xiàn)有公路系統(tǒng)進行升級改造的工程，鑒于使用混凝土結構進行施工會導致部分路段長時間封閉，因此為減少對道路的長時間占用，本文采取了鋼箱連續(xù)梁結構對快速路進行快速化改造，極大地緩解了長時間占用道路的現(xiàn)象，亦為公路系統(tǒng)的快速化改造工程提供了一定的參考。

2 項目概況

西安市北辰大道已按主干路標準建成通車，本項目為在現(xiàn)狀基礎上進行快速化改造，快速化改造的目的是解決平面交叉口的擁堵問題，改造后的主線采用雙向六車道，基本滿足遠期交通要求。該項目南起北二環(huán)，北至秦漢大道，道路全長約9.64 km，其中主線橋長約6.44 km，同時新建主線高架橋2座，互通立交2座，平行匝道8座，本施工段為新建的8座平行匝道的其中1座，總長為175 m，橋跨布置采用5×35 m的形式，平行匝道標準寬8.5 m。由于工期緊，橋面跨度大，上部結構采用鋼箱連續(xù)梁的形式，鋼箱梁高1.8 m，寬17.2 m，本工程共計1聯(lián)鋼箱梁。同時，本工程橋梁西側鄰近330 kV高壓電塔，由于最近高壓線距橋中軸線僅12 m，因此需要在施工過程中嚴格控制施工作業(yè)面與高壓線之間的距離，保證施工人員安全。

3 鋼箱梁的分段及制作

本工程采用的大跨度鋼箱梁先依據不同的結構形式進行分段、分塊，然后將各組成部件在工廠進行制造，采用“零件→板單元→制作段→橋位組拼→橋位焊接→橋位涂裝”的方式進行生產，在生產車間制造零件及板單元，然后在車間外連續(xù)整體胎架上將板單元及零件匹配拼接成整體。橋位拼裝現(xiàn)場進行制作段吊裝工作，并調整線形，焊接成整體。鋼箱梁箱體內油漆全部在車間噴涂完成；箱體外除聚氨酯面漆、氟碳面漆在施工現(xiàn)場完成外，其余防腐層均在車間完成。

本施工方案將鋼箱梁的中間三孔箱梁橫向分3塊，兩側挑檐各1塊，共分5塊（圖1）；鋼箱梁的縱向分成12段。

圖1 鋼箱梁橫向分段示意

加工完成后的鋼箱梁構件采用平板車通過公路運輸至安裝現(xiàn)場，根據目前公路的路面條件、交通法規(guī)以及施工現(xiàn)場場地限制，通過詳細計算將鋼箱梁每個分段的縱向長度控制在17 m以內。

根據分段方案將鋼箱梁的最大起重量控制在42 t以內，箱梁節(jié)段采用200 t汽車吊吊裝，同時使用1臺25 t汽車式起重機作為輔助吊機，主要負責支撐架卸車以及支撐架、施工吊架、爬梯等輔助設施的安裝。在進行鋼箱梁安裝前需要在節(jié)段鋼箱梁兩端先設置臨時支架[3]，臨時支架主要采用φ325 mm×8 mm鋼管為支墩柱搭設而成，設置在鋼箱梁節(jié)段接口位置。

4 箱梁吊裝工藝與施工流程

在臨時支架安裝完成后，用半掛車將已制作完成的鋼箱梁運輸至施工現(xiàn)場，施工準備工作完成后按照設計的吊裝方案進行吊裝。

4.1 施工準備階段

1）驗收各臨時支撐架型鋼類型、支架形式、結構尺寸、標高、垂直度、沉降量等是否符合設計及安裝要求，并按要求完成上下爬梯、焊接平臺等準備。

2）驗收各進場塊體結構尺寸，焊接坡口修整打磨質量等是否滿足安裝要求。

3）驗收各塊體測控點是否齊全、標記是否清晰，位置是否正確，結合監(jiān)控數據完成測控點坐標計算、復核。

4）檢查吊車性能是否良好、鋼絲繩是否損失、吊耳焊接質量等是否滿足吊裝要求。

5）對安裝天氣、溫度等信息進行采集，綜合確定吊裝時間。

4.2 施工階段

施工準備階段完成后，采用200 t汽車吊[4-5]將其吊裝到臨時支墩上。通過丁字鐵及加勁板調節(jié)至設計標高，然后焊接箱室一側的橫連與架設對稱的箱室，鋼箱梁架設的具體工藝流程為：勘察現(xiàn)場→測量放樣→支架安裝→鋼箱梁逐跨吊裝（先橫向再縱向）→逐跨焊接→鋼箱梁工地涂裝→ 支架拆卸。

本次選擇的200 t汽車吊主臂長度28.5 m，作業(yè)半徑7～12 m，起吊高度3.5～8.5 m。

5 關鍵施工技術

5.1 鋼結構臨時支架設計及驗算

綜合工程情況以及現(xiàn)場場地布置，本工程采用了鋼結構臨時支架對鋼箱梁吊裝過程進行支撐。支架采用φ325 mm×8 mm的Q235螺旋鋼管，支架下端在原有路面上采用高強無收縮灌漿料找平，找平厚度不少于50 mm，上鋪厚14 mm鋼板，并在鋼板上焊接限位裝置。支架頂部順著鋼橋寬度方向設置長12 m的雙排488 mm× 300 mm×11 mm×18 mm焊接H型工字鋼，工字鋼上翼緣焊接支撐管座，采用液壓千斤頂配合鋼板用來調節(jié)鋼橋節(jié)段標高及每跨鋼橋的預拱度。

同時為保證施工過程中結構安全，對臨時支架進行穩(wěn)定性以及承載力計算，計算結果均滿足設計要求，可保證施工安全進行。該支架屬于施工關鍵點之一，必須嚴格控制安裝過程。臨時支架如圖2所示。

圖2 臨時支架各部件尺寸

5.2 鋼梁節(jié)段塊體吊裝定位技術

為了確保安裝過程準確，每節(jié)段鋼梁出廠時，在其頂板上四角設有控制點，在安裝時依據理論計算的四點空間坐標通過全站儀對4個控制點進行精確定位。在實際安裝過程中，借助場內拼裝時預設匹配件及臨時馬板將本次節(jié)段后端與前一節(jié)段的上口對齊，采用汽車吊進行粗略定位后，再采用手拉葫蘆和千斤頂進行精確調整，直至達到安裝精度要求。

5.3 高壓電塔旁施工方案

由于鋼箱梁橋體西側有330 kV高壓電塔，故高壓線路旁的施工安全也是重難點問題。施工現(xiàn)場高壓線路與施工鋼箱梁平行，最近高壓線與橋中水平距離12 m，垂直距地25 m。根據規(guī)范要求，在外電架空線路附近時，起重機的任何部位或被吊物邊緣在最大偏斜時必須與架空線路邊線保證最小安全距離，330 kV高壓電塔周邊施工的最小安全距離為7.0 m。

為保證施工安全進行，嚴格計算了吊裝過程中最不利位置與高壓電塔的距離，并設計了專項施工方案。

圖3為專項施工方案下220 t汽車吊與高壓線距離最近的施工方案。由圖3可知，汽車吊與高壓線最近的施工距離為8.4 m，大于規(guī)范要求的最小安全距離7.0 m，因此該專項施工方案可行。

圖3 最不利吊裝施工示意

5.4 鋼箱梁安裝質量檢查

鋼箱梁箱體吊裝完成后進行焊接，由于采用全焊接工藝，故焊接工藝質量的好壞將會直接影響工程的施工質量，必須重點控制。本工程為了保證焊接質量，焊縫必須進行100%探傷檢查，而且在施工過程中，所有的鋼構件、起吊過程中的所用索具以及汽車吊的驗收必須100%報驗，按照報驗程序逐級上報，并會同建設單位、監(jiān)理單位、總包單位和項目部驗收合格后使用。

6 結語

西安市北辰大道主線落地平行匝道橋段，通過前期深化設計、組織專家論證、箱形梁制作加工、運輸方案設計、前期施工準備及部署、臨時支架荷載計算、施工過程測量定位、高壓線路旁專項施工方案制定，確保了施工質量及施工安全。

目前已成功完成鋼箱梁的其中2跨施工，經現(xiàn)場施工質量檢查，已完工鋼箱梁焊接質量良好，取得了良好的改造效果，驗證了前期設計方案的可行性。