宗秋斌

(江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212100)

1 工程概況

在我國經濟快速發(fā)展的態(tài)勢下，基礎設施建設規(guī)模逐步擴大，鋼箱梁成為高架橋建設中的重要結構[1]。復雜施工環(huán)境中的干擾因素較多，引入無支架施工技術具有可行性，但在實際應用中依然存在局限之處，值得工程人員在此方面作深入的探討，提高無支架施工技術的應用水平，推動橋梁建設事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

某標段高架橋工程中，上部跨線結構以鋼箱梁為主，共設置七聯(lián)，具體包含：G11聯(lián)(35+50+35)m(G30-G33墩、橋寬8.7 m)、H10聯(lián)(54.356+54.356)m(H28-H30墩、橋寬8.7 m)、G8聯(lián)(38+60.5+38)m(G21-G24墩、橋寬8.7～9.8 m)、G7聯(lián)(25.5+28+25.5)m(G18-G21墩、橋寬8.7 m)、G9聯(lián)(27+43+43+37)m(G24-G28墩、橋寬9.8～8.7 m)、F13聯(lián)(43.5+41+43.5)m(F40-F43墩、橋寬9.8 m)、G5聯(lián)(42+55+42)m(G11-G14墩、橋寬8.7 m)。

2 無支架施工的特點

1)橋址區(qū)地勢較為平坦，區(qū)域內具有較好的交通運輸條件，現(xiàn)場可進場大型吊裝設備，滿足整體吊裝的需求。

2)施工周期較短，但本項目中鋼箱梁用量較多，利用無支架法施工可達到提高效率、縮短工期的效果。

3)施工便捷，現(xiàn)場不需要搭設安裝支架，人員、設備等方面的投入也相對較少。

4)對交通狀況無不良影響，無需封閉交通，只需(夜間)吊裝時臨時管制，滿足文明施工的現(xiàn)代化工程要求。

3 無支架施工工藝

3.1 鋼箱梁制作

1)分段制作。因現(xiàn)場道路運輸寬度限制，鋼箱梁全部分割兩側懸臂后再縱向分段，要求鋼箱梁寬度不超過6 m。鋼材是本橋施工的重要材料，利用校平機校正，在滿足要求后方可投入使用，避免開挖彎曲現(xiàn)象。鋼板要在九輥校平機內處理，通過校平的方式使鋼板具有平整性，同時盡可能減小鋼板軋制內應力。通過拋丸的工藝處理鋼板，將表面銹跡清理干凈，且不可殘留油污、氧化皮等各類雜質[2]。

以鋼箱梁施工圖為指導，做好對構件的放樣工作，待使用的各構件均要準確標識。鋼構件放樣精度對后續(xù)施工的影響較大，對此采用計算機三維放樣技術；根據(jù)要求創(chuàng)建構件詳圖，以便給下料套料圖的編制提供依據(jù)，并將其作為數(shù)據(jù)編程的參考。

號料長度=設計長度+焊縫收縮量+加工余量

焊縫收縮量參考值如下：接頭焊接，每個接口為1 mm；鋼板對接，焊縫0.7 mm/m；鋼箱梁焊縫，1.5 mm/m。表1為加工余量參考表。

表1 加工余量參考表

2)板單元制造。鋼箱梁結構制作按照頂板單元、底板單元、隔板單元、腹板單元、懸臂單元進行制造。板單元使用專門的安裝胎架進行加勁施工，裝配完成后送反變形胎架進行自動小車焊接。制造時按照鋼板校平及預處理→數(shù)控精確下料→零件加工(含U形肋制造)→胎型組裝→反變形焊接→局部修整的順序進行。

頂板和底板焊縫時采用SAW埋弧自動焊，單面坡口→貼陶瓷襯墊→CO2填充→焊接→打磨→CO2填充→蓋面，以確保焊接質量。板單元制作完成后需要進行必要的兩拼或三拼施工，兩拼、三拼施工采用埋弧自動焊方式，并采用高精度定位組裝胎進行定位組裝，嚴格控制肋縱、橫向位置，特別是橫隔板位置的肋間距。肋組裝胎架采用機床軌道的形式，具有橫向自動定位的功能，肋縱向采用端擋定位，橫向用梳形卡具定位，保證肋中心距偏差在±0.5 mm之內。垂直方向設置螺旋絲杠使梳形卡向下將肋與頂、底板頂緊，保證肋與底板的組裝間隙<0.5 mm。

3)預拼裝。選擇場地，于該處統(tǒng)一組織鋼箱梁的預拼裝作業(yè)，若梁段的尺寸存在偏差或出現(xiàn)預拱度不滿足要求的情況時，要在預制場做好尺寸修正工作，以免將問題拖延至現(xiàn)場施工階段，否則將由于高空作業(yè)難度較大而難以完成鋼箱梁架設作業(yè)。結束梁段焊接作業(yè)后，綜合考慮預留焊接間隙和焊接收縮量，以此為依據(jù)配切兩端坡口。對于線形、長度、端口尺寸等的測量工作，必須在無陽光照射的條件下完成，各項指標滿足要求后即可組焊臨時連接件。每完成一個鋼箱梁的組焊后，均要將其放置在胎架上，做好預拼裝檢查工作，諸如橋梁縱向線形、扭曲、端口匹配情況等都要得到完整記錄。梁段預拼裝前做好準備工作，即完全解除組裝臨時定位上的約束，此舉的作用在于使梁段維持自由狀態(tài)。

4)焊接工藝控制。鋼箱梁為焊接結構，結構焊縫較多，制造過程中在保證焊縫質量的前提下，采用焊接變形小焊縫收縮的工藝，采用CO2氣體保護焊。所有要求熔透的對接及連接焊縫必須熔透，當未給出貼角尺寸時一般宜≥1.5(t)1/2考慮取值，t為兩焊件中較厚焊件的厚度。鋼箱梁的腹板相互間連接焊縫均為熔透焊縫，必須采用熔敷金屬量少、焊后變形小的坡口。

3.2 現(xiàn)場測量放樣及場地平整

測量放樣主要包含的是墩柱的結構線和中心線兩部分，嚴格控制邊緣的位置，以中心線尺寸為基準，產生的偏差不可超過10 mm；做好施工前的清理工作，將樁頂殘留的混凝土處理干凈。應整理施工現(xiàn)場及周邊的場地，創(chuàng)造充足的空間并硬化以滿足大型起吊設備作業(yè)要求，并在現(xiàn)場拉起警戒線，實現(xiàn)有效的防護。

3.3 鋼箱梁拼裝

由于匝道鋼箱梁跨越主線，跨徑都在40 m以上，運輸?shù)浆F(xiàn)場的鋼箱梁分段需要在現(xiàn)場兩兩拼裝焊接成大節(jié)段再吊裝?，F(xiàn)場拼長、寬、焊接分段，只需在現(xiàn)場設3個1 m高的簡單支墩，將分段按成橋線型拼裝、焊接。焊接完成24 h后進行焊縫無損檢測，焊縫檢測合格后對焊縫處進行防腐涂裝。大型吊裝設備(650 t履帶吊)進場準備吊裝。

3.4 無支架吊裝

第一段長度必須長于橋墩間跨徑，超出橋墩長度控制在跨徑的1/5至1/4，第二段無支架吊裝工藝，利用鋼箱梁環(huán)形接頭的錯縫設計，以腹板接口為基準，第一段接頭處頂板縮短40 cm，U肋縮短20 cm，底板伸長40 cm，U肋伸長20 cm，第二段與第一段接口處頂板伸長40 cm，U肋伸長20 cm，底板縮短40 cm，U肋伸長20 cm，吊車吊裝時再加設臨時定位板的形式將兩段鋼箱梁接頭錨固，實現(xiàn)中間無支架安裝，并且利用吊車不完全卸載預留1/2荷載保險情況下，在接口處增加人員、設備快速焊接，在中腹板及頂、底板第一層焊接完成后吊車可完全卸載松鉤。圖1為無支架吊裝示意圖。

圖1 無支架吊裝示意圖

以蘇州中環(huán)北線二期工程配套項目鋼箱梁吊裝為案例，每次鋼箱梁吊裝從凌晨0點開始交通管制，6點開放交通，管制6 h。每次鋼箱梁吊裝就位1.5 h，接口處高空焊接4.5 h，然后吊車卸載松鉤移走。前后共管制了10次，完成了所有跨主線和跨既有匝道鋼箱梁的安裝。大大縮短了設計圖紙原頂推方案的安裝周期，且節(jié)約了人工及支架成本。

4 橋梁無支架施工發(fā)展趨勢

1)構件大規(guī)格化。城市化進程中橋梁建設規(guī)模逐步擴大，全互通匝道橋越來越多，施工要求越來越高，無支架施工法在實際應用中各類構件也在不斷升級?，F(xiàn)階段，鋼箱梁表現(xiàn)出大規(guī)格化的特點，其優(yōu)勢在于減少了支架現(xiàn)澆箱梁，施工效率得以提高[3]。

2)模塊化及標準化。市政橋梁所處環(huán)境較為特殊，結構形式錯綜復雜，若要合理應用無支架施工法，重要前提便是提高施工作業(yè)的模塊化及標準化水平，在具備此特征后，無支架法的應用范圍將隨之擴寬。

3)更加經濟及環(huán)保。基于無支架施工法的應用可有效提高施工效率，解決了傳統(tǒng)方式下人工、機械設備、支架材料投入過多的問題，施工成本降低，并減少對周邊環(huán)境的干擾，可實現(xiàn)文明施工。且現(xiàn)階段部分新型環(huán)保復合材料也被應用于城市橋梁建設中，為實現(xiàn)綠色環(huán)保的施工目標提供了重要支持。可以預見的是，無支架法施工在未來將取得更好的發(fā)展。

5 結束語

無支架法施工工藝是在現(xiàn)代化工程理念下衍生出的全新橋梁施工技術，其具有效率高、質量好、成本低等多重優(yōu)勢，綜合效益良好，值得被應用于橋梁建設領域，工程人員也應持續(xù)深入探討，提高其應用水平。

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