王天榮

（中建隧道建設(shè)有限公司，重慶 404100）

1 引言

本工程為某市繞城改線工程上跨石太鐵路橋梁，孔跨布置形式：（1×40 m 簡支T 梁+2×100 m 轉(zhuǎn)體鋼箱梁T 構(gòu)）；本橋平面位于圓曲線和直線上，跨鐵路孔的孔跨設(shè)計(jì)為2×100 m轉(zhuǎn)體T 構(gòu)，按整幅設(shè)計(jì)，橋面寬度24.5 m。轉(zhuǎn)體橋范圍內(nèi)線位處于直線和圓曲線上。先沿鐵路線搭設(shè)臨時(shí)支架拼裝焊接T構(gòu)鋼箱梁，完成后逆時(shí)針轉(zhuǎn)體54°就位，轉(zhuǎn)體質(zhì)量9 050 t。本文結(jié)合該轉(zhuǎn)體橋工程特點(diǎn)分析了鋼箱梁制作施工要點(diǎn)。

2 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁制作施工工藝分析

本轉(zhuǎn)體橋工程的鋼箱梁采用的是全焊結(jié)構(gòu)形式，這使得成品焊縫較為密集，且殘余應(yīng)力較大，容易出現(xiàn)焊接變形等質(zhì)量缺陷。為保證鋼箱梁制作加工質(zhì)量，提高制造加工的效率，在鋼箱梁的制造中采用了在車間生產(chǎn)零件及板單元，并在車間外利用連續(xù)整體胎架完成板單元及各零部件拼接的制作加工方式。根據(jù)該轉(zhuǎn)體橋的施工特點(diǎn)，在本次鋼箱梁的制作加工中加強(qiáng)對(duì)箱形基本組成部件板單元加工的幾何形狀、尺寸規(guī)格和組裝精度的控制，為鋼箱梁整體制作質(zhì)量控制奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)確控制箱形隔板周邊幾何尺寸、相鄰邊夾角的控制以及縱向加勁肋缺口位置精度，箱型隔板的加工精度將直接關(guān)系到箱形的組裝精度[1]。在鋼箱梁的焊接施工時(shí)則應(yīng)合理選擇焊接方法以及焊接工藝流程，并重點(diǎn)控制對(duì)腹板與頂、底板焊縫及拼接焊縫等主要傳力焊縫的焊接施工質(zhì)量，確保鋼箱梁的幾何精度以及焊接質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。此外，還應(yīng)準(zhǔn)確控制整體胎架各點(diǎn)標(biāo)高和鋼箱梁線形精度，以保證成品制作質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁制作節(jié)段劃分分析

在劃分轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁制作節(jié)段時(shí)，應(yīng)以保證鋼結(jié)構(gòu)整體性為原則，結(jié)合制作工廠現(xiàn)有制作加工技術(shù)水平、鋼箱梁連接和接口錯(cuò)開尺寸要求、起重設(shè)備的起重能力、鋼箱梁成品運(yùn)輸要求、施工現(xiàn)場(chǎng)工況條件等各種因素科學(xué)劃分各聯(lián)鋼箱梁節(jié)段，為鋼箱梁線形控制創(chuàng)造有利條件。同時(shí)，鋼箱梁節(jié)段的劃分還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，盡量減少拼接段數(shù)量以及臨時(shí)支護(hù)安裝數(shù)量。在劃分鋼箱梁制作階段時(shí)應(yīng)設(shè)置單向以及雙向胎架拼裝分段，以防止鋼箱梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)永久變形等問題。且胎架剛度應(yīng)滿足制作加工要求，其還應(yīng)具備對(duì)鋼結(jié)構(gòu)水平以及預(yù)拱度進(jìn)行校正的功能，以便于在完成各節(jié)分段組裝后開展復(fù)測(cè)調(diào)整工作。在完成鋼箱梁制作節(jié)段的劃分后，應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)記所有分段的零部件。

4 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁廠內(nèi)制作技術(shù)分析

在加工制作轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁零部件上應(yīng)先對(duì)原材料進(jìn)行拋丸除銹處理，再按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下料切割。在拼裝分段前，應(yīng)根據(jù)鋼材規(guī)格合理確定主要受力構(gòu)件拼縫位置。通常不得在箱梁面板跨中以及墩頂處設(shè)置橫橋向拼縫，且在腹板在高度方向不得采用拼接方式，而應(yīng)采用整板。在拼裝時(shí)應(yīng)盡量錯(cuò)開拼縫，以防止出現(xiàn)通縫現(xiàn)象，影響鋼箱梁整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[2]，如圖1、圖2 所示。如受運(yùn)輸條件限制需要采用分段運(yùn)輸方式時(shí)，應(yīng)錯(cuò)開設(shè)置底板、頂板以及腹板接縫，且應(yīng)保證其不重合于前后分段節(jié)段錯(cuò)開處。制作鋼梁時(shí)應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)體橋設(shè)計(jì)線形和曲線合理設(shè)置預(yù)拱度，且應(yīng)根據(jù)二次拋物線確定梁跨中起拱曲線。在對(duì)鋼箱梁分段進(jìn)行拼裝時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行廠內(nèi)試拼裝，以保證轉(zhuǎn)體橋的施工進(jìn)度。在試拼裝時(shí)應(yīng)分別進(jìn)行橫縱向試拼，以確保所有構(gòu)件以及分段均能夠與相鄰構(gòu)件和分段有效銜接。在焊接鋼箱梁時(shí)，應(yīng)對(duì)焊材進(jìn)行逐批抽樣復(fù)驗(yàn)，確認(rèn)其機(jī)械性能、化學(xué)成分均符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后才能使用，且應(yīng)詳細(xì)記錄復(fù)驗(yàn)檢查數(shù)據(jù)。在鋼箱梁節(jié)段拼裝施工時(shí)，為防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形問題，應(yīng)科學(xué)選擇焊接技術(shù)方法以及工藝流程，通過焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，以盡量減小鋼箱梁構(gòu)件以及分段組裝焊接收縮變形，且應(yīng)合理控制應(yīng)焊接約束應(yīng)力。如必須在有較大拘束狀態(tài)下施焊時(shí)，應(yīng)采用連續(xù)施焊方式。同時(shí)，在焊接構(gòu)件前，應(yīng)合理設(shè)置收縮余量以及反變形。在完成焊接作業(yè)后，應(yīng)采用無損檢驗(yàn)方式對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。在本次鋼箱梁制作施工中分別采用了超聲波探傷以及射線探傷技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，且在射線探傷時(shí)面板、底板以及腹板焊縫條應(yīng)達(dá)到焊縫對(duì)接焊縫長度的10%以上。在探傷檢測(cè)合格后就可以對(duì)鋼箱梁進(jìn)行涂裝施工了。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)范以及工藝流程，準(zhǔn)確控制涂層厚度，保證涂裝施工質(zhì)量。

圖1 分段節(jié)段錯(cuò)縫示意圖

圖2 箱體節(jié)段頂、腹、底板錯(cuò)縫示意

5 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁運(yùn)輸分析

在運(yùn)輸轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁時(shí)應(yīng)科學(xué)規(guī)劃運(yùn)輸路線，合理選擇運(yùn)載方式以及運(yùn)載設(shè)備，并要做好成品保護(hù)措施。下胎前應(yīng)用角鋼或槽鋼對(duì)鋼箱梁開口箱等相對(duì)薄弱設(shè)置臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，且臨時(shí)支護(hù)應(yīng)設(shè)置成三角形體系，以提高支護(hù)的穩(wěn)定性，防止鋼箱梁構(gòu)件出現(xiàn)變形損壞等問題。且應(yīng)根據(jù)每段箱梁的長度、重量、結(jié)構(gòu)形式，在箱梁的隔板、筋板部位等合理布置支點(diǎn)，改善受力情況，減小箱梁變形。且應(yīng)將紙板或膠皮墊設(shè)于鋼箱梁支承點(diǎn)處，以避免損傷油漆涂層。同時(shí)，應(yīng)在安裝前對(duì)臨時(shí)加固焊點(diǎn)進(jìn)行打磨和刷油處理，并將膠皮設(shè)置在封車鋼絲繩接觸鋼箱梁主梁處。裝車時(shí)應(yīng)平穩(wěn)擺放鋼構(gòu)件，并將方木設(shè)置于構(gòu)件和車板間，避免運(yùn)輸過程中構(gòu)件出現(xiàn)變形情況。裝車后應(yīng)將鋼箱梁捆扎緊固，且在運(yùn)輸過程中應(yīng)隨時(shí)注意檢查倒鏈的松緊度，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)及時(shí)緊固。在運(yùn)輸時(shí)應(yīng)均勻行駛，并嚴(yán)格控制車速，不得拐死彎或者小彎，以保證運(yùn)輸安全。

6 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁安裝施工分析

6.1 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁安裝工藝

當(dāng)鋼箱梁驗(yàn)收出廠并運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)臨時(shí)支架以便進(jìn)行高空拼裝以及定位焊接作業(yè)。在對(duì)焊縫打磨處理后應(yīng)探傷檢測(cè)，檢測(cè)合格還要補(bǔ)涂油漆。在鋼箱梁吊裝焊接質(zhì)量驗(yàn)收合格后應(yīng)將臨時(shí)支架拆除。

6.2 合理劃分轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁安裝節(jié)段

由于該轉(zhuǎn)體橋工程的鋼箱梁構(gòu)件的自重及形體較大，因此，在劃分節(jié)段時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，并綜合考慮鋼梁各分段結(jié)構(gòu)形式和跨度、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸路轉(zhuǎn)彎半徑和寬度以及臨時(shí)支架基礎(chǔ)位置等因素，確保節(jié)段單件重量和外形尺寸科學(xué)合理。在該轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁的安裝施工中，沿鋼箱梁縱向劃分為18 個(gè)大段，橫向劃分為挑臂單元2 個(gè)以及箱室5 個(gè)。同時(shí)，根據(jù)該轉(zhuǎn)體橋特點(diǎn)，采用U 形肋螺栓連接分段位置，而其余箱梁連接則采用焊接方式。吊裝順序可參見圖3。

圖3 鋼箱梁吊裝順序示意圖

6.3 合理選擇吊車吊耳等吊具

根據(jù)該轉(zhuǎn)體橋施工現(xiàn)場(chǎng)地面承載能力以及鋼箱梁構(gòu)件重量、吊裝高度等要素，配置280 t 履帶吊2 臺(tái)以及50 t 汽車吊配合2 臺(tái)。同時(shí)，根據(jù)母材力學(xué)性能合理選擇吊耳所用材料以及吊耳的焊接用輔材。

6.4 轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁吊裝施工分析

在吊車進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)詳細(xì)檢查整車質(zhì)量，且應(yīng)保證所有相關(guān)文件資料完整準(zhǔn)確。同時(shí)，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整，并采用鋪設(shè)道木以及路基箱等方式對(duì)施工道路進(jìn)行加固處理，確保施工現(xiàn)場(chǎng)道路平整堅(jiān)實(shí)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)地基及道路承載能力達(dá)到要求后，吊車才能進(jìn)場(chǎng)。

6.4.1 安裝吊耳

在吊裝鋼梁段時(shí)，應(yīng)在每節(jié)段鋼梁上設(shè)置吊耳4 個(gè)，一般應(yīng)選擇梁段兩端約1/3 處橫梁或橫隔板正上方設(shè)置吊點(diǎn)。在焊接吊耳施工時(shí)應(yīng)結(jié)合吊裝物體的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的焊接方法，并合理控制焊腳尺寸，并應(yīng)通過數(shù)控割孔方式加工吊耳孔眼，且應(yīng)打磨光滑并呈圓弧倒角，防止對(duì)索具造成損壞。安裝吊耳時(shí)按照受力方向確定設(shè)置方向，且以吊裝構(gòu)件重心為中心對(duì)稱布置吊耳，以確保構(gòu)件吊裝平穩(wěn)安全。

6.4.2 吊裝前準(zhǔn)備

在轉(zhuǎn)體橋土建工程完成后，應(yīng)詳細(xì)檢查基礎(chǔ)實(shí)物施工質(zhì)量，確保基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)相一致。同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)道路強(qiáng)度能夠滿足箱型梁構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝設(shè)備的通行要求，基礎(chǔ)周圍完成回填施工。施工單位應(yīng)對(duì)軸線控制點(diǎn)和標(biāo)高等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保施工完成部分的土建基礎(chǔ)標(biāo)高、軸線、柱距、跨距等均符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)詳細(xì)記錄復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)。施工單位在吊裝前應(yīng)檢驗(yàn)鋼箱梁構(gòu)件外觀以及質(zhì)量性能，并應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況復(fù)核施工圖紙，做好技術(shù)交底工作，確保施工人員能夠熟練準(zhǔn)確地掌握各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)以及操作規(guī)范。

6.4.3 吊裝鋼箱梁

在吊裝轉(zhuǎn)體鋼箱梁施工時(shí)，應(yīng)首先搭設(shè)臨時(shí)支架，然后將中墩位置S0 段錨固段箱梁吊裝到位并澆筑混凝土。當(dāng)混凝土澆筑完成并符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，再進(jìn)行S0 段上半段鋼箱梁的吊裝作業(yè)，且應(yīng)將臨時(shí)連接板分別設(shè)置于上下分段處，以便進(jìn)行臨時(shí)固定安裝。當(dāng)中墩S0 段鋼箱梁完成吊裝施工后，才能向東西兩側(cè)依次吊裝S1 至S6 段。其中，S1 段的橫向吊裝應(yīng)按照從南向北順序依次安裝就位。

6.4.4 鋼箱梁工地施焊

在該轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁的焊接施工中采取了同時(shí)多點(diǎn)施焊方式處理縱向焊縫，并根據(jù)縱向焊縫長度確定起焊點(diǎn)數(shù)量，起焊點(diǎn)間距則控制在4 m 左右。在對(duì)接鋼箱梁梁段頂和底板時(shí)應(yīng)在將底板焊接就位后再進(jìn)行頂板的焊接作業(yè)，且應(yīng)通過二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝處理頂?shù)装搴缚p，同時(shí)，將陶質(zhì)鋼襯貼墊在反面，以確保單面焊雙面成型。而在焊接U 形肋施工時(shí)則可以同時(shí)進(jìn)行U 形肋嵌補(bǔ)段施工，先焊接對(duì)接縫，然后再焊接角焊縫。在焊接U 形肋時(shí)應(yīng)雜立焊部位焊接完畢后再進(jìn)行平焊部位的施焊作業(yè)。U 形肋的嵌對(duì)接也應(yīng)選擇采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，反面鋼襯墊，單面焊雙面成型。在對(duì)加勁肋進(jìn)行嵌補(bǔ)焊施工時(shí)，應(yīng)由先焊接對(duì)接加勁肋，然后，再焊接底板位置以及加勁肋的角焊縫。加勁肋的嵌對(duì)接也應(yīng)選擇二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝進(jìn)行施焊。

7 結(jié)語

在轉(zhuǎn)體橋施工過程中，應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)體橋特點(diǎn)準(zhǔn)確把握鋼箱梁制作要點(diǎn)，確保鋼箱梁制作加工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)科學(xué)規(guī)劃鋼箱梁運(yùn)輸路線，做好成品保護(hù)工作，并根據(jù)吊裝施工的實(shí)際需要合理配置吊具，提高鋼箱梁吊裝施工作業(yè)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化程度，保證轉(zhuǎn)體橋鋼箱梁吊裝施工的質(zhì)量安全。