樊俊亮

（甘肅省公路建設(shè)管理集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

史家山互通立交樞紐位于甘肅慶陽(yáng)市慶城縣境內(nèi)，該立交樞紐是甘肅省在建規(guī)模最大的互通式立交橋，也是銀百高速甜永段全線控制性工程之一，由1座主線橋、13座匝道橋和2座拼寬橋構(gòu)成。其中D匝道橋第5-7聯(lián)采用小半徑曲線鋼箱梁結(jié)構(gòu)，在架設(shè)施工中面臨高空跨線施工、路線與谷底高差較大、場(chǎng)地設(shè)備要求高、架橋機(jī)移動(dòng)困難等一系列問(wèn)題。本文以銀百高速（G69）甜永段史家山互通立交小半徑曲線鋼箱梁橋施工為例，介紹小半徑曲線鋼箱梁橋跨線的制作、架設(shè)過(guò)程中的線型控制技術(shù)，為同類型工程結(jié)構(gòu)的施工提供參考。

1 鋼箱梁制作與安裝

1.1 鋼箱梁場(chǎng)內(nèi)制作

（1）放樣。

利用相關(guān)軟件繪制出箱梁各構(gòu)件詳圖，精確放樣箱梁各構(gòu)件，對(duì)部分復(fù)雜部位需進(jìn)行立體放樣，作為數(shù)控編程和下料套料圖的控制依據(jù)。

（2）號(hào)料及下料。

嚴(yán)格按工藝套料圖進(jìn)行。校平直所使用的板件，保證其斷面光滑均順，邊緣無(wú)飛刺、掛渣；宜冷矯矯正相關(guān)零件，矯正后其表面無(wú)明顯的損傷和凹痕。當(dāng)必須采用熱矯時(shí)，控制其溫度在600～800℃，在降至室溫前不得錘擊鋼材。彎曲后零件不得產(chǎn)生裂紋。矯正時(shí)環(huán)境溫度不宜低于-12℃[1]。

（3）典型零部件加工。

典型零部件加工包括頂板單元、橫隔板單元、懸挑板單元，由頂板和板單元焊接組成。板單元焊接后的矯正要求如下：冷矯時(shí)，其環(huán)境溫度應(yīng)高于5℃，在矯正過(guò)程中應(yīng)緩慢加力，矯正完成后總變形量應(yīng)小于變形部位初始長(zhǎng)度的2%；熱矯時(shí)，不宜在同一部位多次重復(fù)加熱，加熱溫度應(yīng)控制在600～800℃，不允許過(guò)燒。

（4）拼裝胎架制作。

拼裝梁段胎架根據(jù)梁段的重量、結(jié)構(gòu)位置、投影水平弧形外輪廓、梁段制造預(yù)變形及鋼箱梁設(shè)計(jì)圓弧豎曲線等因素進(jìn)行胎架的設(shè)計(jì)和制造，保證胎架有足夠的剛度[2]。

（5）鋼箱梁組裝流程。

在組裝前綜合考慮焊接順序和方法對(duì)梁段組裝焊接變形的影響，制定梁段組裝程序。一般總拼步驟為：底板→橫隔板→腹板→頂板→懸挑單元。

1.2 鋼管樁臨時(shí)支架施工

1.2.1 鋼管樁施工

打樁工作開(kāi)始前，首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量放線，定位鋼管樁位置，然后利用打樁機(jī)用振動(dòng)錘在設(shè)計(jì)位置精確對(duì)位后將鋼管樁插打至設(shè)計(jì)深度，打入深度根據(jù)橋梁永久樁基施工時(shí)記錄的入巖標(biāo)高參數(shù)和現(xiàn)有原地面標(biāo)高確定。鋼管樁施工時(shí)外露高度控制在80cm左右，以方便進(jìn)行與臨時(shí)支架立柱的焊接作業(yè)[3]。

為驗(yàn)證鋼管樁單樁承載力，項(xiàng)目部組織進(jìn)行了單樁承載力試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)在D匝道15號(hào)墩旁打入一根試驗(yàn)樁，試驗(yàn)樁打入深度5m，另在試驗(yàn)樁兩側(cè)打入兩根支撐樁用來(lái)做反力架。反力架分配梁采用I40工字鋼焊接，頂部放置配重塊，配重塊單塊尺寸3m×1m×0.8m，每塊重3t，共放置20塊，配重60t，試驗(yàn)用千斤頂為300T液壓頂，其線性回歸方程為y=0.0172x+0.947（y為油表讀數(shù)，x為對(duì)應(yīng)力值，換算x=58.1395y-5.5058），通過(guò)試驗(yàn)得出相關(guān)數(shù)據(jù)如表1。

表1 單樁承載力試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，單樁承載力滿足方案計(jì)算書中單樁最大受力634kN的要求。

1.2.2臨時(shí)支架施工

臨時(shí)支架尺寸為4m×11m，立柱使用609mm×16mm的鋼管，立柱間連接采用法蘭盤。臨時(shí)支架搭設(shè)高度根據(jù)施工完的鋼管樁樁頂標(biāo)高和臨時(shí)支架頂部的標(biāo)高計(jì)算確定，臨時(shí)支架立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為6m，立柱與鋼管樁連接的第一節(jié)在地面焊接成格構(gòu)形式后整體吊裝安裝，立柱與鋼管樁對(duì)中后進(jìn)行焊接連接，從第一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)立柱頂部往下和底部往上各1m焊接一道水平縱橫向連接以增加穩(wěn)定性，同時(shí)頂部往下1m處的縱橫向連接作為下一節(jié)立柱安裝時(shí)的作業(yè)平臺(tái)擺放位置,剩余上部立柱隨著高度的增加,安裝時(shí)每3根立柱焊接成一組進(jìn)行安裝，不可再整體6根立柱吊裝,每組安裝加固牢固且垂直度符合要求后再進(jìn)行縱向兩組之間的連接。

臨時(shí)支架頂部主橫梁采用雙拼I40b工字鋼，主橫梁長(zhǎng)度15m，主橫梁與臨時(shí)支架立柱頂部法蘭盤進(jìn)行焊接固定，主橫梁上每隔1m放置縱向雙拼I40工字鋼，與主橫梁焊接固定，作為架橋機(jī)1#柱橫梁的放置平臺(tái)，工字鋼間空隙鋪設(shè)用I10和花紋鋼板制作的平臺(tái)保證施工安全。

臨時(shí)支架與混凝土墩間通過(guò)16#槽鋼在高度方向每隔6m連接一道，使臨時(shí)支架整體剛度及穩(wěn)定性得以提高。支架搭設(shè)完成后,使用前要組織進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一工序施工。

1.3 鋼箱梁場(chǎng)外架設(shè)

1.3.1 架橋機(jī)選型

為滿足小半徑曲線鋼箱梁的架設(shè)要求，采用架橋機(jī)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)包括常規(guī)架橋機(jī)主梁，前、中、后支腿裝置以及設(shè)置于沿橫橋向方向的中支腿橫移軌道,通過(guò)中支腿滑動(dòng)塊將中支腿裝置底部安裝在中支腿橫移軌道上,中支腿橫移軌道設(shè)置與橫橋方向構(gòu)成一定傾角。通過(guò)中支腿橫移軌道上的中支腿滑動(dòng)塊的移動(dòng)，移動(dòng)架橋機(jī)主梁的梁尾，即可調(diào)整架橋機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。以前支腿為圓心，以鋼箱梁上表面為平面，如果調(diào)整中支腿坡度為0，則鋼箱梁進(jìn)行左右方向的旋轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)的水平左右旋轉(zhuǎn)；調(diào)整中支腿坡度不為0，則鋼箱梁左右方向的旋轉(zhuǎn)，會(huì)使鋼箱梁前后端高程也會(huì)變化，從而通過(guò)架橋機(jī)角度的調(diào)整實(shí)現(xiàn)鋼箱梁架設(shè)姿態(tài)的調(diào)整，滿足小半徑曲線鋼箱梁的姿態(tài)要求[4]。

1.3.2 施工前準(zhǔn)備

依據(jù)選定的鋼箱梁架設(shè)施工方案，對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼箱梁的節(jié)段劃分，根據(jù)架橋機(jī)架設(shè)的特殊性對(duì)原設(shè)計(jì)圖節(jié)段劃分進(jìn)行優(yōu)化然后報(bào)設(shè)計(jì)院進(jìn)行確認(rèn)。D匝道鋼箱梁主箱共分為3個(gè)架設(shè)段，內(nèi)外弧翼緣板各3個(gè)架設(shè)段，總計(jì)9個(gè)架設(shè)段。根據(jù)鋼箱梁節(jié)段劃分等參數(shù)選用50m-180t架橋機(jī)架設(shè)，架橋機(jī)主析梁中心距6.3m，架橋機(jī)總長(zhǎng)65.5m，50m-180t架橋機(jī)最小適應(yīng)架設(shè)曲線半徑為200m，現(xiàn)場(chǎng)施工通過(guò)在混凝土墩大里程側(cè)搭設(shè)臨時(shí)支架調(diào)整曲線半徑以滿足架橋機(jī)工作條件，調(diào)整后架橋機(jī)工作半徑為225m，大于200m，可滿足施工需要。

1.3.3 架橋機(jī)過(guò)孔

步驟1：過(guò)孔前支設(shè)好1#柱、輔助支腿、3#柱，調(diào)整2#柱橫移軌道使其大致與架設(shè)完的梁前端平行，保證1#柱調(diào)整后2#柱軌道與其平行，主梁前移時(shí)不會(huì)別勁，保證順利前移；

步驟2：架橋機(jī)主梁后退，使其0#柱退到臨時(shí)支架平臺(tái)或混凝土梁面上，0#柱支墊牢固；

步驟3：驗(yàn)收架橋機(jī)主要構(gòu)件；

步驟4：調(diào)整1#柱使其與已架設(shè)完的鋼箱梁或混凝土梁端頭平行，架橋機(jī)準(zhǔn)備正常過(guò)孔；

步驟5：架橋機(jī)主梁正常前移，當(dāng)3#柱到達(dá)2#柱2m位置處時(shí)停止主梁前移;

步驟6：調(diào)整2#柱，擺放2#柱橫移軌道使其到達(dá)跨中位置處（邊移動(dòng)邊調(diào)整)，調(diào)整到工況模擬時(shí)確定的旋轉(zhuǎn)角度；

步驟7：架橋機(jī)主梁向前繼續(xù)過(guò)孔，使其0#柱到達(dá)臨時(shí)支架平臺(tái)上(前移主梁需要配重，用預(yù)制混凝土塊或已架設(shè)的鋼箱梁自身做配重)，支墊0#柱，3#柱；

步驟8：移動(dòng)2#柱到墩頂滿足架設(shè)鋼箱梁的位置處(如1次移動(dòng)不到加高橫梁上，要臨時(shí)支墊2#柱橫移軌道在加高橫梁附近，然后再進(jìn)行頂升主梁放置到位)；

步驟9：驗(yàn)收此狀態(tài)下的架橋機(jī)主要構(gòu)件；

步驟10：移動(dòng)1#柱到達(dá)臨時(shí)支架平臺(tái)上，1#柱支墊牢固。架橋機(jī)過(guò)孔基本完成，開(kāi)始下一階段調(diào)整;

步驟11：進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。1#柱橫移軌道在臨時(shí)支架上支墊完成后，通過(guò)輔助支腿和3#柱支撐頂升架橋機(jī)主梁，將2#柱及其橫移軌道移動(dòng)到梁面上標(biāo)識(shí)的最終架梁狀態(tài)的位置線處，支墊時(shí)調(diào)整好架橋機(jī)前后主梁的相對(duì)高差，保證架橋機(jī)前端高于后端，確保架梁時(shí)整機(jī)安全。同時(shí)根據(jù)工況模擬將左右兩側(cè)主箱梁段架設(shè)時(shí)架橋機(jī)2#柱輪箱橫移位置在軌道上標(biāo)識(shí)出來(lái)，在架設(shè)過(guò)程中按此控制。姿態(tài)調(diào)整完成后組織進(jìn)行架橋機(jī)的聯(lián)合驗(yàn)收，確保在架梁前消除相關(guān)隱患。

1.3.4 主箱梁段架設(shè)前準(zhǔn)備

主箱梁段架設(shè)順序?yàn)?先外弧梁段→再中間梁段→后內(nèi)弧梁段。

架設(shè)之前根據(jù)安裝完的支座和蓋梁、臨時(shí)支架頂面的相對(duì)高差，計(jì)算出梁段架設(shè)時(shí)需要的臨時(shí)支座高度，然后制作好臨時(shí)支座，提前放置相應(yīng)位置，然后將支座楔形鋼板安裝后與支座焊接固定。

根據(jù)支座中心線距擋塊的距離,計(jì)算出梁段架設(shè)后外側(cè)腹板距擋塊的距離，然后用鋼板制作后焊接在主箱支座對(duì)應(yīng)的腹板位置處作為限位板,架設(shè)時(shí)限位板頂緊擋塊，可保證梁段不會(huì)偏位。

提前準(zhǔn)備好50T立式油壓千斤頂調(diào)整梁段高度；32T千斤頂及配套頂拉架作為相鄰兩梁段拼縫及高差的調(diào)整；足夠數(shù)量的碼板及二保焊接進(jìn)行梁段的固定連接。

1.3.5 主箱梁段架設(shè)

運(yùn)梁車喂梁后，將吊裝單元塊的一頭移到架橋機(jī)尾部的前天車下，由前天車吊起該單元塊的一頭，另一頭仍然支撐在主動(dòng)炮車上。前天車和主動(dòng)炮車同步進(jìn)行喂梁，直到該梁段的另一頭走到后天車下，由后天車吊起單元塊的另一頭后，2臺(tái)天車同步將該單元塊運(yùn)輸?shù)酱軜蛄旱奈恢谩Ｍㄟ^(guò)架橋機(jī)和起重天車的起升、下降、橫移和縱移將主箱梁段擺放到相應(yīng)位置，然后用臨時(shí)支座作為支撐，用32T千斤頂及配套頂拉架調(diào)整相鄰兩梁段拼縫及高差，調(diào)整完成后及時(shí)采用碼板焊接固定[5]。

1.3.6 主箱縱橫梁焊縫焊接

焊縫焊接采用單面焊接雙面成型工藝,焊接前在焊縫底面或焊接對(duì)面粘貼陶瓷襯墊,焊接時(shí)做好箱室內(nèi)通風(fēng)和有害氣體的檢測(cè),確保焊接作業(yè)過(guò)程人員安全。

1.3.7 翼緣板架設(shè)及焊接

翼緣板架設(shè)采用在架橋機(jī)主析梁上安裝I45b工字鋼橫梁，人工配合使用5T手拉手推單軌行車和5T倒鏈進(jìn)行橫向滑移架設(shè)，架設(shè)前先用架橋機(jī)將翼緣板提放到相應(yīng)位置，然后再進(jìn)行人工提升滑移安裝。

翼緣板安裝時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所給橋面橫坡進(jìn)行板面橫坡和梁面寬度的調(diào)整，通過(guò)測(cè)量相對(duì)高差確定翼緣板的橫坡，安裝后及時(shí)用碼板進(jìn)行固定，同時(shí)每塊翼緣板縱向與主箱梁焊接連接不少于3處，每處焊縫長(zhǎng)度不小于50cm。

翼緣板與主箱腹板連接處的焊縫焊接時(shí)采用16#槽鋼加工制作作業(yè)平臺(tái)，作業(yè)平臺(tái)在梁頂面安裝4個(gè)行走滑輪，作業(yè)平臺(tái)作業(yè)時(shí)在其頂部配重確保安全。

1.3.8 焊縫探傷檢測(cè)

焊縫焊接完成后及時(shí)安排進(jìn)行打磨處理,自檢合格后報(bào)第三方進(jìn)行探傷檢測(cè)，探傷合格后進(jìn)行下一跨施工。

1.3.9 墩頂橫梁內(nèi)壓重混凝土澆筑

每一聯(lián)架設(shè)完成后，將墩頂橫梁內(nèi)清理干凈，采用汽車泵澆筑混凝土，澆筑時(shí)使軟管剛好能從灌注孔伸入，直接泵送入倉(cāng)。

混凝土施工分層澆筑，分層厚度按30cm控制，采用插入式振搗棒振搗，振搗時(shí)嚴(yán)禁碰撞到箱梁，振搗時(shí)逐點(diǎn)移動(dòng)，按順序進(jìn)行，不得漏振。澆筑過(guò)程中還應(yīng)注意箱梁、支座，如有位移、變形、沉降等應(yīng)立即校正并加固。

混凝土澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)生,且保證水化熱充分釋放后再進(jìn)行灌注孔的封閉，封閉用鋼板材質(zhì)及規(guī)格同母板，剖口全熔透焊接。

2 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用于甜永高速12標(biāo)史家山樞紐互通立交D匝道橋第5-7聯(lián)施工中的鋼箱梁架設(shè)方法，通過(guò)設(shè)置中支腿橫移軌道達(dá)到調(diào)整架橋機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的目的，從而滿足小半徑曲線架設(shè)鋼箱梁要求，既有效地解決鋼箱梁在小曲線半徑下的架設(shè)問(wèn)題，又解決了要求橫坡和縱坡的鋼箱梁拼裝的難題。同時(shí)相較于普通的搭設(shè)支架架設(shè)鋼箱梁，施工工藝簡(jiǎn)單，工藝新穎、安全可靠，加快施工進(jìn)度，不占用橋下凈空，達(dá)到降低成本、降低安全隱患、減小對(duì)橋下既有線運(yùn)營(yíng)影響的目的，適用于高墩條件下小半徑曲線鋼箱梁架設(shè)。