金金華
(寧波高專建設(shè)監(jiān)理有限公司,浙江 寧波 315000)
鋼箱梁是大跨連續(xù)組合梁中的重要組成部分,為保證施工安全、優(yōu)質(zhì)和高效,需要采取有效的技術(shù)措施。因此,有必要結(jié)合實際工程項目,對大跨連續(xù)組合梁橋鋼箱梁施工技術(shù)應(yīng)用進行分析,以推動路橋建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展。
某道路工程項目采用“高架主線+輔道”形式,道路全長11235m。其中主線道路為城市快速路,設(shè)計車速為80km/h,雙向6 車道;輔助道路為城市主干道,設(shè)計車速為50km/h。施工內(nèi)容包括主線高架橋36~39#橋墩連續(xù)鋼箱梁安裝施工。主線高架橋基本信息如表1 所示。鋼箱梁頂寬25.2m,懸臂外挑2.65m,單箱室寬4.95~5m,外腹板斜置比例1∶0.25,鋼箱梁底寬隨外形變化。
表1 主線高架橋基本信息
在該工程項目中,鋼結(jié)構(gòu)施工采用臨時承重支撐,梁段分段吊裝就位。將鋼箱梁沿縱向分為10 段主梁+2 個端橫梁,在縱向分段區(qū)域設(shè)置1 組臨時支撐,整個大跨連續(xù)組合梁橋共有11 組臨時支撐,臨時支撐截面與布置間距相同。臨時支撐構(gòu)造包括4 榀2×2(m)格構(gòu)柱、雙拼HN400×200 頂部分配梁及HW200×200 調(diào)節(jié)柱等,在臨時支撐的下部設(shè)置4 組混凝土擴大基礎(chǔ),以保證臨時支撐的穩(wěn)定性與安全性。其中格構(gòu)柱與分配梁、調(diào)節(jié)柱采用焊接方式進行連接。
2.2.1 臨時支撐安裝
首先,進行臨時支撐地面基礎(chǔ)施工前,需要進行混凝土澆筑,待混凝土強度符合支撐要求后,進行上部臨時支撐施工[1]。其次,將預(yù)制構(gòu)件拼裝成格構(gòu)柱,進行整體安裝。在安裝過程中,使用50t 汽車吊將整個上部臨時支撐吊裝到位并進行連接。最后,安裝完成后,進行驗收,確保驗收合格再進行上部鋼箱梁吊裝施工。
2.2.2 臨時支撐拆除
完成構(gòu)件卸載后,需要對臨時支撐進行拆除,拆除過程按照從上至下的順序進行。
首先,進行落架處理,按照先中間后兩邊方式進行落架。在落架過程中,需要采用逐步切除調(diào)節(jié)段的方式,每次的切除高度不得超過10mm,直至梁底與支架脫空。梁底與支架脫空后,受力會傳遞給支座,此時可以拆除臨時支撐剩余部分。
其次,拆除調(diào)節(jié)段。完成落架處理后,可以直接拆除整個調(diào)節(jié)段。
再次,拆除分配梁與立柱。拆除分配梁時,可以將2 個5t 手拉葫蘆作為輔助拆除工具。在分配梁底部設(shè)置兩個D 型吊耳,用于懸掛手拉葫蘆,隨后割除分配梁與立柱之間的連接,通過操作手拉葫蘆,配合25t 汽車吊,將拆除的分配梁、上立柱吊裝至指定區(qū)域,統(tǒng)一存放管理。分配梁拆除后用汽車吊拆除剩下的立柱。
最后,拆除墊梁,并清除臨時支撐的混凝土基礎(chǔ)。
在正式進行鋼箱梁吊裝前,為確保吊裝順利進行,需要進行試吊。
首先,要進行檢查工作。包括對吊車各部件故障情況的詳細檢查,及時發(fā)現(xiàn)并處理故障問題。同時,要檢查吊車各轉(zhuǎn)動部分的潤滑情況,關(guān)注油溫和油量,確保吊車正常運行。在檢查過程中,需要重點檢查吊車的儀表、鋼絲繩工況和安全防護狀況,以保證吊裝施工安全[2]。
其次,進行空載試車。在試車過程中,對吊車設(shè)備的大臂升降、伸展和回轉(zhuǎn)等進行空載試驗,檢查各部件是否正常運轉(zhuǎn)。
最后,需要對吊車設(shè)備進行靜載試驗和動載試驗。開展靜載試驗時,需要將鋼箱梁吊起,離地約5~10cm 靜止一段時間,觀察吊車各受力點的變化并做好記錄。開展動載試驗時,用吊車吊起鋼箱梁,在允許的吊裝半徑和水平轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進行各種技術(shù)動作,如臂桿回轉(zhuǎn)、變幅和大鉤升降,觀察吊裝情況并做好記錄。
通過以上試吊措施,可確保吊車設(shè)備正常運行,為后續(xù)鋼箱梁穩(wěn)定、安全吊裝奠定基礎(chǔ)。
2.4.1 吊點設(shè)置
在實際吊裝過程中,需要考慮多種因素,如構(gòu)件重量和空中受力情況。在該工程項目中,綜合考慮這些因素,選擇將吊耳設(shè)置在頂板、腹板和內(nèi)部橫隔板的交叉位置。這樣頂板承載的力會經(jīng)由腹板和內(nèi)隔板傳遞至下底板,能夠更好地保證構(gòu)件吊裝的安全性。該工程針對吊裝構(gòu)件設(shè)置了4 個吊點,在吊裝構(gòu)件長度20%~30%區(qū)域之間,采用對稱設(shè)置方式完成吊耳設(shè)置。
2.4.2 吊裝高度與工況分析
關(guān)于鋼箱梁的吊裝高度,可以參考表2 中提供的數(shù)據(jù)信息。在吊裝工況分析方面,以履帶吊帶載行走及吊裝節(jié)段的工況為例。在該項目中,最重的節(jié)段重量為102.8t,使用320t 履帶吊進行吊裝和行走時,選擇35m 長的大臂,將吊裝半徑控制在8m 以內(nèi)。半徑為8m 時吊裝起重能力為221.2t,考慮鋼絲繩、卡環(huán)等約重3t,則221.2t>105.8t,負載率為47.8%<70%,滿足帶載行走條件,故在34m 大臂條件下,吊裝半徑控制在8m 內(nèi),即滿足吊裝帶荷行走。
表2 地面與橋面設(shè)計標(biāo)高高差匯總表
2.4.3 鋼箱梁安裝測量
首先,需要做好測量控制點的布設(shè)。在鋼箱梁安裝過程中,需在各分段設(shè)置相應(yīng)的測量控制點。設(shè)置過程中,可采用專業(yè)軟件計算控制點坐標(biāo)和標(biāo)高。在安裝過程中,可以采用全站儀精確定位,進一步提高安裝精度。一般在每個分段需設(shè)置至少4 個測量控制點,同時應(yīng)合理確定具體位置。在該項目中,將測量控制點設(shè)置在鋼箱梁每個分段的端頭及腹板與橫隔板交點。為了進一步保障測量控制點位置設(shè)置的精度,可在構(gòu)件出廠前用油漆標(biāo)記位置,運至現(xiàn)場后復(fù)測,若無誤可直接使用。同時,需在控制點相對坐標(biāo)的指導(dǎo)下進行鋼箱梁構(gòu)件拼裝。拼裝完成后,需由監(jiān)理工程師檢查驗收。驗收合格后,需按照構(gòu)件控制點的絕對坐標(biāo)進行調(diào)整工作,以進一步提高構(gòu)件安裝精度。
其次,做好鋼箱梁安裝測量放樣工作。第一,需要對橋墩蓋梁中心線以及相鄰橋墩蓋梁中心之間的距離進行復(fù)核檢查,如果誤差較大,需要及時與設(shè)計單位進行溝通,并采取適當(dāng)措施加以處理。第二,準(zhǔn)確測量格構(gòu)柱大鋼管支架基礎(chǔ)高程,根據(jù)格構(gòu)柱大鋼管支架平面布置圖完成支架平面位置測量與設(shè)置,并對格構(gòu)柱鋼管支架高程進行測量。第三,進行鋼箱梁拼裝時,需要準(zhǔn)確地測出鋼箱梁的X、Y、Z 坐標(biāo),其間發(fā)現(xiàn)異常問題需要及時進行調(diào)整,確保線形與高程準(zhǔn)確、合理。在不同分段的鋼箱梁合龍后,還需要復(fù)測其平面位置及高程[3]。在鋼箱梁安裝測量過程中,應(yīng)確保橋體標(biāo)高與水平偏差小于10mm。在安裝過程中,還應(yīng)觀測橋體及路基沉降量變化,并做好測量記錄。此外,由于臨時支撐拆除后,鋼梁受到自身重力影響,會出現(xiàn)下?lián)献冃螁栴},因此在鋼梁調(diào)整測量計算的過程中,需要增加10~20mm 的余量,從而有效抵消下?lián)献冃瘟俊?/p>
最后,在該工程中,鋼箱梁采用分段吊裝方式,容易受到外界溫度、地質(zhì)等因素的影響,導(dǎo)致已經(jīng)安裝完成的構(gòu)件出現(xiàn)偏差。因此,需要對安裝完成的橋段進行實時監(jiān)控。在橋段安裝前,需要在觀察容易且對安裝施工影響小的區(qū)域設(shè)置監(jiān)測點。采用全站儀進行坐標(biāo)監(jiān)測,如果發(fā)現(xiàn)安裝完成的橋段出現(xiàn)了位置變動問題,需要結(jié)合實際情況分析問題原因,然后基于不同的問題原因采取不同的應(yīng)對措施。比如,若是外界溫度變化所致,需要采集近期氣溫變化情況信息,在不同時段、不同溫度條件下開展定時增量觀測,準(zhǔn)確把握溫度的影響程度。之后選擇合適的溫度條件,利用千斤頂進行構(gòu)件微調(diào)整。如果是地質(zhì)沉降造成的構(gòu)件位移,則需要對地質(zhì)沉降量進行實時觀測,并利用千斤頂將構(gòu)件向上抬高,從而確保構(gòu)件標(biāo)高位置準(zhǔn)確。此外,應(yīng)認真分析地質(zhì)沉降觀測結(jié)果,分析沉降原因,解決地質(zhì)沉降問題,進而更好地保證鋼箱梁的安全性。
使用汽車吊將鋼箱梁吊起。將鋼箱梁置于安裝位置正上方后,緩慢下落,距離臨時支撐頂面50mm左右時停止下放。施工人員根據(jù)已設(shè)置好的鋼箱梁底板邊線標(biāo)記,完成鋼箱梁初步安裝定位。繼續(xù)落鉤,將鋼箱梁置于安裝位置。后續(xù)如果檢查發(fā)現(xiàn)鋼箱梁的安裝位置與設(shè)計位置存在偏差,需對鋼箱梁位置進行精確調(diào)整。具體可以采用以下方法:對鋼箱梁前后位置進行調(diào)整,可以在鋼梁與待調(diào)整的鋼梁的箱室內(nèi)側(cè)腹板上,各焊接2 個反力塊,在2 個反力塊之間安裝1 個千斤頂。利用千斤頂操控反力塊完成鋼箱梁前后位置調(diào)整。調(diào)整鋼箱梁左右位置時,可以在鋼梁兩端外側(cè)支撐架型鋼上焊接2 個反力支架,在支架之間安裝一個千斤頂,利用千斤頂操控支架完成鋼箱梁左右位置調(diào)整。調(diào)整鋼箱梁的垂直方向,一般需要在完成鋼箱梁前、后、左、右位置調(diào)整后進行。由于在鋼箱梁吊裝前已設(shè)置了能夠進行標(biāo)高調(diào)節(jié)的型鋼,因此可以通過標(biāo)高調(diào)節(jié)型鋼對鋼箱梁垂直方向進行微調(diào)整。在調(diào)整過程中,借助吊車將鋼梁吊起,然后將下部鋼板擋塊加高或者割除,即可完成對鋼箱梁垂直方向的調(diào)整。
完成鋼箱梁位置調(diào)整后,需要在梁體兩端的平臺上焊接限位板,與鋼梁體進行焊接固定。如果無法一次性完成所有焊接工作,需要采用臨時固定設(shè)施進行固定。在鋼箱梁每個分段吊裝成型后,經(jīng)檢查合格,合理安排施工人員在現(xiàn)場完成拼裝焊接工作,保證拼裝焊接效率,從而防止鋼箱梁放置時間過長,受自身重力影響產(chǎn)生變形問題,否則會增加校正調(diào)整的難度,影響鋼箱梁吊裝施工質(zhì)量。
在鋼梁節(jié)段連接位置焊接之前,應(yīng)對環(huán)口進行微調(diào),主要調(diào)整內(nèi)容包括鋼箱梁節(jié)段的標(biāo)高、預(yù)拱度、橫坡度等。要求將接口面板高差控制在0.5mm 以內(nèi)。后續(xù)需要做好鋼箱梁連接段接口調(diào)整。調(diào)整時,需要按照先硬約束后弱約束的順序,確保腹板與頂?shù)装褰唤缣幍母卟顫M足設(shè)計要求。隨后調(diào)整底板及頂板的接口,最后調(diào)整懸挑板的接口??刹捎们Ы镯攭浩浇涌谶M行精調(diào),并采用碼板固定的方法,確保鋼箱梁連接段的接口精準(zhǔn)連接。
總之,大跨連續(xù)組合梁橋鋼箱梁施工是一項專業(yè)、系統(tǒng)、復(fù)雜的施工內(nèi)容。在實際施工過程中,需要結(jié)合工程項目實際情況,設(shè)置好臨時支撐,后續(xù)需要進行鋼箱梁吊裝、測量及調(diào)整工作,確保整個鋼箱梁安裝過程穩(wěn)定、順利開展,更好地保證整體施工質(zhì)量,推動道路工程建設(shè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。