[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3214次
1 工程概述
武汉市长江二桥下行匝道钢箱梁位于长江二桥汉口下桥方向,是车流量大、交通最为复杂的路段。钢箱梁采用单室或多室双悬臂钢箱梁形式（如图1）,主体箱梁采用加筋箱梁,两翼采用加筋悬臂梁形式,构成一完整的扁平流线形钢箱梁（匝道钢箱梁线形复杂多样,有平直线型，单斜螺旋线）。钢箱梁宽2m～9.2m,轴线长度近96m,质量为251t,其中构件吊装单件最大尺寸为25m@9.2m@1.4m,最大质量近100t。
2 主要施工方法和技术措施
2.1 钢箱梁吊装方案的选择
吊装此类构件一般常用双机抬吊,但由于吊装现场场地狭窄,交通拥挤,只允许单机作业，考虑到地面及周围环境的因素,决定采用武钢从德国进口的180吨轮胎液压吊机进行单机吊装作业。其工作性能为：作业半径12米时，主吊臂36米，可以允吊100吨到10m的高度。此时180吨轮胎液压吊的工作能力仅为其允许工况的75％，完全满足现场施工的要求。
2.2 钢箱梁的分段分块及接头设计
钢箱梁的纵向分段横向分块,既要充分考虑起重机的性能及吊装现场的情况,又要符合设计图及有关规范的要求,因此纵向分段接头(简称分段接头)一般在离桥墩3~6m的位置上,分段长度一般在20~30m之间，横向分块的接头(简称分块接头)一般在离中腹板150~200mm的位置上，分块宽度一般在5~6.8m之间，单件质量一般在60~100t。
为了便于钢箱梁的制作和吊装就位,以及组对焊接,对钢箱梁分段和分块接头进行了深化设计,如图2所示：
2.3 钢箱梁倒装法制作和无余量精度控制
为确保钢箱梁的吊装进度和组焊质量,采用倒装法和无余量精度控制法进行钢箱梁制作。
倒装法制作组装钢箱梁的主要程序:
计算机放样、下料→切割→在胎具上组焊顶板→在顶板上组焊纵肋→中腹板组装→横隔板组装→侧腹板组装→底板组装→翼缘板组装→模拟预拼装→校正→涂装。
无余量精度控制法即是将焊缝收缩量、变形量事先予以综合考虑,并在零件尺寸、板件尺寸、节段尺寸预放收缩变形量,并制定详细的工艺来进行控制，制作完毕后对复杂节段进行模拟预拼装。
2.4 钢箱梁安装支顶架的设置
匝道钢箱梁其桥墩间跨度一般在20~30m之间,因此吊装钢箱梁时需在纵向接头处设置支顶架(其设计和计算过程略)用来支承钢箱梁，在每个支顶架的上部设置3个300~500kN的千斤顶升降装置,用以调整钢箱梁的高低及角度，此支顶架同时也是钢箱梁分段接头的组对及焊接操作平台,使用方便、操作安全。
2.5 钢箱梁吊点的设置
根据钢箱梁外形尺寸大、单件质量大的特点,选择4个吊点进行吊装作业。由于钢箱梁内部结构复杂,同一段钢箱梁线性密度不均匀,必须根据设计图和分段分块尺寸进行计算,精确定出构件的重心,然后确定吊点的位置。为了尽量减少构件吊装时的变形,且便于吊装就位,吊点的纵向距离一般为构件长度的2/3左右,横向距离为3m左右,且吊点设在横隔与纵向加筋的交汇处(否则需对吊点进行加固)。
2.6 钢丝绳的选用
钢箱梁吊装选用4根Φ47.5mm的钢丝绳扣,安全系数取6，吊装时钢丝绳与水平面最小夹角为60o。经计算每根钢丝绳最大受力为170kN,小于钢丝绳许用拉力196kN,为安全。
2.7 钢箱梁分块接头的组对
钢箱梁安装的难点之一是分块接头的组对,由于此接头的长度一般在10～15m,设计图上规定钢箱梁制作预留的间隙很小(上下间隙之和仅2mm),另外由于制作的误差、吊装产生的变形,使两者之间的配合为过盈配合,必须依靠强力才能将第二插入第一块,插入时相对移动的摩擦阻力一般在800～1500kN之间。为此设计了钢箱梁分块接头组对装置。使用这种装置组对钢箱梁,准备时间短,组对间隙均匀,组对所用措施材料及机具可重复利用,使钢箱梁分块接头组对变得简单快捷。
横向分块接头组对的主要施工程序:
定位和焊接短工字钢→安放活动传力方框→安放液压千斤顶系统→调试接头组对装置→“顶升”液压千斤顶→检查组对情况→“顶升”到位→检测顶板及底板的对接间隙及错边量→调整对接间隙及错边量→固定→焊接www.tmgc8.com
2.8 钢箱梁的焊接
由于钢箱梁安装焊接量大,质量要求高(材质为Q345D，故采用CO2气体保护焊和埋弧焊工艺(主要用于焊接顶板对接缝)进行焊接作业，焊接的主要工艺参数选择如表1所示。
焊接前将坡口周围的油污、涂料、铁锈等有害物清理干净,并打磨到露出金属光泽，对接焊缝端部按规定设置引弧板,并在引弧板上起、熄弧,确保焊缝端部质量。对接焊缝背面贴陶瓷衬垫,采用这种焊接工艺可以达到单面焊双面成形,提高了焊缝的外观质量。焊接时严格执行焊接工艺参数,并采用对称、同步和等速焊接。焊接按照如下顺序:
定位焊→横隔板、纵向肋板焊接→腹板的对接焊接→顶板和底板的对接焊缝同步等速焊接→检查焊缝的外观质量→无损探伤。
由于采用合理的焊接方法,减少了焊接应力和焊接变形。焊接完毕后,经无损探伤检测,焊缝一次合格率100%。
2.9 钢箱梁安装前后的测量
测量是控制吊装、组对和焊接质量的重要手段，因施工现场环境复杂,测量工作量大,精度要求高,是钢箱梁安装的另一难点。
2.9.1 钢箱梁安装前的测量
2.9.1.1 用全站仪测量出桥墩顶部及支顶架顶部钢箱梁就位控制点的坐标,并做好标记。
2.9.1.2 用水准仪测量出各控制点的标高,并用垫块将控制点处的标高调整到设计标高。
2.9.1.3 根据各控制点的坐标放出钢箱梁就位的端部控制线。
2.9.1.4 用全站仪测量出桥墩顶部及支顶架顶部控制线, 对于钢箱梁吊装的起始端还应放出钢箱梁就位的端部控制线。
2.9.2 钢箱梁安装中的测量
2.9.2.1 检查吊装就位的钢箱梁是否与就位控制点和控制线相符。
2.9.2.2 用全站仪复核吊装就位的钢箱梁坐标是否与设计图相符。
2.9.2.3 用水准仪复核吊装就位的钢箱梁标高(主要是钢箱梁翼缘边)是否与设计标高相符。
2.9.3 钢箱梁安装焊接后的测量
其测量方法与步骤与安装过程中的测量相同，通过对两者测量结果的比较,可以找出问题,并制定相应的处理措施。
3 注意事项
3.1 由于钢箱梁吊装区域处于交通繁忙路段,吊装前需派专人与交警共同做好交通疏导,保证构件吊装及车辆和行人的安全。
3.2 吊装前对汽车起重机及钢箱梁运输车的停车位置进行精确计算和测量,确保吊装时汽车起重机回转半径和起重量在额定范围内。180t汽车起重机松钩前必须认真检查钢箱梁就位的准确度和钢箱梁的稳定性。
3.3 钢箱梁内腔进出口处应设置送风和排风装置,确保箱内焊接烟雾的排出和通风良好。
3.4 钢箱梁内部构件组对及焊接时应有两个以上的施工人员同时在场。
3.5 钢箱梁的测量应在每一天的同一时间进行,并避开日晒的影响。
4 结语
在匝道钢箱梁和城市高架桥钢箱梁制作、安装过程中，通过合理的分段、分块设计能有效控制拼装尺寸，而吊装方案的选择、现场的测量、焊接等都是不可忽视的重要环节，实践证明，上述施工技术是可行的且有一定的推广性。
（作者单位：中铁七局武汉工程有限公司）
