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摘要:跨线高架钢箱梁桥的施工的特点为精度高、焊接工程量大、施工难度大。本文则从钢箱梁施工质量控制进行分析和研究,给同类型工程带来一定的参考。
关键词:跨线;高架;钢箱梁桥施工;关键技术
前言
近年来,随着城市交通流量的不断增加,现有城市高架道路建设发展不断提速,新建城市高架桥梁与既有高架桥梁互通连接的情况较为普遍。在城市建成区复杂构筑物环境条件下实施新建城市高架桥梁的施工,建设条件更为苛刻、技术难度更为复杂。在这种复杂条件下,桥梁上部结构采用钢结构箱梁是一种常用的手段,相比混凝土结构具有分段灵活、质量轻、安装方便等特点。某路段改造历程长度为1.972km。主要施工包括有跨线桥1座,隧道2座,以及相关道路附属工程。其中跨线桥采用整体式断面,桥宽19.5m。主桥上部结构:采用(30+45+30)m钢箱梁。引桥上部结构:采用两联4x30m现浇预应力砼连续箱梁。钢箱梁采用三跨等高度连续钢箱梁,中心梁高为1.8m(顶、底板内侧),箱梁全宽19.5m。采用斜腹板,腹板斜率4:1,箱梁底板水平,腹板变高,顶板形成2%的桥面横坡。
1钢箱梁现场拼接
根据钢箱梁加工设计要求,应将横纵向分块的构件组装成为一个整体,长度按照施工图纸设计顺桥向分段长度。为保证焊接质量,施工现场的加工条件应与厂内基本一致,使用与厂内施工基本一致的焊接工艺,提前做好临时支架的搭设,按照预拱度的分布情况,控制好标高。在钢箱梁拼装焊接时,焊接环境满足挡风防雨、防尘要求,确保焊接质量和工期的不延误。临时支架在搭设时,必须按表高尺寸、预拱度的分布情况以及充分考虑沉降量,作水平调整,确保梁的线性。
2钢箱梁现场组装及质量要求
2.1现场支架上组装
现场组装在临时支架上进行,支架线形一般要求依照箱梁的具体横坡度、纵坡以及的预拱度来进行设置,应用全站仪的形式测量进行检查无误后才可以进行组装。一般顺序为首先在箱体的横向组装以后再进行纵向组装,每一个节段在完全就位以后才能进行下一阶段的安全,节段就位依照先平面位置接着在高程的顺序来进行调节,为了避免箱梁出现横向位移,应该在梁体两侧以及两端的平台来进行上焊接限位板,进而来调节左右位置以及将其固定梁体,钢箱梁位置以及标高可以预先通过砂箱来进行控制。
2.2拼装质量要求
钢箱梁节段的宽度、长度和断面尺寸必须同相关规范要求符合,其中长度拼装变为整体以后再划线切头,断面尺寸以及宽度等都必须对对接间隙、标高进行调整达到相关要求。确定好钢箱梁的线形,在这之中包括有竖曲线、水平曲线以及预拱度等都必须同设计要求相符合。
2.3合理控制精度
首先必须建立平面控制网,必须满足四等导线网的精度,此平面网同施工平面网可以进行联测,进而对计算控制前坐标进行严密控制,在安装之前就应该安装好在临时支架上,应用精密全站仪在支架平台上做好桥梁中心轴线以及边线的测绘、定位,进而进一步推进工作[2]。
2.4对钢结构进行焊接
在厚板焊接过程中必须需是多层多道焊,严禁摆宽道。因为厚板焊缝的坡口较大,单道焊缝无法填满截面内的坡口,往往有些焊工为了方便进行摆宽道焊接,这种焊接造成的结果是,母材对焊缝拘束应力较大,焊缝强度相对减弱,就会引起焊缝开裂、延迟裂纹的现象。而多层多道焊有利的一面是;前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程;后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程,焊接过程中应力分布状态得到有效的改善,保证了焊接质量。
厚板焊接与中薄板不同,需要长时间才能施焊完成一个构件,因此需要加强对焊接过程的中间检查便于及时发现问题,中间检查时不能停止施工,而是边施工、边检查,及时发现问题,及时处理。厚板在进行对接焊接以后,需要第一时间在即将焊缝以及两边大概100mm的范围中对局部母材做好加热,在加热之时应用红外线电加热板来进行,在加热温度达到250~350℃后,应用石棉铺盖做好保温,保温大约2~6h来进行空冷,如此进行后热处理就可以促使因焊前清洁工作不合理或者是焊剂烘焙不合适而出现渗入熔池的扩散氢而高速逸出,有效避免焊缝以及热影响区内导致出现氢致裂纹。
3焊接变形的控制
在进行焊接施工中,厚板T接焊以后变形一般为角变形。在实践中一般为控制变形,首先焊接正面一部分焊道,碳刨清根以后焊接反面焊道,接着在家进行正面焊接。如此,每一次焊接3-5道后就可以及时进行更换焊接面,一直到焊接正面的各道焊缝,与此同时在进行施焊之时应该随时观察角变形的情况,并且注意更换面焊接,尽量最大程度降低焊接变形以及焊缝内应力。焊接时设置胎夹具,利用构件胎架来约束控制变形,这类方法一般适用于异型厚板结构,异型厚板结构的造型奇特、异型、断面尺寸各异,在自然状态下的尺寸,精度难以保证,这就需要根据构件的形状,制作胎模夹具,将构件处于固定的状态下进行装配、定位、再选用合理的焊接工艺和焊接方法,将应力降至最低限度。焊接过程中应选择与控制合理的焊接顺序,能有效防止焊接应力及焊接变形。根据不同的焊接方法,制定不同的焊接顺序,编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。
4钢结构涂装施工
4.1钢结构防腐技术要求
钢结构在进行涂装之前,必须把构件表面的毛刺、油污、附着物以及铁锈等进行全面清除,应用抛丸以及喷砂等措施进行完全除锈,在修补中可以应用手工机械来进行除锈,除锈等级需要满足GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2.5级或St3级,粗糙度40~70μm。经过除锈后的钢材表面再进行检测,检测合格以后应在三小时之内进行防腐施工。
4.2钢结构防腐施工
构件底漆,中间漆均在工厂完成;面漆在现场施工。现场焊接处、构件坡口部位均不许涂刷油漆或有油污。为保证涂装质量及涂层间兼容性,底、中、面漆采用同一家产品。
4.3钢结构安装的检测、试验
钢结构安装阶段的检测、试验工作,是为了控制工程质量,达到设计要求,符合规范标准规定,满足使用要求,对钢结构工程中各项涉及安全功能的部分,从材料控制到过程控制,至最终的结果,都要穿插进行。检测、试验项目分为检验(试验)项目、见证抽样检测项目和第三方检测项目。
4.4钢结构安装试验
抽检取样→委托→送样→试验→试验报告。
取样需要监理单位见证员在场情况下进行,按要求从现场材料堆中抽取试件,进行封样、送样,试验。取样后,监理见证员需要对试件进行标识、登记,确认试件和委托试验单上所标识为同一组试件后在委托单上签字。如监理见证人员对试验的真伪存在疑问,可以重新进行取样,选择其他有资质的单位进行重新试验。钢结构工程,试验项目主要有钢结构焊材复验和涂料的性能复验等。焊材在加工厂及安装现场储存室内取样,涂料在生产厂家进场产品中随机抽取进行试验。
结束语
本工程的施工的特点为精度高、焊接工程量大、施工难度大。本文则从钢箱梁施工质量控制进行分析和研究,给同类型工程带来一定的参考。
参考文献:
[1]刘吉柱.港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段制作技术研究[J].钢结构,2018,33(08):90-94.
[2]闫文亮,张岩.马普托大桥钢箱梁施工方案比选[J].施工技术,2018,47(S1):1186-1188.