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关于提高景观桥钢箱梁外观质量的探索研究

发表时间：2020/11/25 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王科研

[导读] 摘要：近年来随着市政桥梁工程的不断完善，景观桥梁钢箱梁安装得到广安的应用，其施工周期短，质量可控，外观新颖是城市道路桥梁建设中一道亮丽的风景，如何解决钢箱梁外观的施工质量显得尤为重要，本文结合案例分析，通过施工中发现的问题，提出解决方案，采取一系列的措施解决了钢箱梁外观质量的问题，为类似工程的施工提供了宝贵的经验。

        陕西华山路桥集团有限公司陕西西安 710016
        摘要：近年来随着市政桥梁工程的不断完善，景观桥梁钢箱梁安装得到广安的应用，其施工周期短，质量可控，外观新颖是城市道路桥梁建设中一道亮丽的风景，如何解决钢箱梁外观的施工质量显得尤为重要，本文结合案例分析，通过施工中发现的问题，提出解决方案，采取一系列的措施解决了钢箱梁外观质量的问题，为类似工程的施工提供了宝贵的经验。
        关键词：双机台吊；钢箱梁焊接；加筋钢板；自动埋弧焊
        一、研究背景
        某市政工程是核心区基础设施建设项目，是改善区交通状况、缓解高速口拥堵的关键工程，道路全长1608米。该工程的重点之一是跨河桥梁的改造。根据设计图纸要求，本座桥梁为景观桥。
        新建桥梁全长112m，平均宽度49.6m，断面由六片钢箱梁组成，箱室高度均为1.05米，最重一片钢箱梁重量达144吨，主桥设置双向1.5％横坡。旧桥改造，车流量大，可作业时间短，工期紧；因此施工质量及观感效果直接影响到本工程质量目标的实现和在通州后续市场中的口碑。
        二、存在问题研究分析
        经过现场对钢箱梁施工过程中的问题进行梳理主要表现在：接口位置线形不顺直，钢箱梁预拱度大，钢板焊接不平，漆膜厚度不均匀，据统计表和排列图详细研究分析可以得出接口位置线形不直顺是影响钢箱梁外观质量的最主要问题。
        （1）我们从存在问题中寻找主要原因，主要从人、机、法、环、测这几个方便去寻找。在末端因素发现接口位置钢板未采取加强处问题，采用的坚定标准：接口位置钢板焊接变形为横向≤2mm，纵向≤3mm现场试验：取A、B两处接口位置进行对比试验，其中A处未做加强处理，B处用加劲板做加强处理。分别从A、B两处选取10个点进行系统分析，调查试验统计表由试验数据显示，若接口位置未加设加劲板，钢板拉伸试验抗拉强度值只能达到510Mpa、520Mpa，若加设了加劲板，则钢板抗拉强度值能达到650Mpa、660Mpa，可见，加设了加劲板后，接口位置钢板可承受的压力变大。结论是接口位置未做加强处理，该项末端因素是影响接口位置线形不顺直的主要原因。
        （2）末端因素现场焊接工艺落后，鉴定的标准：焊脚尺寸≤2mm，焊波高低差≤2mm，余高≤3mm现场测试如下：对手工焊接及工艺好点的自动埋弧焊两组焊接试件进行工艺评定对比，下面是对选取的5处手工焊点和5处埋弧焊点进行现场测量统计，调查表如下：发现手工焊接试件钢板变形较大，影响焊接外形质量。
        （3）末端吊装方案选择不合理，鉴定标准：吊梁过程中钢箱梁变形≤3mm，由专家对原计划使用的400吨履带吊单机吊装方案进行讨论，发现单机吊装对钢箱梁产生的形变在5mm左右，大于3mm，不满足施工精度要求。结论：吊装方案选择不合理，该项末端因素是主要原因。
        三、采取措施及解决方案
        （1）采取双机抬吊，调整吊点布设，我们根据专家研讨会意见，并结合施工现场情况，编制预制钢箱梁运输方案，将吊装方案调整为350吨、450吨双机抬吊，由于吊装方法调整，吊点布设调整至钢箱梁弯矩零点，通过建模计算，钢箱梁吊装时，形变将大大减小。具体实施如下：钢梁吊装时450 t汽车吊位于河道内，350 t汽车吊位于河岸的梁端处，350 t汽车吊不上现况桥面，运梁车后炮部分停在现况桥上，车头部分停于新华南北路上，即使桥梁承受一半的承载力。吊车将钢梁吊起后梁底超过墩柱然后旋转安装就位。每段钢箱梁均设计4个吊点。每段吊点设置在梁端头的2件隔板中间，至少距梁端0.5 m，吊点横桥向间距5 m。在吊梁过程中，采用测量仪器对钢箱梁进行检测，对变形值进行统计分析，得出下列调查统计表钢箱梁在吊装过程中，变形值在2mm之内，满足规范规定要求，达到了目标值。
        （2）经与设计沟通，在易产生变形的接口部位，加设钢板加劲板，在接口位置中选取5处进行抽查，接口位置加设加劲板后，横向变形和纵向变形均在1mm以内，达到了对策目标的要求。

        接口位置加设加劲板示意图
        （3）在施工现场采用自动埋弧焊进行钢箱梁焊接，在能使用埋弧焊的部位均使用自用埋弧焊，在间距短、影响埋弧焊施工的部位依然使用手工焊完成。根据钢箱梁的构造特点，按照焊接布设进行交底。将大部分手工焊改为自动埋弧焊后，焊接质量大大提高，对选取的5处现场焊接部位进行抽查，由下列调查表可知，用此焊接方法后，焊脚尺寸、焊波高低差和余高均在2mm以内，大大提高了焊接质量，达到了对策目标值。
        （4）在施工作业人员中挑选4名身材瘦小的技工，专门负责接口位置的焊接，并调整作业时间，每班作业时间不大于2个小时。按对策实施后，施工人员的作业时间由原来的十几分钟达到了四十多分钟，工作效率提高了2到3倍，实现了目标值。
        【结束语】在对工程实体抽取150点进行检查验收，发现我们有效解决了接口位置线形不直顺这一质量问题，经统计本工程钢箱梁的外观质量合格率为97.4%，成功的达成了95%的设定目标值。保证了景观桥的施工效果。
        参考文献：
        [1]孟庆良.桥梁钢箱梁顶推施工技术探索和构建 [J] 价值工程 2015 24-13（14）
        [2] 罗涛大曲率连续钢箱梁桥结构性能研究 [M] 长安大学 2014-14（11）
        [3] 孟坤跨城市道路桥梁钢箱梁施工技术探索[J].工程技术.2017（16）110-33