高速公路互通立交钢箱梁施工技术

发表时间:2021/5/14   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4期   作者:李荣乐
[导读] 随着社会的发展,高速公路越来越多,高速公路之间的立交也越来越多
        李荣乐
        中铁十四局集团第四工程有限公司    250002
        摘  要  随着社会的发展,高速公路越来越多,高速公路之间的立交也越来越多。钢箱梁由于其自重轻、结构设计合理、安装速度快等优点,在跨高速立交施工中出现的频率越来越高。本文针对高东高速路桥二标跨济聊高速互通式立交钢箱梁吊装施工要点等进行解析。
        关键词    钢箱梁  支架  焊接    
1[]  工程概况
        高东高速路桥二标位于山东省聊城市茌平区,起讫桩号K28+000—K46+700,全线长度18.7km,双向4车道。与既有济聊高速采用经典苜蓿叶式立交互通,如图1。
        跨济聊高速主线桥及A、B、C、D匝道桥均采用钢箱梁上跨济聊高速。

2  工程重难点
2.1  空间位置
        墩位于高速路段,其吊装,运输,临时支架搭设等对交通造成很大困难,为保证安全施工及交通能力,同时保障运输梁段通道,临时通道和交通疏导是钢箱梁安装前准备工作的重点。
2.2 支架设置
在确保路口正常通车的情况下,合理的布置临时支架及安排好钢箱梁吊装时机。
3  施工流程
3.1  施工准备阶段
        施工准备阶段包含桥墩支座标高及定位点复测工作,完成围挡的搭设及临时支架的安装,提前一天并完成机具的准备工作,主吊机提前进场完成吊装前准备工作;其中临时支架的安装尤为关键。
        临时支架总体布置(以主线桥为例)

        (1)支架基础为用C30钢筋混凝浇筑成的混凝土扩大基础,在砼顶面预埋650×650×14mm钢板,将来与钢管焊接固定。首先用地基进行夯实处理,如遇软地基则进行换填处理,确保地基承载力不小于200KPa;当临时支架位于侧分带、及其扩建域上时,在临时支架搭设前,对支架投影面四边3.2m×3.2m的范围进行地基处理。地基处理方式:拆除侧分带、清除绿化带种植土后压实,密实度不小于96%,砂砾石换填(厚度不小于500mm,密实度达到96%,地基承载力不低于0.11MPa),浇筑20cm厚的C30混凝土。。
        (2)临时支架钢管立柱间的纵横向连接均为焊接,焊角尺寸为6~8mm,立柱与顶板、立柱与预埋件连接角焊缝应满焊,顶板与分配梁应可靠焊接。
3.2  钢箱梁吊装阶段
3.2.1  平整场地,汽车吊占位于路肩上,安装临时支架,一组支架布设在中央隔离带内,二组支架布设在扩建路基上,不影响道路正常通行;
3.2.2  用汽车吊安装中间段钢梁,需注意节段重量及吊车在作业半径内的容许吊装能力是否满足要求。
3.2.3  码板码缝,钢箱梁节段吊装就位,找正定位。
3.3  钢箱梁焊接及检验
3.3.1  钢箱梁现场焊接工艺
        现场焊接待成品梁段吊装就位后,调整好焊接间隙,全面检查相邻梁段底板的吻合程度、间隙尺寸及接头坡口尺寸、临时连接件定位情况,以保证底板吻合间隙与工厂预拼装线型即成桥线型一致,保证环缝的顺利焊接。
3.3.2  焊接顺序
        现场焊接时,根据吊装顺序安排详细的焊接顺序。
        第一步:吊装中间箱梁块体,首先同时完成顶板与底板纵缝焊接,然后完成中腹板焊接。
        第二步:吊装两侧挑臂块体,两侧挑臂块体根据现场施工人员以及设备情况,可同时施工,两侧均为首先同时完成顶板与底板纵缝焊接,然后完成中腹板焊接。
        第三步:完成环缝焊接。环缝焊接时,同样首先焊接顶板与底板焊缝,按照由中间向两侧的顺序进行;然后焊接两侧腹板位置焊缝,按照由下向上的原则进行。
        第四步:完成嵌补件的焊接。
3.3.3 焊接方法
        根据焊缝的焊接位置和操作方便进行焊接方法选择:
        (1)尽量采用埋弧自动焊,既C02气体保护半自动焊打底,用埋弧自动焊盖面。
        (2)现场焊接顺序,根据先焊长焊缝,后焊短焊缝,先焊熔敷量大的焊缝,后焊熔敷量小的焊缝的原则,制定现场焊接的焊接顺序。
        (3)桥段工地连接焊缝:先焊顶、底板的横向对接焊缝,后焊腹板的对接焊缝,最后焊板肋和嵌补段的焊缝。
3.3.4 焊接要求
        (1)施焊时应按相关工艺文件规定焊接产品试板,产品试板的厚度、轧向、坡口尺寸应与所代表的接头一致,并与之采用相同的工艺方法及参数同时施焊。产品试板应做好标记,验收合格后方可取下移送试验部门取样试验。
        (2)梁段间环缝为横桥向对接焊缝,是主要传力焊缝,要求100%熔透和100%无损检测。由于桥上施工条件较差,焊缝拘束度又很大,因此应从考试合格的焊工中挑选经验丰富、焊接水平较高的焊工施焊。
        (3)桥上焊接施工的环境温度宜在5℃以上,相对湿度不大于80%,风力不大于5级。若在露天或雨天施焊时,应采取有效的防风、防雨、防潮措施。
        (4)定位焊可采用手工焊或CO2气体保护焊,定位焊时执行桥上连接焊接工艺相关规定。当定位焊出现裂纹或其它严重缺陷时,应先查明原因再清除缺陷并补充定位焊。
        (5)焊前全面检查接口的错边、间隙及坡口尺寸。
        (6)焊接前用砂轮清除表面的铁锈,清除范围为焊缝两侧各50mm,除锈后24h内必须焊接,以防接头再次生锈或被污染。否则应在重新除锈后再施焊。最上端设定位筋,由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,反复核对无误后焊接定位。钢筋笼吊装采用25T汽车吊起吊,整个钢筋笼下放,由于钢筋笼离桩底均有一定的距离,待钢筋笼就位到正确位置后,钢筋笼位置在设计位置±100mm范围内,并用槽钢将钢筋笼固定。
3.3.5 钢箱梁现场焊缝检验
        所有焊缝在焊缝金属冷却后进行外观检查,不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。
        钢板焊接接头应在施焊24小时后进行无损检验(板厚大于30mm时,48小时进行无损检验)。
        所有熔透焊缝均进行100%超声波探伤,B级检验,Ⅰ级合格,探伤标准按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89 执行,探伤结果评定按《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011附录F2的规定执行。且所有横向对接焊缝,按焊缝条数的10%抽查进行X射线探伤,B级检验,Ⅱ级合格,被抽查到的焊缝在两端各按一张片位进行射线探伤,当焊缝长度大于1200mm时,在焊缝中部加探一张片位,每张片位长度为250~300mm。横向对接焊缝按焊缝条数的10%进行X射线探伤检查。
3.4  钢箱梁卸载及临时支架拆除
3.4.1钢箱梁卸载
        钢箱梁卸载方案为整体卸载,卸载时,先将千斤顶顶至临时支架高度,与箱梁底部紧密贴实,再将临时调节支撑进行拆除。在临时调节支撑全部拆除完后,让各处千斤顶同时并缓慢下降,最终钢箱梁落在支座垫板上使其全部荷载转化为桥墩自身承受,卸载完成。
3.4.2临时支架拆除
         (1)将钢箱梁底部调节管切割,脱离分配梁,采用φ20mm的麻绳放置到地面。
         (2)将分配梁从支架上切割脱离,采用25t汽车吊抬吊放置到地面,抬吊时需在分配梁两侧张拉晃绳,防止对支架和设备碰撞。
         (3)采用2台25t汽车吊拆除临时支架,即一台汽车吊钢丝绳捆绑在支架上方有平联结构处两根主管上,另一台汽车吊钢丝绳捆绑在支架下方两根主管上(同一侧)。两台汽车吊钢丝绳都捆绑好后,拆除支架固定螺栓,检查无约束后,起升支架下方钢丝绳,下放支架上方钢丝绳,逐步、缓慢将支架放置到地面上。
         (4)清除所有临时设施。
 在拆除临时支架过程中统一指挥,操作者听口号,步调一致,均匀卸力。
3.5  工地涂装阶段
        焊缝区域的油漆的补涂,及钢箱梁外部整体的清理涂装最后一道面漆。
4  结束语
        本文通过高东高速跨济聊高速互通钢箱梁施工,对施工工艺进行系统的描述,对类似工程施工提供了借鉴。
参考文献
[1]  中华人民共和国住房和城乡建设部 GB50661-2011,《建筑钢结构焊接技术规程》[S].北京.中国建筑工业出版社。
[2]  国家技术监督局 GB11345-2013,《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》[S].北京.中国标准出版社。
         
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