城市钢箱梁吊装施工质量控制

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:杨华
[导读] 摘要:随着钢箱梁技术的日益成熟,特别是钢箱梁较混凝土箱梁相比具有重量轻,节段可根据受力特点灵活划分,运输便利,吊装机械可根据施工现场灵活选择、架设更方便,同时具有抗扭弯度大,横向抗弯刚度大,荷载横向分配均匀,施工快等优势,钢箱梁在城市桥梁施工中运用更加广泛,本文通过对临汾市解放东街钢架桥钢箱梁架设中各种架梁方案的比较选择,总结了一套适用于城市桥梁特别是老旧下穿道路上跨既有铁路的钢箱梁吊装方法。
        中铁二十一局集团第四工程有限公司  山西临汾  041000
        摘要:随着钢箱梁技术的日益成熟,特别是钢箱梁较混凝土箱梁相比具有重量轻,节段可根据受力特点灵活划分,运输便利,吊装机械可根据施工现场灵活选择、架设更方便,同时具有抗扭弯度大,横向抗弯刚度大,荷载横向分配均匀,施工快等优势,钢箱梁在城市桥梁施工中运用更加广泛,本文通过对临汾市解放东街钢架桥钢箱梁架设中各种架梁方案的比较选择,总结了一套适用于城市桥梁特别是老旧下穿道路上跨既有铁路的钢箱梁吊装方法。
        关键词:钢箱梁;吊装;控制
        ABSTRACT:With the technology of steel box girder becoming more and more mature,especially steel box girder is lighter than concrete box girder,the segments can be divided flexibly according to the mechanical characteristics,and the transportation is convenient,the hoisting machinery can be flexibly selected and erected according to the construction site,which is more convenient,and has the advantages of large torsional bending degree,large lateral bending rigidity,uniform load lateral distribution,fast construction,etc.,based on the comparison and selection of various steel box girder erection schemes of Jiefang East Street Steel Bridge in Linfen,this paper summarizes a set of hoisting methods of steel box girder for urban bridges,especially for old and undercrossing roads over existing railways.
        Key words:Steel Box Girder;hoisting;Control
        引言
        随着钢箱梁施工技术的成熟化、体系化,钢箱梁在城市基础设施建设应用中中日益广泛,为适应社会经济的发展,其建设规模逐步扩大,但现阶段社会各界对桥梁工程的整体质量提出更高的要求,因此需以发展目标为导向合理应用施工技术。在根据现场实际情况下如何选择安全、经济、高效的吊装方法,如何精确定位拼装等角度进行探讨,取得了良好的施工效果和经济效益。
        1、工程背景
        1.1工程概况
        本桥为临汾市解放路高架,桥梁全长1283m,桥跨布置为:第一联2×35+第二联(35+50+35)+第三联2×32+第四联3×32+第五联(35+50+35)+第六联4×32+第七联[(3×35)混凝土(上跨同蒲铁路)]+第八联4×33+第九联4×33+第十联(33+55+33)+第十一联(33+55+33)+第十二联2×35m,钢箱梁横向分为5片,最大梁片吨位45盹、最小梁片吨位25盹。除第七联跨越同蒲铁路采用3×35m采用混凝土小箱梁外,其余均采用钢箱梁,总用钢量约12513吨。其中主跨50、55m跨径桥梁分联采用变截面钢箱梁,其余分联采用等截面钢箱梁。第6、7、8、9、10联下部结构均位于下穿同蒲铁路凹槽段,场地狭小既有建筑物及管线众多,且需保证既有交通正常通行。
        1.2工程难点
        由于工期紧张,跨越同蒲铁路第七联混凝土箱梁吊装制约与之相连的16-17#墩及20-21墩的钢箱梁吊装;钢箱梁吊装因工期要求不能完全等待第七联完成后进行。6、7、8、9、10联下部结构均位于下穿同蒲铁路凹槽段,路宽为两条行车道加两条非机动车道,共22米。该工程施工场地狭小,桥梁两侧高挡墙外侧有居民楼,且既有建筑物及管线众多,现场制约因素大,直接影响吊装机械站位。
        2、架设方案
        2.1临时支架
        根据每联钢箱梁的节段划分和安装现场的实际情况,在每个吊装节段的横向环缝处并排设置支架,每联5-9节段不等。临时支架采用钢管桩作为立柱,桩顶设置分配梁,分配梁顶与钢梁间设置千斤顶和砂垫。钢管桩采用φ325×8mm,每个临时支架由2组钢管立柱组成,每组钢管立柱由4根钢管柱通过连接系连成整体。临时支架用于钢梁拼装支撑,采用φ325×8mm钢管,钢管顶采用I40a分配梁;钢管对应扩大基础平面尺寸为5m×5m,对地基承载力不小于200kPa。


        2.2吊装方案选择
        针对以上提出的难点问题,提出了大型吊车吊装、架桥机施工、液压顶推滑移、门式起重机吊装等方案,经过现场多次模拟否决了液压顶推滑移及架桥机施工,因为工期紧张不满足要求,采用门式起重机与汽车吊配合施工的方案,架设原则为:横桥向由跨中向两侧架设;同蒲铁路以东,纵桥向由大里程向小里程架设;同蒲铁路以西,由小里程向大里程架。具体方案为:第1-5联采用300t汽车吊由小里程向大里程方向进行架设;第6联采用门式起重机自大里程向小里程后退架设(因场地受限,16#-17#墩与涉铁段相邻需待混凝土箱梁架设完毕后方可架设,根据施工工期此时前后相邻两跨已架设完成,两侧汽车吊站位空间不够,吊车无法架设,故选用门式起重机)因此采用门式起重机架设;第8、9、10联采用300t与130t汽车吊配合自小里程向大里程进行架设,其中20#-21#墩与涉铁段相邻需等混凝土箱梁架设完成后将20#-21#墩北侧清理出45m宽25米的场地用300t汽车架设;第11、12联采用300t汽车吊由大里程向小里程方向进行架设。
        2.3钢箱梁吊装
        钢梁运到现场前,在设定的位置停放,以方便吊机起吊吊装。钢梁上设起吊点,待钢梁梁体初步对位,落梁至临时墩上,测量钢箱位置偏差,通过用千斤顶精确调整位置及标高,各节段纵、横桥向均采用临时固定措施。吊装时,将吊索与钢梁及吊钩通过卡环连接好,并在钢梁两端分别系上缆风绳。吊车将钢梁吊起到离地面约30cm高度,进行试吊并检查吊装工况,确认满足各项要求后,再继续提升到安装高度。吊装人员通过缆风绳配合吊车调整钢梁就位。在全站仪的监测下,利用千斤顶和倒链装置,对钢梁吊装位置进行细部精确调整,符合要求后与支架固定。
        2.4精确定位调整
        钢梁吊装至既定位置后,若位置与设计位置存在误差,需对钢梁吊装位置进行细部精确调整,调整按照先平面位置再高程的顺序进行。具体方如下:
        a、前后位置的调整(纵桥向):
        在安装完毕的钢梁与待进行调整位置的钢梁的箱室内两侧腹板上各焊接两个受力点,然后在两个受力点间安装10t的平三套,通过调节平三套上的紧固螺扣来完成钢梁前后点位置的调节。
        b、左右位置的调整(横桥向):
        在承载钢梁分段的H型钢上焊接一个千斤顶反力点,然后安装20t千斤顶,通过千斤顶的顶推力来完成钢梁左右位置的调整。
        c、垂直方向的调整
        在钢梁分段经过水平方向上的调整以后,进行垂直方向的调整,调整通过4台20t千斤顶来调节,千斤顶要放置在支架体系临时支墩正上方,千斤顶不能直接接触梁板,要在液压杆上放置1块20x20x2cm钢板块,调整时要进行精密测量,达到要求后加入钢垫片及钢楔,要求在每个腹板处均设置垫片。
        钢梁位置调整完毕后,要在梁体两侧及两端的平台上焊接限位板,用以固定梁体。
        2.5钢梁现场拼装
        钢梁采用分段制作,拼装接头连接为全焊透对接。用吊机将制作好的梁段吊放在临时支架上进行焊接。钢梁在梁段拼接施焊前,还有一个重要的工作就是对箱梁进行现场拼接前检测,需要对中线、箱梁总长及梁段端头坡口加工情况等进行检查,将所测量数据与梁段匹配(工厂预拼装)阶段的数据相比较,对出入较大的做好标记,及时给予调整处理。在测量钢梁对接中心线时,对于超出中心线允许偏差范围的,采用调节环缝间隙和微调梁段端口方法进行处理,修正消除其中中心线超差部分。由于梁段工地拼接与梁段工厂制作匹配预拼装时受力不一样,加上梁段面板悬臂长度不一致,容易使拼接接头产生错边现象,出现错边量超过允许偏差,必须进行矫正和调整温度对钢梁拼接精度影响不容忽视,由于拼接现场工地与工厂预拼装时存在温差,温差使梁段产生热胀冷缩现象,最终使箱梁的总长产生误差,因此在拼接前,必须先测量拼接现场的实际温度,再与工厂预接装时温度进行温差对比,利用经验公式计算出梁段长度变形量,在拼装时用间隙调整方法消除偏差。
        结语
        综上所述,在钢箱梁架设中,可行性架设方案的选择尤为重要,特别是城市桥梁中各种设施线路复杂,交通影响因素大、施工场地狭窄不利于大型机械展开,选择合适的架梁方案可大大提高架梁速度。同时注重架梁过程中吊装与精调,消除施工误差及温度误差,以达到设计及规范计要求。本工程的顺利施工为今后同类桥梁的施工提供了良好的借鉴,积累了经验。
        参考文献:
        [1]吴非.高速公路钢箱梁施工技术研究[J].企业科技与发展,2020,36(5):68-69,72.
        [2]颜世健.高速公路大跨度钢箱梁整体吊装施工技术[J].城市住宅,2020,27(3):217-218.
        [3]刘振.高速公路钢箱梁制作与拼装施工技术[J].四川建材,2020,46(3):157-158.
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