城区范围内钢箱梁施工的关键技术分析与应用--中国期刊网

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城区范围内钢箱梁施工的关键技术分析与应用

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈旗

[导读] 摘要：随着社会的发展，技术的不断创新。

        中铁十一局集团第五工程有限公司重庆市 400037
        摘要：随着社会的发展，技术的不断创新。钢箱梁桥已成为目前城市建设当中较为常见的一种设计方案。但是城市复杂环境之下进行施工对于各方面的技术都是一种挑战，本文就钢箱梁在城区范围内运输、现场吊装及焊接等关键施工技术进行展开论述。
        关键词：钢箱梁；运输；吊装；焊接
        一、钢箱梁
        钢箱梁的建筑术语又叫钢板箱形梁，是目前我国进行大跨度建筑修建过程中较为常用的一种结构形式。目前一般在跨度比较大的桥梁上比较常见，应其外形像一个箱子因此通常人们又叫做钢箱梁。随着时代的发展，技术的不断创新。对于交通的要求也在不断的提升当中，钢箱桥由于本身抗扭刚度比较强并且竣工之后的外观优美以及整体的性能比较强，钢箱梁桥已逐渐成为城市桥梁建设的一种较好选择。
        钢箱梁是目前上承式结构当中较为常见的一种，其结构是属于上承式结构，这种结构的底板的受力是大大低于顶板受力的，并且是属于间接承受车轮荷载，也没有第二体系。因此，导致建筑设计师在设计的时候通常会将底板的厚度以及底板的加劲肋弱与顶板。为保证对钢箱梁实施应用提供技术支撑，在钢箱梁结构设计时需注重其细节设计，开展钢箱梁的动力性能研究[1-2]。
        就钢箱梁予以动力分析，假设其面积为S，施工材料的密度值为ρ，材料剪切弹性模量为J，材料杨氏弹性模量为Y，全截面对中性轴惯性矩为Q，上下翼缘板对中性轴惯性矩为X，此时，当处于弯曲状态下时，那么在t时刻，箱梁的第j个跨度的x截面轴向位置和竖向位置需满足关系式2.1：

         （公式2.3）
        在公式2.3中，k表示的含义为剪应力不均匀分布的修正系数。Mi（x，t）表示的含义为在t时刻，第j跨度的x界面弯矩。
        二、钢箱梁运输措施
        2.1合理规划构件运输路线
        基于城市繁华地区具有道路复杂、人流巨大等特征，在钢箱梁运输前，需对运输线路进行沿途勘察，包括构件运输路线途经的路桥设计荷载能力、转弯半径、收费站通行能力、交通部门管制情况等内容，保证构件的正常运输需求和安全性。
        2.1严格执行钢箱梁装运流程
        装运作业的流程是有标准规范的，装运期间，首先要以钢箱梁外部特征为依据，明确前拖车和后拖车的所在位置，完成专用托架安装。装车时，应确保前拖车和后拖车中心位置在同一直线位置，使用钢丝绳将拖车连接。用厚度为4cm的橡胶板作为钢梁和前后转盘之间的填衬。其次，钢箱梁装车后，用钢丝绳或者是铁链将其两侧和前后位置捆绑严实，在接触到构件的位置用手拉葫芦将绳索收紧，拉设警示绳并将示宽灯悬挂完成。再次，在运载钢箱梁时，及时向相关部门提供手续材料，若未批准，不得随意动工。运载钢箱梁期间要按照规定的路线和时间进行。运输钢箱梁时，需安排一辆指挥车开道，启用随车遥控自动转向装置完成车辆转弯。之后，装载钢箱梁的车辆行驶途中，转弯时的速度要尽可能的降低，保持在5km/h即可，由此实现运输构件的安全性。最后，当钢箱梁抵达卸载区域后，应与吊装方进行协调，车辆停靠稳妥后方可卸载，有序解开绳索。
        2.3 钢箱梁运输安全措施
        在夜间运输超宽简支钢箱梁构件时，必须在车辆上安装完成示宽灯，此外构件四周也需要安装提醒设备。在施工现场中，要及时派遣专业的安全监督管理人员与专业技术人员监督与指挥，做好现场各项工作的衔接与联系。驾驶员要具有丰富的驾驶经验，装卸人员掌握高等级操作技术，满足构件对技术的高要求。运输超宽简支钢箱梁构件的车辆要定期保养，保证其性能良好。确保超宽简支钢箱梁装载、运输和卸载各环节的信息沟通，动态性管理运输过程，运输人员要掌握部件运输方案，严格按照方案执行。
        三、钢箱梁吊装技术的难点及措施
        城区范围桥梁的选址一般都是位于重要交通枢纽地带。对于钢箱梁吊装技术而言，其中最重要的就是吊装设备的吊装能力问题。在进行施工的时候，首先需要对周围的环境进行详细的调查，当遇到既有公路、铁路、高压线、住宅等限制时，要做好吊装设备的选型、起吊角的控制、利用双吊车抬吊等吊装方案的优化，在保证施工安全的前提下，克服较为复杂的城市环境所造成的施工困难。龙腾大道跨线桥跨越交通流量极大的城市主干道龙腾大道，该项目在施工过程中关键技术应用对于城区桥梁施工具有一定的指导意义。[3]
        3.1 分段形式与组装顺序
        龙腾大道跨线桥（37+38+37）m钢箱梁根据施工现场情况、构件截面尺寸、吊装能力等确定了分段形式，合理考虑了设立临时支墩对龙腾大道交通及周边构造物的影响、现场高压线的干扰情况，根据临时支撑设置位置和结构分段重量确定将其划分为7段，其平面图如下所示：

        图3.1 钢箱梁分段平面图
        3.2 钢箱梁吊装机械和吊装方案的选用
        根据各分段重量及现场工况验算，本项目选用了一台LTM1500(500t)型汽车式起重机，对钢箱梁的第一段、第二段、第四段、第五段、第六段和第七段进行吊装；第三钢箱梁由于上空存在高压线的限制，选择两台LTM2600(260t)型汽车式起重机共同完成。另选一台TG1200-M（120t）型汽车式起重机，对纵梁、悬挑翼板工厂分段进行现场地面组装及吊装。第三段钢箱梁吊装方案如下图所示：

        图3.2 第三段钢箱梁吊装方案示意图

        图3.3 LTM1500(500t)型汽车式起重机结构图

        图3.4 LTM1500(500t)型汽车式起重机主臂工况额定起重量表

        图3.5 TG1200-M（120t）型汽车式起重机结构图

        图3.6 TG1200-M(120t)型汽车式起重机主臂工况额定起重量表
        钢箱梁安装就位后，要达到设计要求后采取土建支模方法实现钢-砼连接处施工，安装钢结构加固裸露在外部位置的钢箱梁。主梁吊装定位之后，要在最短时间内完成两端位置加固处理，在底部位置使用型钢撑实，并且以焊接的方式使其牢固。相邻主梁安装后，立即安装两主梁间的横梁，采用拉结码板和手拉葫芦进行拼接。
        四、钢箱梁焊接技术
        在进行钢箱梁现场焊接的过程中要想将质量把控好就需要从焊接的顺序、焊接精度、焊缝质量入手。在焊接顺序上采用先焊两钢梁间横梁腹板的连接焊缝，次焊连接构架的上下翼板连接焊缝。对接焊缝应两个焊工对称同方向同速进行焊接。现场安装焊缝的焊接，纵向焊缝从跨中向两端对称施焊，以减少焊接变形和焊缝约束应力。对于钢箱梁的现场焊接的精度控制是需要从钢箱梁的接头处的焊接精度、钢箱梁对接焊缝的收缩量以及现场焊接的总长的精度入手。而对于现场焊接的焊缝质量控制，如果是对于桥面焊缝来说，在可以搭设具备有一定的刚度和强度的风雨棚来控制焊缝的质量，并且是需要将风雨棚固定在桥面上的。其次就是可以在正式的开始焊接时，可以在试板上进行试验性的焊接，在确保焊接工艺所显示的相关系数是可以满足相关的施焊要求的前提之下，再投入到正式的焊接施工中。在进行施焊的时候需要注意的是，施工人员是不可以在没有经过允许的情况下载母材上面进行打弧。在进行陶制衬垫的贴置时，需要注意的是施工人员是需要要将衬垫的中心线控制到与焊缝中心线重合，这有这样才可以保证衬垫的紧密性以及后期是否可以牢靠的贴合在钢板上，在进行焊接的时候施工人员是需要将焊缝间隙控制在4mm以上。并且在实际的焊接过程中，是需要管理人员还要加强监督与管理，一旦发现异常情况就要进行相应的应对措施，从而保证焊接质量的过关。[4]
        结语
        本文基于龙腾大道跨线桥钢箱梁阐述了施工过程中的相应关键技术措施。对于钢箱梁在城区范围内的吊装与焊接技术是目前在修建过程中主要需要克服的难关，这两项技术主要的关键要义在于施工现场环境的理解、方案的合理制定、安全质量的严格管控。
        参考文献：
        [1]钢结构设计规范GB50017-2003.中华人民共和国建设部，2003年.
        [2]黄志诚,李东洋,郭馨艳.大跨径简支钢箱梁弯桥抗倾覆性能研究[J].公路工程,2019(15):48-49.
        [3]曾勇,曾渝茼,范和平,等.大跨简支钢箱梁桥荷载试验研究[J].河南城建学院学报,2020(02):7-13.
        [4]陈宏宝.某特大桥陆地区超宽超重钢箱梁架设关键技术[J].中国港湾建设,2019(04):74-79.