川桥路斜交简支叠合钢箱梁施工技术

川桥路斜交简支叠合钢箱梁施工技术

杨利平

上海浦东路桥（集团）有限公司

【摘要】随着钢结构施工工艺的不断改进，钢结构桥梁具有承重性能高、受力明确、外表美观、施工速度快等优点，使钢结构桥梁在现阶段被广泛应用。川桥路项目由于工期紧，施工跨度大，为节约工期和费用，采取钢箱梁分段吊装施工工艺，并应用BIM技术进行模拟，节约了支架钢材及搭拆的人工及工期，具有较高的实用性和经济性，为钢箱梁的建筑施工提供参考。

【关键词】钢箱梁；工期紧；吊装；施工工艺；BIM

1 工程概况

曹家沟桥的跨径为3*25+52+3*25m，全长202m，主跨采用52m简支钢—砼组合梁，跨径大，工期紧。本次主要研究52m斜交桥简支叠合钢箱梁的现场安装。该桥宽30m，由5片开口钢箱梁组成，全桥总重量为704.45吨，安装高度控制在5.5m以内；根据现场实地勘察，曹家沟无法通行构件运输船及进行浮吊作业；现场架空电缆线均与拟安装钢梁净距在6米以上，满足施工要求。吊车拟站位地面场地承载力良好，并在吊车下铺设钢板，无需对地下管线进行额外保护。故本项目采用跨内+跨外的吊装方式，如图1-1所示。

图1-1：钢箱梁部分断面图

2 施工中存在的难点

（1）钢梁横跨曹家沟河道，每天有保洁船等经过，不能对该河道的通航时间造成长时间的中断；

（2）钢箱梁施工跨度大，受地形条件限制大，东侧盖梁距离河边约25m，临时支墩设在岸边，地基加固较困难；

（3）桥梁东侧靠近10KV的高压电线，西侧靠近部队大院、花木街道等，场地空间狭小，吊装困难；

（4）钢箱梁长度为52m，运输困难，对交通压力较大；

3 总体部署

钢箱梁吊装拟采用符合技术要求和性能并检定合格的320t履带吊、400t汽车吊以及50t汽车起重机进行安装；为保证现场顺利安装，钢梁分段须在工厂下胎架前做好基准线、标记、编号，编号在平面布置图中详细标明，保证安装精度，确保钢梁在安装位置的准确性。

曹家沟东侧箱梁采用320t履带吊跨内吊装；曹家沟西侧箱梁采用400t汽车吊跨外吊装；临时支架以及构配件使用50t汽车起重机进行吊装。根据现场条件，明确各段构件吊装和进场顺序，并确定出厂装车顺序；构件安排在夜间行车及进场，需做好交通协管和安全保障工作。

施工中的测量定位，采取安装位置角度测距和地面放线垂准同步控制；临时钢支架落地采用钢筋砼条形基础，吊装搁置后须进行沉降观测，支架搭设前需考虑抵消沉降的预起拱；作业区域和运梁车的场地须事先平整压实，并需铺设路基箱，对地基进行加固。

4 钢结构吊装

4.1钢箱梁分段施工

曹家沟桥是一座东西方向的跨河桥，南侧靠近厂区及部队大院，北侧靠近10KV高压电线，作业空间狭小；此外，钢箱梁跨度大，运输距离长，交通压力大，危险系数高，吊装困难；因此对钢箱梁进行分段运输和施工。

钢箱梁共计5片，在工厂分割成东侧35m，西侧17m的两部分，共10段，东侧钢箱梁重88t左右，西侧重54t左右。由南向北吊装，最后将南北两段钢箱梁焊接成一个整体。

4.2吊耳及吊索具布置

吊耳的技术指标：吊耳和两侧加强板的材料采用与其相接的钢构件材料；吊耳切割后的切割断面应打磨光顺；吊孔应磨光，孔的边缘必须倒角。

吊耳的焊接要求：吊耳开坡口处，坡口焊后，再增加6 ~ 8mm焊脚；吊耳不开坡口处的角焊缝，其焊脚为其中薄板板厚的0.7倍；所有吊耳零件间的焊缝都为连续焊缝，如有端头需进行包角焊，其包角焊的焊脚为1.2倍薄板板厚。

吊耳所处位置反面的结构焊接要求：吊耳反面的纵、横结构是双面连续焊的，应在距吊耳中心1m范围内的所有纵、横向构架进行加强焊，其加强焊的焊脚高度在原焊脚高度的基础上再增加2~3mm；若吊耳反面的纵横结构在规定加强焊的范围内不连续，其结构端头均应进行包角焊，其包角焊的焊脚高度为1.2倍加强焊的焊脚高度。吊耳焊接完成后须射线探伤合格，方可进行后续作业。

钢丝绳及卸扣设置：构件最大重量为88t，为4吊点吊装，按3吊点受力验算钢丝绳和卸扣，吊点设置在钢箱梁的顶板上，分别距离该段钢箱梁重心水平距离4m的位置上。

选用185Kg/mm2抗拉强度的钢丝绳，破断拉力252.5吨；钢丝绳与水平夹角不小于60°，钢丝绳安全系数K=8；现场最小需配置35吨的卸扣。

4.3临时支架设置

根据现场状况，钢箱梁临时支架设在曹家沟河边，起重机重载道路及站位也靠近河道，需对地基进行加固，回填50cm建筑垃圾，并压实，确保地基承载力达到10t/㎡以上；临时支墩在此基础上浇筑60cm钢筋砼基础；西侧汽车吊场地为原有场内场地，地基承载力良好，需对承台边上的回填土区域分层压实，以保证承载力达到15t/㎡以上，并对处理好的地基进行堆载试验，临时支架设置在扩大的钢筋砼基础上，支墩架顶最大支撑力为240t，每处HW300短立柱支撑120t,如图4-1所示。

图4-1:临时支墩断面图

临时支架支撑立柱顶部标高要求：除根据设计图纸计算桥底标高外，还需进行起拱值计算。现场临时支架支撑点处标高应按下式进行计算，并以此来设计钢箱梁的预拱度：

搭设标高=设计底标高+设计起拱值+修正值

4.4构件吊装松钩条件

西侧分段梁需要严格按照松钩条件来进行施工，确保吊装安全。该侧分段最大自重为54t，对接接口处对东侧分段端部最大压力为27t。为提高现场吊装安全储备，构件松钩需按《钢结构吊装安全保证措施强制执行条文（体系稳定保证）》中的松钩要求执行。

4.5钢梁吊装施工

①现场吊装施工流程：吊车进场验收→跨中临时支墩架设→支座安装→分段梁吊装→搭设操作挂架→焊接涂装→操作挂架拆除→交付上部钢筋砼→跨中临时支架拆除→竣工验收

②为便于使用和吊装安全，现场配两套主吊装钢丝绳，另配一套临时支架安装用钢丝绳，各钢丝绳安全系数符合设计要求，在吊装时，根据吊车作业半径以及实际臂长测算实际允许吊装重量；

③曹家沟东侧典型吊装工况：

1）由于场地比较狭窄，吊装曹家沟桥南边一侧吊装钢箱梁时，临时支架需要分批安装，避免与吊车后配重冲突；此外，吊装时吊机半径为18m，桥宽为30m，因此边跨施工时履带吊需带载行走至安装位置，将钢箱梁就位；

2）桥西吊装时，由于场地狭小，吊车紧靠桥梁混凝土立柱位置，为避开桥梁混凝土立柱，吊车的基础垫高，支撑处设置两层路基箱板。

4.6吊装施工

①吊装施工原则：大型构件吊装，根据现场条件，明确构件吊装顺序和进场顺序，并确定出厂装车顺序；进场机械须事先做好检测鉴定；开吊前了解施工区域地下管线和场地情况；所有构件原则上现场卸车不落地，直接吊装就位；需要工厂在分段钢梁上焊制的搁排、连接件和吊环等，事先向工厂提交零件图和布置图；所有分段构件对接部位上的粘着物也须在出厂前清除；施工过程中的测量定位，采取安装位置角度测距和地面放线垂准同步控制；构件的焊接和最终喷涂需晚间进行，做好焊接部位下方的防护；大件运输和进场，以及占用交通道路施工，须办理相关手续。

②焊接：钢箱梁分为东西两段，因此钢箱梁西侧施工时需对钢箱梁进行接口焊接，使之形成一个整体。焊接时先焊接连系梁上下翼板连接焊缝，再焊腹板连接焊缝，以减少焊缝变形和焊缝约束应力。

③进行现场涂装

④格构柱卸荷：钢结构焊接完毕形成稳定的体系，焊缝检测合格后，便可开始上部钢筋砼桥面板施工，桥面钢筋砼施工完成，混凝土强度达到设计强度后，拆除跨中临时支架。

5 总结

曹家沟桥钢箱梁在狭窄空间分段架设、焊接的施工技术，有利于减少交通运输的压力，减少现场存放空间，以及狭窄空间的施工，在整个施工过程中快捷、安全，质量和工期都得到了较大的保障，节约了支架搭设的费用，经济效益和社会效益显著，值得在同类桥梁中推广应用。

参考文献：

[1]齐凯，高速公路钢箱梁吊装施工技术，2021（03）；

[2]王林森，大跨度钢箱梁的制作与分段吊装技术探究与应用,2021（03）；