浅谈高速公路跨线钢箱梁施工质量控制措施

马理想 张佳星

中交第二航务工程局有限公司第六分公司，湖北武汉， 430000

摘 要:随着时代和经济的不断发展， 对工程建设的施工进度及施工质量越来越高，而桥梁施工中的钢箱梁有自重轻，承载力大，可在施工现场周边进行快速拼装的特点，因此在涉及跨线施工的工程中的经常得到推广运用，本文结合平天高速跨天巉公路及宝兰客专钢箱梁施工，主要介绍钢箱梁施工中质量控制措施。 

关键词: 高速公路 跨线钢箱梁施工质量控制措施 平天高速公路

0 引言

为适应交通快速，舒适性的要求，高速公路的建设与既有道路的交叉现象越来越多，出现了大量的跨线桥梁。而跨线桥梁施工中，由于钢箱梁受力好，外形观赏性强，施工周期相对较短，可工厂化施工，本身自重相对较轻，方便通过焊接或其他方法进行施工等优点。因此，得到了广泛的应用和推利广；但同时也存在着吊装不便等问题。本文立足于该工程的重难点问题，并结合现有工程实例，对高速公路跨线钢箱梁的施工质量控制措施进行研究探讨。

1 工程概况

秦安特大桥位于秦安县城西侧，上跨叶堡至秦安地方路、天巉公路及宝兰客运专线。与铁路的交叉桩号为K175+660=ⅢDK813+580，交角为133度。交叉处铁路设计高程为1233.578m，在交叉处为隧道明洞，下穿天巉公路，高速公路在交叉处设计高程为1255.5m，上跨天巉公路与宝兰铁路客运专线，宝兰铁路客运专线隧道口距离路线中心的距离约34m。交叉处公路采用（57+120+57）m的变截面钢箱梁上跨铁路，桥梁立面图见下图1、图2。

图1 左幅桥立面图

图2 右幅桥立面图

钢箱梁采用变截面箱型结构断面。单幅桥面宽15.6m，单箱单室，外侧悬臂宽4.5m，内侧悬臂宽3.0m，箱室宽8m。支点梁高6.5m，跨中梁高3.2m；梁高按2次抛物线变化。单幅钢箱梁桥面设置3%横坡。

钢箱梁一般位置顶、底板板厚16mm，腹板板厚 16mm；中支点顶板加厚至 20mm、底板厚加厚至 24mm，腹板加厚至20mm；端支点顶、底板板厚加厚至20mm；中跨中顶、底板板厚加厚至20mm。普通横隔板板厚16mm、24mm，支点横隔板板厚32mm。顶板加劲肋箱室内采用U肋；底板加劲肋采用I肋。梁体均采用Q345qDNH钢板焊接而成，桥面板采用正交异性板结构，为便于节段之间现场施焊，横隔板设有进人孔，桥梁纵断面图见下图3。

图3 秦安特大桥支点横断面图

2 施工工艺流程及控制要点

2.1 钢箱梁施工工艺流程

钢箱梁先进行节段划分，全桥纵向划分28个节段，边跨钢箱梁每个节段横向划分为4块，中跨钢箱梁每个节段横向分为3块。钢箱梁在工厂制作板单元，汽车公路运输至施工拼装场地进行总拼装成梁段，运梁平板车运至桥位。边跨采用支架法履带吊架设，主桥墩上的0#块梁采用桥位散拼，中跨钢箱梁采用桥面吊机架设。线形调整到位后现场焊接，经外观检查及探伤合格后完成焊缝涂装，支座临时固结解除，完成体系转换，施作桥面系。

2.2 钢箱梁制作质量控制要点

钢箱梁由专业单位施作，在工厂及现场均采用栓、焊结合连接，在场内分别制成顶板单元、底板单元、横隔板单元件等，施工中主要从以下几点控制：

（1）生产钢箱梁所有的材料，包括钢材、焊条、高强螺栓及涂装材料必须集中招标材料，进厂后由监理、中心试验室及施工单位共同取样送检，严把质量关，确保样品与实际到厂材料相符。

（2）钢箱梁制作方案必须要进行评审，必须要有现场监理及施工人员进行驻厂，对钢箱梁板单元制作，焊接及试拼工作进行全程旁站，板单元下料后及时进行检查，不符合要求不得进行使用。

（3）做好所有技术人员的证件审查及资格认证，并对施工首件及时进行总结。

2.3 施工现场场地处理及临时墩支架搭设质量控制要点

施工前根据现场情况施工要求修筑施工作业场地，需要用隧道洞渣进行分层压实、整平，并做好防排水，地基承载力应满足罐车行驶及200T履带吊等大型设备的作业条件要求。现场施工便道应按以下要求进行实施：

（1）现场开挖完成后需对地基承载力进行检测，开挖基地承载力不小于150kPa。如不满足应采用隧道洞渣换填，然后在进行承载力检测。

（2）临时支架搭设前测量放线画出每组临时支架的具体位置，在原地面支立模板，然后安装固定预埋件。待验收合格后，采用泵车浇筑商品混凝土成型，然后采用土工布覆盖养护达到设计强度75%时安装钢管支架。

（3）钢管支架在现场加工厂制作成型，采用25t汽车吊先安装钢管立柱与基础混凝土焊接连接，然后安装平联、斜撑成整体排架，最后安装横梁。待整个支架安装到位之后再进行调整钢管安装。

（4）临时支墩上方设置专用的标高调节装置，用以调整因钢梁自重产生的挠度，具体高度以监控单位相关数据为准。

2.4 钢箱梁运输控制要点

（1）建立项目部陆上施工交通安全管理等制度，施工前与交警部门联系，根据项目特点制定施工方案，特别是施工期间跨路保护措施。

（2）陆上施工涉及占路占道时需及时向交警部门报批，提前发布公告告知周边通行居民绕行，在施工区上下侧及时设置防撞警示和防撞设施等。

（3）施工期间合理安排施工工序，尽量将需要占用道的施工作业安排在通行密度小的时段完成，并尽量减少跨路作业时间，作业人员要严格穿戴劳保用品，戴好安全帽、高处作业系好安全带，发生碰撞事故及时上报。

2.5 边跨钢箱梁施工质量控制要点

边跨钢箱梁采用支架法履带吊架设，架设完成后进行压重混凝土浇筑，带混凝土强度达到设计要求后进行支架拆除施工。

（1）施工测量：基于本工程测量工作较为复杂，测量难度高，项目部专门成立钢箱梁测量小组，严格按照 “一放二复”的原则，同时为减少温度和气候对测量结果的影响，选择在日出前及日落后进行。在钢箱梁的安装前应对支承面及支座的标高及平面坐标位置进行重点复测，平面纵横二个方向应水平，其偏差≯2㎜，支座中线应与主梁中心重合，最大水平位置偏移≯2㎜，复结果合格后上报监理，经同意后才可进行钢梁安装。

（2）梁片定位：钢箱梁吊装横桥向定位以外弧侧底板边缘线为基准，对应支架上预先设置的限位板即可。将吊装节段下底板的安装线在支架上划好，限位板焊接在支撑横梁的上面，使限位板与钢箱梁下底板边缘对齐。以此限位板为基准，定位安装先吊装定位梁，后续节段以此为基准，依次初步定位。考虑纵横坡及预拱度计算出支架处对应梁段的设计标高，在支架上装焊对应长度的调节钢管。挑臂吊装后两端与对应梁段对齐，与对应节段接缝处安装定位码板，保证节段间6mm间隙。每间隔0.5m左右设置一块码板。

（3）线性控制：平面线型及立面线型，通过千斤顶和螺杆紧涨器精调，调整过程中不断监测各监测点的标高和设计坐标值，测量数值与设计值在误差范围内，方可进行钢箱梁的焊接。

（4）在现场钢箱梁焊接、探伤、支座焊接、支座临时固结完成，经检测合格后方可进行压重混凝土浇筑。压重混凝土位于J1、J2节段，厚度为60cm，采用汽车泵从梁顶板施工人孔泵送混凝土进行浇筑。

（5）钢箱梁焊接检测合格后及压重混凝土达到设计强度后，方可进行支架的拆除，首先将支架横梁上调节钢管割除，此时钢箱梁受力转换于墩顶支座上，完成体系转换。并且割除横上的调节钢管顺序严格按照卸载顺序，即边跨从跨中向两边。

2.6 中跨钢箱梁施工质量控制要点

临时支架拆除后，将桥面吊机在6号梁块上组拼完成，设备部、安全部并对各部件及锚固进行检查，先进行整机空载试验，桥面吊机经验收、试吊合格后进行中跨梁段吊装施工。合龙时刚性连接设计：在合龙前钢箱梁顶板上焊接两根刚性连接梁，由双拼45#工钢组成刚性连接梁焊接于钢箱梁腹板上方的顶板上，焊缝长度500mm。

（1）测量定位：梁片吊装时分别测量每个定位梁片的测量点（吊装前做好标记），通过坐标控制梁片的平面位置。结合监控单位计算的纵横坡及预拱度计算出测量点（吊装前做好标记）对应梁段的设计标高，梁段就位后即完成高程的初步定位。

（2）线性控制：平面线型及立面线型，通过千斤顶和螺杆紧涨器精调，调整过程中不断监测各监测点的标高和设计坐标值，直到测量数值与设计值在误差范围内，才可开始钢箱梁的焊接。

（3）平面线型精调：吊装时粗调完成，再通过千斤顶调整精调梁段横桥向间隙，和顺桥向间隙。保证间隙4~6mm。调节完成后用码板定位，为后续焊接做准备。

（4）合龙段高程精调：合龙段架设前切除余量，吊装时粗调完成，再通过千斤顶调整精调梁段顺桥向间隙。保证间隙4~6mm。高程精调采用千斤顶和调节码板进行微调，调节完成后用码板定位，为后续焊接做准备。

2.7 钢箱梁焊接质量控制要点

（1）钢箱梁现场焊接的质量是全桥控制的重点，安装精度又是影响焊接质量的重要因素，安装偏差必须满足设计允许范围之内。

（2）施工前进行工地焊接工艺评定试验，取得的成果，必须经业主、监理、设计和专家组审查批准后方可实施，施工中严格执行工艺文件，不得擅自修改。

（3）工地施工作业前，搭建好临时工作平台，配置好足够数量的设备、工具、采取必要的防水防潮及防风雨措施。

（4）工地焊接环境条件：风力＜5级（施焊部位），温度≥5℃，湿度≤80%。

（5）施焊前应清除焊接区的有害物。施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧，焊接后应及时清除熔渣及两侧的的飞溅物。多层焊接时宜连续施焊，且应控制层间温度，每一层焊缝焊完后应及时清理检査，应在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后,再焊下一层。

（6）焊缝外观不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、焊坑未填满等缺陷，如定位焊缝出现裂纹或其他缺陷时，应返工处理。

3 钢箱梁施工重难点控制措施

( 1) 该桥梁桥位位于繁忙的天馋公路及宝兰客专上,交通疏解压力大，上跨安全风险较大。通过临时改路，增加导流警示标牌，将交通压力疏导至施工现场以外，同时安排好交叉施工安全管理。

(2)受场地影响，支架跨度较大，且支架位置处于冲沟范围内，地基处理难度较大，钢管与基础采用固结，同时钢管支架之间采用横向连接进行连接，保证支架整体稳定性。

(3)桥面整体宽度较大(15.6m) ，安装难度大，采用200t履带吊进行吊装，并根据各节段重量及位置进行布置吊车，然后进行吊安、就位、焊接。

(4)钢箱梁几何尺寸的控制要一定要从下料精度开始控制，焊接坡口角度要准确、焊接变形尽量小。

(5)所有焊缝施焊时必须要遵循对称、均匀、同步、先长后短的原则进行，顶板对接焊缝采用埋弧填充盖面外，其余焊缝均采用CO2气体保护焊进行焊接。底板加劲肋对接焊接，采用钢衬垫单面焊双面成型工艺，横隔板与腹板角焊缝，底板肋嵌补段与底板部分熔透角焊缝。超声波探伤、X射线探伤的抽检频率必须要满足要求，施工单位检测频率达到100%。

4 结束语

钢箱梁施工具有施工周期快，结构承载力大的优点，施工过程中质量的的控制尤为重要，所有在施工过程中要加强施工人员的质量意识，确保施工质量整体可控，后期钢箱梁的施工要转变传统的设计及管理理念，选择合适的施工材料，及时发现施工中存在的问题，并积极有效的提出整改措施，从而促进我国高速公路钢箱梁施工的整体水平。

参考文献：

［1］周伟. 浅析公路桥梁施工过程的质量管理[J]. 信息系统工程,2010（11）。

［2］刘茂华. 桥梁施工质量通病及其预控措施[J].中国科技信息，2006（10）。

［3］汤景华.浅析钢箱梁施工质量控制要点.江西建材,2014年21期;172-173。

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