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摘要:在道路桥梁施工中经常会有钢箱梁的施工,这也是城市建设发展迅速,经济稳定持续发展的反应。但是道路桥梁的钢箱梁施工并不是件简单的事,相反,这是一项费时费力且技术要求很高的工程。因此,跨越城市道路桥梁钢箱梁施工技术需要理论性的指导和现实实践中的努力相结合,钢箱梁施工方案如果恰当,可以减少对交通状况和人们生活的影响,意义重大,同时也保障安全。因此,对钢箱梁施工技术的关注是非常有必要的。
关键词:道路桥梁;钢箱梁;施工技术
中图分类号:U448文献标识码: A
1 钢箱梁施工现状
正如业界内众所周知的情况,钢箱梁的施工是件技术性比较强的工程,在施工过程中面的难题比较多,而且施工周期会比较长。施工中会影响路况交通,如果操作不恰当还可能出现意想不到的安全事故。所以钢箱梁施工技术一直是业内人士潜心研究和发展的项目之一,研究这样的课题非常具有实际意义。
2 典型案例
某城市是国内一线大城市,每天交通拥堵现象严重,为了舒缓这种交通压力,该市决定在繁华的地区修建一座跨越桥。该跨越桥的总宽为18.3米,双向为四车道。其中上部的跨度桥梁设计为20m和28m,应用预制预应力的支箱梁。该工程中A线、B线的匝道桥转弯半径不大。而跨越城市主干道的上部结构应用钢箱梁施工,下部桥台应用U型的薄壁式桥台,采用双柱式的桥墩作为墩身,根基是钻孔灌注桩。该工程位于该大城市车流量、人流量都很大的中心地带,这样的施工情况必然影响正常交通,在施工期间反而会增加交通压力,甚至可能发生交通安全方面的问题。
鉴于上述情况,设计方案如下:该钢箱梁的主梁采用单箱三室作为横断面,截面为T形,梁高2米,下部的底宽12米,宽挑臂为2.25米,上部总宽为16.5米,腹板间距的中部设计为4.8米,而两侧3.6米,中跨中部为63米,起拱采用圆曲线,两侧设计为直线。
3 分析钢箱梁的施工方案
3.1 选择施工方案
施工方案是对具体施工过程的详细指导,因此具体施工应该完全按照施工方案来,但有时也会出现突然的变故。该工程由于特殊原因,原来设计方案中的由西向东施工到现场变成了南北两个区域。在这样的情况下,为了按时且保质完成施工,需要对钢箱梁施工方案进行优化。使用地面整拼,用两台150t的履带起重机将钢箱梁整体吊装安装W轴,分别安装东西两侧高架桥。而其他高架桥因为既要照顾到施工进度,还要考虑交通影响和施工安全,就使用150t的履带起重机将钢箱梁分段起吊,在高空散拼方法实施施工。
3.2 鋼箱梁安装技术
1)临时支撑
对于本案例中高架桥上各节点处使用直径为600×10钢管形成支撑体系,在支架下面用混凝土做基础,其顶面使用500工字钢为横梁,并且在工字钢上竖向焊接上加劲肋,用来支撑钢桥。每一组支撑高度为12m,调节柱顶加劲板和工字钢高度来满足支撑点标高,完成支撑架之后,加劲肋标高与支撑点位置要高出桥底面标高5mm,在卸载桥梁时就应该考虑到将相同高度加劲肋一起卸载。整个支撑架受力大约为200t。
2)W轴上和其他高架桥
W轴上高架桥需要两台起重机共同安装,作业半径选择为10m,梁段的梁端为吊装点。起吊箱梁之时,起重机臂旋转至钢梁顶上的垂直位置起吊离地,构件离开地面约40cm就应该停止起吊,要及时检查情况,受力点是不是牢固,受力中心位置有没有问题,确保没有安全问题时再继续。当起吊高度高出了安装高度大约200mm之时,就要将两台起重机朝后同时慢慢走车,一直将构建移动到安装位置正上方才停止走车。
施工过程中要尤其注意安全问题,起重机下严禁有人走动或站立。在施工过程中,固然要重视施工的质量,但还有另外两点需要注意的,那就是工期和成本控制。钢箱梁吊装就位后就要在其下方搭设焊接,对节点补漆,合理使用吊挂操作脚手架,这样不但确保了桥下的设施能够正常施工,还能节约搭建支撑系统所花费用。W轴上高架桥安装好之后就要考虑安装其他高架桥,此时应用150t的履带起重机采用分段高空散拼方法施工,要按照外侧箱体——内侧箱体——外侧挑檐——内侧挑檐这样的顺序完成安装。
3.3 施工中的质量管理
为确保顶推过程中钢箱梁、桥墩及临时墩的安全,顶推全过程进行监控。采用水准仪法对导梁挠度进行监测;测点设在导梁端断面上,横向共2个测点,分别在顶推前、推中、抵达临时墩顶前、抵达墩顶后进行实测,并与设计提供的挠度值对比;在导道梁顶面,钢箱梁顶板中线位置每隔10~20m固定一个小棱镜,分别在顶推前、顶推中、顶推中、顶推就位后采用全站仪观测小棱镜,根据测设的小棱镜位置推断钢箱梁及导梁的横向位移偏差;用同样的方法,对临时墩顶部位移进行监控;在墩底部、钢箱梁度板底部等部位安装应力计,实测应力,并与设计规定值对比;在永久支座处设置应力计,落梁时对各永久支座的支反力进行监测,根据测量结果调整支座高程。
对钢箱梁的拼装阶段进行测量控制主要包含了拼装胎架上各控制点相对位置及高差;测量焊接前后变形情况。安装阶段测量控制主要包含中轴线、桥墩轴线以及支撑轴线的相对位置,底板上四点高度差,顶板上四点高程,跨越中挠度以及成桥的测量。而控制钢箱梁的总长主要是由箱梁的总长累计监控与分段定位监控共同组成的。当分段定位测完标高时,就应该用钢带量具测量以分段端口作为定位点的长度位置,用来测量分段焊接的收缩量。一旦焊接完之后就要对实际焊接的收缩量进行测量,并且也要预放焊接收缩量比较差值,按照差值调整下一分段的定位。同时还要依据架梁顺序,监测吊装焊接,一直到吊装焊接完后进行复测,当然全部安装完之后还要对整个桥梁坐标做一次复测。
3.4 材料质量与安全问题
施工中所需原材料都要按照GB50205-2001标准规定以及设计图纸要求,并将检验试验计划给监理审批后,会同现场监理随即取样送检,合格之后才能投入到工程使用中。本案例中大约使用了5000t钢结构,东高架桥使用了板材类型大约为13种,西高架桥使用了板材类型大约为12种,依照试验计划前后复试了27批原材料。使用了三种焊材类型,其一是二氧化碳焊药芯焊丝,其二是二氧化碳焊实芯焊丝,其三是埋弧自动焊。依照检验计划前后复试了6批原材料。
本工程中现场与工厂的焊缝都应用100%焊接超声波进行探伤。该施工中一级焊缝现场为3420m,工厂1962m,经过探伤检验工厂一次合格率为99.5%以上,现场为99.5%以上,都符合标准要求。本研究所用钢箱梁的板厚8到24mm,接头主要采用了对接、T形接头以及搭接等。临时墩滑道安装时,相邻墩高程差控制在±2mm以内,同墩两滑道高程差控制在±2mm以内;钢梁施工质量控制以相关的设计文件及技术规范、验收标准为准。梁顶升最大高度及反力不得超过设计规定值;顶推作业时对钢箱梁、临时墩、导梁、桥墩实施监控,确保结构安全。顶推速度控制在10~15cm/min。
安全措施可以从以下方面着手。在作业地段设置施工警示牌。中央分隔带中墩四周设置防护网,防止物品坠入行车道;在支墩两侧用钢管搭设人行通道,并设置护栏,安装防落网,确保钢梁焊接和顶推时作业人员高空安全;位于既有道路地段的钢箱梁在实施顶推前完成护栏及钢结构表面防护等施工,以防后续施工时对行车带来安全隐患。
4 结束语
本文依据施工环境和条件,对施工方案进行合理优化,采用起重机安装钢箱梁不但快捷、方便而且安全,并且也对施工质量提出了相应控制。该跨越城市的道路桥梁完成之后线条流畅、外形美观,深得市民好评,获取良好社会效益。
参考文献
[1] 李杰,王嘉谦,王少峰,杨振东.天津西站跨铁路上客高架桥钢箱梁施工技术[J]. 建筑机械化. 2012(S1)
[2] 陈汉斌,彭建湘.浅谈大保公路K374+435(1-130m)箱形拱桥吊装、施工、监控[J]. 云南交通科技. 2002(05)
[3] 徐斯林,何超然,彭勇,赵利平.洪都大桥钢箱梁顶推施工技术[J]. 公路与汽运. 2010(05)
[4] 李传习,杨宁,张玉平,董创文.杭州江东大桥钢箱梁的日照温度梯度及顶推过程中末段梁的变形[J]. 交通科学与工程. 2009(01)
关键词:道路桥梁;钢箱梁;施工技术
中图分类号:U448文献标识码: A
1 钢箱梁施工现状
正如业界内众所周知的情况,钢箱梁的施工是件技术性比较强的工程,在施工过程中面的难题比较多,而且施工周期会比较长。施工中会影响路况交通,如果操作不恰当还可能出现意想不到的安全事故。所以钢箱梁施工技术一直是业内人士潜心研究和发展的项目之一,研究这样的课题非常具有实际意义。
2 典型案例
某城市是国内一线大城市,每天交通拥堵现象严重,为了舒缓这种交通压力,该市决定在繁华的地区修建一座跨越桥。该跨越桥的总宽为18.3米,双向为四车道。其中上部的跨度桥梁设计为20m和28m,应用预制预应力的支箱梁。该工程中A线、B线的匝道桥转弯半径不大。而跨越城市主干道的上部结构应用钢箱梁施工,下部桥台应用U型的薄壁式桥台,采用双柱式的桥墩作为墩身,根基是钻孔灌注桩。该工程位于该大城市车流量、人流量都很大的中心地带,这样的施工情况必然影响正常交通,在施工期间反而会增加交通压力,甚至可能发生交通安全方面的问题。
鉴于上述情况,设计方案如下:该钢箱梁的主梁采用单箱三室作为横断面,截面为T形,梁高2米,下部的底宽12米,宽挑臂为2.25米,上部总宽为16.5米,腹板间距的中部设计为4.8米,而两侧3.6米,中跨中部为63米,起拱采用圆曲线,两侧设计为直线。
3 分析钢箱梁的施工方案
3.1 选择施工方案
施工方案是对具体施工过程的详细指导,因此具体施工应该完全按照施工方案来,但有时也会出现突然的变故。该工程由于特殊原因,原来设计方案中的由西向东施工到现场变成了南北两个区域。在这样的情况下,为了按时且保质完成施工,需要对钢箱梁施工方案进行优化。使用地面整拼,用两台150t的履带起重机将钢箱梁整体吊装安装W轴,分别安装东西两侧高架桥。而其他高架桥因为既要照顾到施工进度,还要考虑交通影响和施工安全,就使用150t的履带起重机将钢箱梁分段起吊,在高空散拼方法实施施工。
3.2 鋼箱梁安装技术
1)临时支撑
对于本案例中高架桥上各节点处使用直径为600×10钢管形成支撑体系,在支架下面用混凝土做基础,其顶面使用500工字钢为横梁,并且在工字钢上竖向焊接上加劲肋,用来支撑钢桥。每一组支撑高度为12m,调节柱顶加劲板和工字钢高度来满足支撑点标高,完成支撑架之后,加劲肋标高与支撑点位置要高出桥底面标高5mm,在卸载桥梁时就应该考虑到将相同高度加劲肋一起卸载。整个支撑架受力大约为200t。
2)W轴上和其他高架桥
W轴上高架桥需要两台起重机共同安装,作业半径选择为10m,梁段的梁端为吊装点。起吊箱梁之时,起重机臂旋转至钢梁顶上的垂直位置起吊离地,构件离开地面约40cm就应该停止起吊,要及时检查情况,受力点是不是牢固,受力中心位置有没有问题,确保没有安全问题时再继续。当起吊高度高出了安装高度大约200mm之时,就要将两台起重机朝后同时慢慢走车,一直将构建移动到安装位置正上方才停止走车。
施工过程中要尤其注意安全问题,起重机下严禁有人走动或站立。在施工过程中,固然要重视施工的质量,但还有另外两点需要注意的,那就是工期和成本控制。钢箱梁吊装就位后就要在其下方搭设焊接,对节点补漆,合理使用吊挂操作脚手架,这样不但确保了桥下的设施能够正常施工,还能节约搭建支撑系统所花费用。W轴上高架桥安装好之后就要考虑安装其他高架桥,此时应用150t的履带起重机采用分段高空散拼方法施工,要按照外侧箱体——内侧箱体——外侧挑檐——内侧挑檐这样的顺序完成安装。
3.3 施工中的质量管理
为确保顶推过程中钢箱梁、桥墩及临时墩的安全,顶推全过程进行监控。采用水准仪法对导梁挠度进行监测;测点设在导梁端断面上,横向共2个测点,分别在顶推前、推中、抵达临时墩顶前、抵达墩顶后进行实测,并与设计提供的挠度值对比;在导道梁顶面,钢箱梁顶板中线位置每隔10~20m固定一个小棱镜,分别在顶推前、顶推中、顶推中、顶推就位后采用全站仪观测小棱镜,根据测设的小棱镜位置推断钢箱梁及导梁的横向位移偏差;用同样的方法,对临时墩顶部位移进行监控;在墩底部、钢箱梁度板底部等部位安装应力计,实测应力,并与设计规定值对比;在永久支座处设置应力计,落梁时对各永久支座的支反力进行监测,根据测量结果调整支座高程。
对钢箱梁的拼装阶段进行测量控制主要包含了拼装胎架上各控制点相对位置及高差;测量焊接前后变形情况。安装阶段测量控制主要包含中轴线、桥墩轴线以及支撑轴线的相对位置,底板上四点高度差,顶板上四点高程,跨越中挠度以及成桥的测量。而控制钢箱梁的总长主要是由箱梁的总长累计监控与分段定位监控共同组成的。当分段定位测完标高时,就应该用钢带量具测量以分段端口作为定位点的长度位置,用来测量分段焊接的收缩量。一旦焊接完之后就要对实际焊接的收缩量进行测量,并且也要预放焊接收缩量比较差值,按照差值调整下一分段的定位。同时还要依据架梁顺序,监测吊装焊接,一直到吊装焊接完后进行复测,当然全部安装完之后还要对整个桥梁坐标做一次复测。
3.4 材料质量与安全问题
施工中所需原材料都要按照GB50205-2001标准规定以及设计图纸要求,并将检验试验计划给监理审批后,会同现场监理随即取样送检,合格之后才能投入到工程使用中。本案例中大约使用了5000t钢结构,东高架桥使用了板材类型大约为13种,西高架桥使用了板材类型大约为12种,依照试验计划前后复试了27批原材料。使用了三种焊材类型,其一是二氧化碳焊药芯焊丝,其二是二氧化碳焊实芯焊丝,其三是埋弧自动焊。依照检验计划前后复试了6批原材料。
本工程中现场与工厂的焊缝都应用100%焊接超声波进行探伤。该施工中一级焊缝现场为3420m,工厂1962m,经过探伤检验工厂一次合格率为99.5%以上,现场为99.5%以上,都符合标准要求。本研究所用钢箱梁的板厚8到24mm,接头主要采用了对接、T形接头以及搭接等。临时墩滑道安装时,相邻墩高程差控制在±2mm以内,同墩两滑道高程差控制在±2mm以内;钢梁施工质量控制以相关的设计文件及技术规范、验收标准为准。梁顶升最大高度及反力不得超过设计规定值;顶推作业时对钢箱梁、临时墩、导梁、桥墩实施监控,确保结构安全。顶推速度控制在10~15cm/min。
安全措施可以从以下方面着手。在作业地段设置施工警示牌。中央分隔带中墩四周设置防护网,防止物品坠入行车道;在支墩两侧用钢管搭设人行通道,并设置护栏,安装防落网,确保钢梁焊接和顶推时作业人员高空安全;位于既有道路地段的钢箱梁在实施顶推前完成护栏及钢结构表面防护等施工,以防后续施工时对行车带来安全隐患。
4 结束语
本文依据施工环境和条件,对施工方案进行合理优化,采用起重机安装钢箱梁不但快捷、方便而且安全,并且也对施工质量提出了相应控制。该跨越城市的道路桥梁完成之后线条流畅、外形美观,深得市民好评,获取良好社会效益。
参考文献
[1] 李杰,王嘉谦,王少峰,杨振东.天津西站跨铁路上客高架桥钢箱梁施工技术[J]. 建筑机械化. 2012(S1)
[2] 陈汉斌,彭建湘.浅谈大保公路K374+435(1-130m)箱形拱桥吊装、施工、监控[J]. 云南交通科技. 2002(05)
[3] 徐斯林,何超然,彭勇,赵利平.洪都大桥钢箱梁顶推施工技术[J]. 公路与汽运. 2010(05)
[4] 李传习,杨宁,张玉平,董创文.杭州江东大桥钢箱梁的日照温度梯度及顶推过程中末段梁的变形[J]. 交通科学与工程. 2009(01)