论钢箱梁长大节段整体制造安装施工技术

苏乾东

（中铁十一局集团汉江重工有限公司，湖北 襄阳 441000）

1 工程概况及钢箱梁结构特点

某桥全长200m，跨越京广铁路，与南北侧的常青路高架桥顺接；桥跨采用（95+105）m分幅转体连续钢箱梁，桥面总宽51m，桥面布置为：0．65m（防撞护栏）+2．2m（缓冲带）+0．65m（防撞护栏）+21．25m（机动车道）+0．5m（防撞护栏）+0．5m（中央分隔带）+0．5m（防撞护栏）+21．25m（机动车道）+0．65（防撞护栏）+2．2m（缓冲带）+0．65（防撞护栏）=51m。下部结构采用框架墩，群桩基础。

（1）梁高。钢箱梁端部梁高3．0m，主墩处根部梁高6．5m，直腹板梁高按二次抛物线变化。钢箱梁单幅顶宽 25．25m，底宽 16．5m。

（2）顶板及其加劲肋。顶板在顺桥向不同区段采用了16mm、20mm、24mm、32mm这4种不同的厚度，中支点区域板厚最大。顶板采用U肋加劲，上口宽300mm，下口宽170mm，高度280mm，间距600mm。U形加劲肋厚度均为10mm。钢桥面板顶板下缘保持平齐，U形加劲肋保持底缘平齐。在钢箱梁挑臂位置的U肋手孔下设置栓接封板，防止飞鸟筑巢。

（3）底板及其加劲肋。底板在顺桥向不同区段采用了16mm、20mm、24mm、36mm这4种不同的厚度，中支点区域板厚最大。底板采用倒T形肋加劲，基本间距450mm，加劲肋厚度均为14mm。主墩墩顶梁段底板由水平段及二次抛物线段组成，底板采用压弯成型。为便于底板加劲肋施工，底板上缘保持平齐。

（4）腹板及其加劲肋。腹板在顺桥向不同区段采用了16mm、20mm两种不同的厚度，腹板内侧保持平齐。腹板纵向采用板肋加劲，纵向加劲肋纵向连续，在横隔板与竖向加劲肋处穿孔而过。

（5）横隔板及横肋。横隔板标准间距2．8m，两道横隔板间安设竖向加劲肋。箱梁外侧和横隔板相应区域都安置挑臂，挑臂腹板厚14mm。横隔板采用实腹式、框架式和桁架式3种构造，在支点处采用实腹式横隔板，桁架式横隔板分为V型或X型撑隔板，桁架式横隔板之间设置一道框架式横肋隔板。V型横撑斜杆采用∠200×14mm等边角钢，节点板厚16mm。X型横撑斜杆采用焊接T型，板厚为20mm，节点板厚16mm。

（6）连接构造。钢箱梁连接均采用以焊接为主的栓焊组合方式。顶板、腹板及其加劲肋、底板及其加劲肋都采用焊接，强化主梁密闭性。顶板U肋采用焊接方式。

2 钢箱梁节段划分方案

常青路主线高架桥桥梁工程节段划分为两个部分：普通节段 S1、S2、S3、S4、S5、F1、F2、F3、F4、F5和节段SF。普通节段纵向共分为21个节段。其中S1、S2、F1、F2纵向分为8个节段，横向分为10个节段，腹板方向分为2个节段，共为128个节段；S3、F3纵向分为4个节段，横向分为10个节段，共为40个节段；S4、F4、S5．2、F5．1纵向分为 7个节段，横向分为 16个节段，共为112个节段；S5．1、F5．2纵向分为2个节段，横向分为4个节段，共为8个节段。普通节段共计288个节段，其中最重节段为重48t。SF节段纵向共分为3个节段，其中SF3、SF4纵向分为1个节段，横向分为7个节段，腹板方向分为2个节段，共为14个节段；SF1、SF2、SF5、SF6纵向分为2个节段，横向分为5个节段，腹板方向分为2个节段，共计20个节段。共计34个节段，其中最重节段重44．5t。

3 钢箱梁长大节段整体安装施工技术

（1）全桥钢箱梁架设工序。首先进行主塔区梁段与3个桥墩顶梁段的架设施工，之后进行桥墩顶梁段间的架设作业，分别架设长大节段钢箱梁与主跨梁段。钢箱梁长大节段完整地输送到桥位，借助液压实现长大节段梁实现起吊，定位后焊接墩顶钢箱梁。

（2）钢箱梁吊架验算。根据实际的施工工况进行分析，吊装1#块钢箱梁施工时吊架受力的情况最为糟糕，吊点最大受力在265t左右，并且吊点间距控制在7．5×17m。双拼对折φ56mm钢管截面的 特 点 是：A=0．00492352m2；φ426×6mm 钢 管 截面 的 特 点 是：A=0．0080258m2，W=0．000316cm3，I=0．000089124cm4；双拼H588型钢截面的特点是：A=2×192．5cm2，W=2×9020cm3，I=2×118000cm4。经由ALGOR13计算得到下列结果：钢丝绳受力、吊架H588型钢应力的最大值分别是50t、25MPa，达到施工标准。钢丝绳拉伸、吊架变形的最大值分别是1．7cm、0．5cm，即变形的最大值是 2．2cm。

（3）施工区域地基承载力计算。施工区段地表展开混凝土硬化施工。①支架区域承载力：根据节段重量，并且结合计算公式能够得到支架传导至地基的荷载是112．8kPa。地质评估是地基容许承载力通常是180～320kPa，达到项目标准。②汽车吊施工路面承载力：根据350t汽车吊的具体性能能够得到：构件自重=69t；汽车吊自重=84t+107t=191t。汽车吊的所有支腿位置都用钢板垫上，并且钢板的规格是厚30mm、2．5×2．5m，汽车吊传导至路面的负载 P2=（191+69）×10/（2．5×2．5×4）kPa=104kPa，依照设计与勘察所得到的现场数据与信息得知，地面地质是200mm厚混凝土路面与硬质粘土，路面荷载=250kPa＞104kPa，可见达到地基承载力的相应标准。

（4）吊装设施选择。依照起吊半径及吊物自重预先设定吊装器械的型号与起吊吨位，进而保障吊装设施与器械选择的科学性与合理性，本工程因为D2L3-17～D2L3-20、D2L3-13～D2L3-16应该在施工区域内进行二次拼装，并且在此拼装流程结束之后方能整体吊装，因此考虑到整体节段自重（最大值是68t左右），运用350t汽车吊完成吊装施工，工况：额定起重量是78t，杆长及起重半径分别是31m、14m。其余的节段都相对较轻，在24t左右，因此运用160t汽车吊进行D2L3-21、D2L3-1～D2L3-12吊装施工，工况：额定起重量是46t，杆长及起重半径分别是30．4m、9m。

（5）安装临时支架体系。依照钢箱梁节段划分状况与施工现场状况确定钢箱梁支架体系，在计算支架稳定性时，高度以12m为准，并且依照施工现场的实际状况不断调整。支架体系的材料主要是格构式钢管支架，是由4根钢管构成的，并且其规格至少为325×8mm（依照作业区域的实际状况，最终选用钢管的规格是Φ630×8mm、Φ426×8mm），支架上部是H400×400×13×21mm横梁，再往上就是Φ219×8mm调节短柱，三环线中央支架的构成主要是3根规格是Φ630×8mm的钢管，支架底座锚固的材料是24根地脚螺栓，如此便能够使得临时支架体系的稳定性得到保障。

（6）吊点布置。每一分段箱体均依照一刚体进行简化并且计算时取40t，生产厂商于箱体对称点安设吊耳4个，材料是Q345钢板，并且安设点最好是主隔板上方，否则就务必紧固焊接吊耳位置。

（7）钢箱梁吊装顺序。现场钢箱梁节段吊装运用160t汽车吊与350t汽车吊当成主吊机，吊装次序就是位节段编号的次序，从大号到小号，而要在施工现场重新进行拼装的则运用350t规格的汽车吊，由于施工空间相对狭小，考虑到D2L3-13～D2L3-16在吊装过程中容易和小节段吊装之间出现冲突，因此首先进行D2L3-13～D2L3-16的吊装，之后再进行D2L3-16～D2L3-20的 吊 装。 而 D2L3-1～D2L3-12、D2L3-21的吊装施工就凭借160t规格的汽车吊从南往北进行。最初进行吊装施工时，务必把构件吊至与地表相距200～300mm的位置，还要仔细核验构件的平衡情况与绑扎的牢固情况、起重机的稳定情况与制动设备的可靠性等，若是全部达标，就可以继续起吊。

（8）大节段钢箱梁吊装。在施工现场展开二次拼装工作时，应该确定并且严格控制钢箱梁预拱度，在拼装焊接流程结束之后，凭借350t汽车吊把构件由二次拼装场地直接吊装到指定的安设点，吊车臂长与起吊半径分别是31m、14m，额定起重量是78t，达到相应的吊装标准。严格依照相应的吊装次序进行大节段钢箱梁的吊装施工，在钢箱梁吊装过程中，应临时封闭交通，时间控制在20～30分钟，若是钢箱梁吊装妥善就位，就可以恢复交通。

4 结语

综上所述，本项目中主要的施工规划就是整体完成制造、运输与架设这3个过程，如此就能得到非常高效的作业效果，并且能保证施工的质量与安全。