市政快速路匝道曲线钢箱梁施工控制例析

李 坚

中交二航局第四工程有限公司

1 工程概况

淮安市快速路一期建设工程HA-KSL-6标段含互通立体交叉一处，由A、B、C、D 四座匝道组成。其中A 匝道起点桩号为AK0+094，终点桩号为AK0+714，桥梁全长620m，全桥共计7联。其中第3联上部结构采用三跨连续钢箱梁结构形式，下部结构采用柱式墩，钻孔灌注桩。桥跨布置为26+43+26m，全长95m。钢箱梁截面采用单箱单室结构，一般段中心线处梁高1.8m，梁顶面总宽10.1m，梁底面总宽5.7m。钢箱内侧悬臂长1.791m，外侧悬臂长1.708m。钢箱梁材料为Q345qD，为全封闭构造，第三联钢箱梁总重量为543.2t，主梁平面中心线在R=90.15m 的圆曲线。结合钢箱梁结构特点及周围施工和交通环境，整体计划采用“搭设支架，纵向分段，横向分块安装，分段焊接、整体落架”的施工方案。

2 工程特点与难点

（1）钢箱梁整体结构为曲线型，分块制造，块与块之间节点匹配要求高，加工难度大。（2）钢箱梁在专业钢结构厂分块进行加工，厂址距离安装桥位较远。同时由于钢箱梁分段较宽较长，因此必须合理规划运梁路线和采取相应措施，防止运输过程中构件产生变形。（3）钢箱梁总体重量重，同时起重设备的操作空间受施工环境限制，因此必须合理进行起重设备的选择，并对钢箱梁结构“化整为零”，进行合理的分块。（4）钢箱梁吊装高度约22m，同时拼装支架较高，高空作业安全风险较大。（5）钢箱梁分节段较多，为保证钢箱梁的整体线形，因此对各节段钢箱梁在安装的过程中安装匹配精度要求较高，同时，如何减少焊接质量对安装变形影响成为施工难点。（6）施工作业地点位于市区重要交叉路口位置，为确保城市交通的正常通行，施工过程中不能完全封闭交通。

3 施工关键技术

3.1 钢箱梁分节

在满足设计图纸、技术规范的前提下，钢箱梁节段划分应充分考虑钢箱梁结构特点、运输车辆承重能力及空间尺寸、起重设备位置摆放及起重能力等因素，进行纵向分段、横向分块布置。例如可将单元件划分为横梁节段、中间节段、悬臂节段等。划分完成后应对各节段合理编号，方便制作过程中严格按照各编号尺寸进行制作，防止制作时混乱。本项目通过对钢箱梁各方面因素综合考虑，把钢箱梁划分为26个结构单元，其中单节段最重为37t。

3.2 支架设计及搭设

支架设计应充分考虑钢箱梁结构特点、节段划分位置、节段重量、地基处理状况以及现场作业条件等，并对支架进行强度、刚度、稳定性以及地基承载力验算等，确保满足设计规范要求。本项目临时支架采用Φ273×8 的Q235 钢管作管肢，顶部采用HW300×300做上分配横梁，12#工字钢做剪刀撑及平联，梁底高度调整采用Φ90×8圆管实现。支架可在地面上分节段整体拼装成型，分节段安装。根据钢箱梁分段情况，通过全站仪定位支架安装位置，然后采用起重吊车安装至相应位置，并与基础上预埋件焊接固定。支架安装过程中，应严格检查支架材料及焊接情况，做好高空防坠落保障措施，确保支架及操作平台牢固可靠。

3.3 钢箱梁运输

考虑到市政施工周边交通运输条件的特点，本项目采用运输车辆进行陆上运输。运输前应成立专门运输小组，负责组织指挥运输事宜，并安排专人对行经路线进行核查，认真规划运输路线，选择通畅路况良好的道路。钢箱梁发运量应根据现场需求以及运输车辆运输能力进行编队配置。钢箱梁在运输堆放时应采用木质楔块隔离，梁段与车箱用钢丝绳手动葫芦拉紧，钢丝绳与箱梁结合部用垫木、橡胶皮作为隔垫以保护表面油漆，防止运输过程中对部件的损伤及变形。车辆在运输过程中要求驾驶员尽量匀速缓速行驶，避免急刹车情况出现，确保构件运输安全。

3.4 起重设备选择

起重设备的选择应充分考虑单节段最大重量、最大起重高度、最大起重半径以及地形条件等因素影响。起重设备选定后应根据起重参数对设备起重能力以及配套钢丝绳、卸扣等构件的起重能力进行受力验算。起重吊耳也应进行专门的设计，吊点应尽量布置于横隔板或腹板位置，否则需采用型钢在内部加固处理，将顶板和底板连接成一体。所有吊耳在吊装前需对其进行无损探伤检查，同时应对吊耳进行剪切强度、抗拉强度、挤压强度及焊缝强度等验算，确保满足规范要求。吊车进场后进行全面安全检查，并按操作规程进行试吊，结合起重设备的吊装参数，确保能够满足起重吊装要求。

3.5 钢箱梁安装

钢箱梁节段吊装前支座应提前安装到位，并对支座应进行锁定，在全桥安装完后再解锁，防止钢箱梁安装过程中产生位移，影响安装精度。同时对临时支架上的支垫位置、支垫标高、进行复测，满足设计要求后方可安装。合龙段安装前，现场利用全站仪对合龙口进行连续三天的不同温度下尺寸观测，根据合龙温度下合龙口尺寸对合龙段进行配切，精确切除余量后再吊装到位。由于吊装高度较高，吊装难度较大，安装风险高，吊装过程中高空作业应做好相应的安全防护措施。为确保每节段钢箱梁安装位置准确无误，钢箱梁节段采用定位码板方法进行横向定位。在已完成吊装节段接缝处焊接定位码板，预留节段间对接缝焊缝间隙。纵向定位采用通过已焊接在支架横梁上的限位板进行定位，限位板焊接前需通过测量控制点与待安装节段进行匹配。标高定位通过在支架顶部设置临时支撑，用全站仪测量好临时支撑的标高及中线，采用短管立柱在安装前直接调好高程。节段水平位置的调整利用临时工装和手拉葫芦实现，局部标高调整利用千斤顶完成。每节段梁架设结束后，及时由测量技术人员对已安装节段进行测量，保证安装高程和线形。

3.6 钢箱梁焊接

工地焊接质量控制较厂内焊接难度大，焊接质量是整个钢箱梁能长久使用的生命线。各类构件各阶段施焊顺序应根据通过专家评审的焊评方案进行现场施焊，不得随意调整焊接顺序。同时应该根据工地焊接接头形式，进行焊接工艺评定试验。根据焊接工艺评定试验和现场拼装的施工条件制定详细的焊接工艺，确定焊接方法和焊接参数。为减少因焊接而产生的附加应力和焊接残余应力、边缘材料局部应力，消除或减少杆件不规则变形，焊接顺序需严格按照焊接工艺执行。工地焊接施工作业前，应搭建好临时工作平台，配置好足够数量的焊接设备、工具、采取必要的防水防潮及防风雨措施。在符合工艺条件时，方可进行焊接。匝道钢箱梁焊接顺序一般先进行左右幅纵缝焊接，然后进行面板、底板的环向对接，再进行内外腹板、横隔板对接，最后进行T肋、加劲板的焊接。

3.7 钢箱梁支架卸载

钢箱梁整体落架就是割除底部支撑，使结构整体受力落到桥梁支座顶面上。落架应在整联箱梁焊接完成，经过焊接检测合格后及配重等工作完成后进行。在落架前，应对钢箱梁顶面高程进行测量，确定各断面位置处的高程是否符合规范要求，如低于设计标高的则可采用在支座处加垫钢板的形式进行标高调整。落梁后应对钢箱梁的轴线、标高进行复测检查，整体落架后解除支座限位约束。

3.8 施工交通组织

市政快速路施工必须确保交通安全通行和施工安全。钢箱梁支架位置的选择应尽量避开现有通行道路，否则应对通行道路进行合理的交通导改，并在相应位置设置好信号灯及指示标识标牌等。钢箱梁架设吊装过程中，应尽量减少占用道路和封闭交通的时间，保证社会车辆正常有序通行，避免因施工操作不当而造成道路大面积堵塞、中断或其他交通事故的发生。当钢箱梁在吊装过程中存在对周围行人的不安全因素时，施工应尽量选择在夜间车行较少时间进行。如情况特殊可申请协同当地交通主管部门对交通进行短暂交通管制，在节段迅速安全吊装到位后及时解除交通管制。同时对于在道路上方的钢箱梁节段，应在支架上设置安全防护棚，防止桥上焊接火花等落入通道、伤及周围车辆及行人。

4 结语

淮安市快速路一期建设工程HA-KSL-6标段A匝道钢箱梁于2018年12月顺利完成安装，施工总历时为40天，全过程始终处于安全、快速、可靠、稳定的可控状态，安装线形、轴线偏位、纵断高程及焊缝质量等经相关第三方单位检测均满足设计规范要求，取得建设单位和外界的一致好评，可为同类型市政快速路曲线钢箱梁施工提供参考。