漳州芗城联十四线仙都大桥跨高速钢箱梁施工工艺

吴文明，徐传林

（中交三航（厦门）工程有限公司，福建 厦门 361006）

1 工程概述

漳州芗城联十四线过境段公路项目仙都大桥上跨高速公路，桥梁全长192m，宽17.25m，双向六车道，桥跨布置为55m+85m+45m，上部结构采用连续钢箱梁结构。钢箱梁采用分离式箱梁断面，单幅横桥向共为三箱，单箱宽度3.0m，悬臂1.4m，梁高2.3～3.5m，梁高渐变按照i=0.04 渐变。

2 主要重难点与应对措施

2.1 主要重难点

（1）分块吊装单元最长24.9m、最宽4.2m 左右，为《道路运输管理办法》中规定的超宽超长构件，运输难度较大。（2）钢箱梁架设高度超过7.2m，存在较多的高空作业，如高空吊装、高空拼装焊接等，因此高空施工的安全保护是本项目的重点。（3）施工防护措施多。在高空作业要设置施工操作安全平台，在跨线部分上进行焊接作业时，要对下面通行的高速路面进行重点保护，同时要在高空进行安全防护，防止火花飞落、物体坠落等。（4）部分节段为跨高速吊装，吊装施工期间的安全防护措施及保证高速的正常运营是本项目的重点和难点。

2.2 应对措施

（1）钢箱梁运输前，应实地查勘所有运输路线，对局部转弯区域进行实地测量，确保运输万无一失，同时提前与高速公路管理部门、交警部门、公路管理部门进行对接，按要求办理车辆通行手续，并委托有资质的护送单位进行梁段运输护送。

（2）在加工厂制作与预拼装时，对接口进行实物及测量建模预拼，保证对接环口精度满足规范要求，并在箱梁吊装前，对半产品进行全面检查，将可能存在的问题及能在地面处理的问题完全处理掉，减少在高空作业工作量。

（3）临时支墩设计时，在主杆两侧等位置设置爬梯、操作平台及平台围栏，确保施工人员人身安全。

（4）为保证高速公路的正常通行，在高速公路外修建临时通行车道，吊装施工时对车流进行改道。施工交通组织方案需经过专家评审，并经上级主管部门批准后方可实施。

3 钢箱梁制作

3.1 分块划分

（1）分块原则。①钢箱梁节段规格及重量能满足运输要求和现场起重能力要求。②节段分块尽可能方便现场安装，减少现场工作量，以缩短施工周期，尽可能减少对高速交通影响。③节段分块不可对钢箱梁结构造成影响，分段线避开隔板500mm 以上，分段线顶、底、腹板错开200mm 以上[1]。尽可能减少现场焊缝，以保证钢箱梁质量。

（2）纵向划分。仙都大桥钢箱梁纵向原设计按8段进行划分，分段编号为A、B、C、D、E、F、G、H，分段示意图如图1 所示。

图1 仙都大桥钢箱梁纵向分段示意图（单位：m）

（3）横向分块。横向拟分3 箱、2 连接段、2 悬挑段进行划分。

3.2 钢箱梁制作

本工程钢箱梁在车间采用倒做法，即把面板铺底倒着进行整体拼装，成形后横向分为三箱拆开翻身。主要工艺流程：原材料采购及全面检验→钢板喷沙、涂车间底漆，并整理各零件下料尺寸清单→各零部件放样、下料与矫正→制作各部件→按设计起拱要求，搭设总体拼装平台→面板按对应位置铺上拼装平台并临时固结起来→铺装U 型肋→铺装桥面中间隔板→铺装箱梁内横隔板及纵隔板→分别拼装每个箱梁的直腹板→铺装箱间横梁→铺装底板及纵肋→检测外形尺寸→焊接与检测→拆开、梁翻身→焊接→焊缝检测及外观检测→清理喷点、打磨焊缝周边氧化皮及油漆损坏部位→涂刷底漆及中间漆→打磨好现场对接坡口→运抵现场对接。

3.3 焊接与检测

（1）主构件均采用开坡口的熔透CO2气保焊或埋弧焊，其他次要构件的角焊缝采用不熔透的手工焊接。杆件对接板的焊缝应错开，不能在同一断面上。

（2）采用多层焊接，每层焊缝的高度≤4～5mm，以减少焊接内应力和变形。

（3）焊接前，做对接焊缝的焊接工艺评定试验，该工程主要钢板厚度为16 mm、24 mm、28mm、32mm 四种，选择24 mm进行焊接试验。焊接试件应严格按施工工艺要求进行制作，工艺检验评定合格后方能开始大面积施焊。

（4）焊接时对于中长焊缝采用对称施焊，对于长的角焊缝采用分中逐步退焊法、跳焊法或交替法，同时宜采用小电流焊接，以减少焊接应力，减少焊接变形。

（5）焊缝施焊冷却后必须进行外观质量检查，对接焊缝的高度、余高、角焊缝的焊脚高度等数据必须符合设计和规范要求，焊缝的纹路应均匀，不得存在裂纹现象，且应未存在夹渣、焊瘤、熔合、烧穿、咬边、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区无飞溅残留物。

（6）焊接完成后应按自检、互检、专检等程序进行检验。所有焊缝都必须冷却后在全长范围内进行外观质量检查，并做好检查记录。应在焊缝外观检验合格，并待焊缝冷却至室温24h 后进行无损烫伤检测。对无损探伤检验不合格的，必须对该梁上的同类焊缝全部进行无损探伤检查。并对有超标缺陷的焊缝进行返修，返修部位仍需进行100%的无损探伤，且符合设计和规范规定。

3.4 除锈防腐

钢材下料前需进行喷沙除锈，喷一道环氧富锌底漆，再进行下料编号，后续拼装。涂装部位按照钢箱梁外表面、钢箱梁内表面、钢桥面3 类分别进行喷漆。

3.5 钢箱梁组装与预拼装

钢箱梁节段采用工装法，以胎架为建造平台，用计算机放样，以保证胎架线型准确，并有足够的强度和刚度，以面板外表面为建造基面进行建造与拼装。

4 钢箱梁运输

4.1 运输部署

由于运输的钢箱梁为超宽超长部件，应提前将运输方案上报高速交警部门审批。钢箱梁块装上运输车辆后，应根据梁块的外型、重心，合理选择捆扎点，采用4 个3t 葫芦捆扎并加固，必须确认捆扎牢固后才能起运。运输过程中，钢箱梁上悬挂爆闪灯和示宽灯，外侧粘贴反光膜等标示提醒。

在钢箱梁运输过程中，运输车辆应保持匀速行进，时速控制在40～60km。由于本工程钢箱梁梁块超长（24.9m）、超宽（4.2m），须选择转弯半径较大的线路上行驶，同时运输车辆的前后应有引路车和护送车一路随行。为避免交通堵塞，应选择车流量较少的时段运行，以保证运输工作顺利进行。

4.2 设计运输线路

钢箱梁预制场→高速收费站→沈海高速→漳州枢纽→漳州北连接线→天宝枢纽→厦蓉高速→B 道临时开口→施工地点。

5 钢箱梁安装

5.1 安装工艺流程

临时支架架设→吊车就位起吊→梁段吊装就位→梁段微调与检查→环缝组装→检查→环缝焊接→外观检查、无损检验、试板试验→嵌补件组焊→外观检查、无损检验→下一道工序。

5.2 箱梁吊装程序

（1）左右幅箱梁同时施工，A～C 节段钢箱梁运至施工现场，按A →B →C 顺序吊装至临时墩墩顶上，做临时固定。

（2）按H →G →F 的顺序吊装钢箱梁至临时墩墩顶上，做临时固定。

（3）吊装E、F 节段箱梁，至临时墩墩顶上，做临时固定。

（4）分块箱梁吊装完毕后，将每一片箱梁拼装接头调整至设计要求位置，按施工工艺及规范要求完成拼接接头施焊，余量修正段在最后施焊。

（5）临时支墩安装前，需征得福建省高速公路集团有限公司漳州管理分公司、漳州高速公路交通执法支队同意后，在确保单幅一车道通行的情况下，利用晚上的时间布置交通疏导设施、防撞设施，对高速公路交通进行导流。

（6）安装完成后应报监理及业主验收，验收合格后方可拆除高速上及高速外的临时支墩，整理场地并恢复交通。

5.3 箱梁吊装方法

（1）据设计要求及工程实施的具体安排，全桥钢箱梁8 节×3 箱共24 节段，拟采用400t 汽车吊机进行安装，工作幅度不够时吊机可多次打腿。为防止吊装时变形，每个节段箱梁焊接4 个吊耳，吊点必须设置在腹板与横隔板相交处，其中最重的节段约为66.1t。

（2）吊车就位后运输车就位，指挥工指挥吊车将梁段进行试吊，将梁段吊离运输车约300mm 高度后梁段静置，检查各吊具及起重机是否正常工作，无安全隐患后运输车驶离。

（3）指挥工指挥吊车将梁段起吊至约高于就位点标高500mm 后，吊车主臂才能缓慢旋转。施工人员在地面通过事先绑扎好的绳索配合吊车拉动梁段，使之不会过大晃动，并防止梁段与吊臂碰撞。

（4）吊臂回转至安装位置上空，主臂停止回转，梁段通过绳索稳定，指挥工指挥将梁段缓慢落下，使梁段与临时拼装平台上测定的调整垫块接触后让吊车维持60%的受力状态并保持稳定，检查各支点是否均匀接触，梁段位置通过经纬仪测定中轴线位置，水准仪测定梁段各点标高。位置若有偏差则让吊车将梁段吊离约10mm 位置，通过螺旋千斤顶、撬杠、花篮螺丝等工具调整梁段位置后梁段再次下落测量，反复调整至要求位置后梁段正式落位并用码板做临时固定，待梁段放置稳定后吊车方可落索。

5.4 合龙段施工

该工程根据架设顺序留中间跨跨中1 段作为合龙段，为预防现场墩位偏差过大及现场焊接收缩，每个合龙段预留100mm 的工艺量，待现场架设合龙时，根据现场测量的实际尺寸配切至合理尺寸架设完成。待现场其他钢箱梁架设完成后，用钢卷尺测量现场架设调整完成后钢箱梁之间的间距，用全站仪校核，准确无误后，在合龙段上精确划线，用半自动小车精确切割坡口，手工打磨平整，梁段尺寸检验无误后开始吊装合同段。考虑到夏季高温施工，合龙段尺寸测量应考虑在晚上或早晨温度较低时测量，以减少温度对梁段长度和测量误差的影响。

6 结束语

综上所述，文章结合工程实例，对钢箱梁施工的重难点、应对措施、施工工艺、焊接工艺、吊装工艺进行了探讨，可供类似工程参考和借鉴。