四箱单室钢结构箱梁施工难点与解决措施分析

贺云仁

摘要 通过分析在钢结构箱梁预处理、下料、板单元组焊及校正、梁段组焊及匹配制作、梁段涂装、箱梁装车、运输、支架搭设、箱梁吊装、环缝连接、涂装、支架拆除等施工过程中存在的难点问题，根据施工内容、工程量分布、地形特点设置相应的班组并层层分解难点问题，最终得以解决。研究表明，在施工过程中要考虑到部分活载作用与消除钢结构箱梁自重作用引起的梁体下挠。

关键词 钢结构；箱梁；重难点；解决措施

中图分类号 U445文献标识码 B文章编号 2096-8949（2023）09-0093-03

0 引言

山西省某钢结构箱梁为四箱单室钢结构箱梁曲线复杂，平曲线、竖曲线、预拱度和道路中心曲线多种线型叠加，桥梁自身线型复杂，制造安装精度成为影响工程的最大难点。陈金宝提出如何实现四箱单室钢结构箱梁支架结构安全可靠，以及如何实现四箱单室钢结构箱梁结构制作、预拼装线型满足监控预拱度精度要求[1-3]。曹俊杰提出如何实现钢梁节段吊装、调整过程中配备测量人员全过程监控测量，以及如何配置相贯线切割机等钢管施工专用设备并满足下料精度要求[4-6]。王江栋提出如何做到工厂制作和现场安装时全面控制桥梁结构整体线型，如何配备适用于四箱单室钢结构箱梁节段运输、起吊、拼装和精确调位的机具设备，如何做到节段吊装计算准确重心、设计专用吊点及采用专用吊具以保证吊装顺利[7-9]。这些问题均需在施工过程中一一解决。

1 四箱单室钢结构箱梁概况

1.1 四箱单室钢结构箱梁构造

1.1.1 箱梁总体构造

此钢结构箱梁桥采用全焊接四箱单室结构。四箱单室钢结构箱梁桥孔跨布置为（40+55+40）m，主梁顶宽18.0 m，中心的梁高2.50 m，单箱的底宽1.90 m，腹板与底板垂直。四箱单室钢结构箱梁两侧挑臂的端部高0.30 m、根部高0.58 m、悬挑长度1.35 m。箱梁頂板坡度即桥梁横坡，箱梁底板为平坡，平面位于缓和曲线+直线段内[10]。

1.1.2 底、顶、腹板的构造

桥面采用正交异性钢桥面板（四箱单室钢结构箱梁材质为Q345qE），标准腹板厚14.0 mm[11]，标准段顶、底板厚16.0 mm，中支点处根据受力需要底板和腹板均局部加厚[12]。

1.1.3 纵肋的构造

顶、底板及腹板纵肋均采用板肋[13]。顶板设52道纵肋[14]，顶板板肋标准间距为300.0 mm[15]。底板板肋间距为360.0 mm，板肋厚16.0 mm。标准段板肋厚16.0 mm[16]。单箱底板设4道纵肋，腹板设4道纵肋，板肋厚16.0 mm[17]。

1.1.4 横向联系的构造

箱梁内纵向沿设计道路中心线径向每4.5 m左右设置一道实腹式横隔板，横隔板厚度是12.0 mm，横隔板须与大地铅垂[18]。在箱室内开设人孔，设置一道框架式横隔板在相邻两道横隔板中间，并在支点横隔板处左右各设置一道实腹式横隔板[19]，钢箱端部设置端封板以保持铅垂状态[20]。

1.1.5 人孔及检修孔设计

为方便以后养护，在四箱单室钢结构箱梁底板的一端设置直径为60 cm的检修孔（该检修孔除检修时均处于封闭状态）。

1.2 四箱单室钢结构箱梁分段

1.2.1 横向节段划分

依据钢结构箱梁形式，四箱单室钢结构箱梁（宽18 m）横桥向分为五道分段。详见图1。

1.2.2 纵向节段划分

纵向分段分为8个节段，顶底、腹板错开变成Z字形（200.0 mm），具体如图2所示。

2 四箱单室钢结构箱梁的施工技术要求

针对1.1与1.2部分，可得出四箱单室钢结构箱梁的施工技术要求，具体如下：

（1）四箱单室钢结构箱梁支架结构须安全可靠。

（2）钢结构箱梁支架与箱梁支点须安全可靠。

（3）四箱单室钢结构箱梁结构制作与预拼装线型须满足监控预拱度精度要求。

（4）配备适合四箱单室钢结构箱梁节段运输、起吊、拼装、精确调位的机具设备等。

（5）钢梁节段吊装、调整过程中配备测量人员须全过程监控测量。

（6）节段吊装计算准确重心与设计专用吊点并采用专用吊具以确保吊装顺利。

（7）工厂制作和现场安装时须全面控制桥梁结构整体线型结构。

（8）四箱单室钢结构箱梁施工现场工地焊接与涂装须满足焊接与涂装方案和焊接工艺评定的要求。

（9）四箱单室钢结构箱梁配置相贯线切割机等钢管施工专用设备以满足下料精度要求。

3 四箱单室钢结构箱梁施工难点与解决措施

针对上述四箱单室钢结构箱梁的施工技术要求，从钢结构箱梁预处理、下料、板单元组焊及校正、梁段组焊及匹配制作、梁段涂装、箱梁装车、运输、支架搭设、箱梁吊装、环缝连接、涂装、支架拆除等方面进行技术难点的一一解决。

（1）四箱单室钢结构箱梁曲线复杂，平曲线、竖曲线、预拱度和道路中心曲线多种线型叠加，桥梁自身线型复杂，制造安装精度是该工程卡控的难点。

具体措施：四箱单室钢结构箱梁架设应实时进行施工监控，确保梁段的架线形符合设计要求，并记录包括各项测量数据，以及桥面线形、桥轴线以及施工过程的各项情况。具体如下：

①四箱单室钢结构箱梁的钢板从存料区通过桥式起重机进行钢板预处理。

②零件转入板单元制作区后在板单元制作胎架上进行板单元划线、打磨和组装，检查合格后，顶底腹板固定在反变形胎上用半自动焊接小车进行焊接，其他板单元则用手把焊焊接。

③板单元焊接完成后打磨处理并在火工校正胎架上面校正板单元。

④在检查合格的总拼胎架上面用倒装法进行梁段组焊及梁段匹配制作。

⑤梁段检查合格后在涂装区域开始梁段涂装，检查合格后再存入存梁区。

⑥安装临时支架并测量临时支架标高，待验收合格后准备吊装四箱单室钢结构箱梁。

⑦四箱单室钢结构箱梁在存梁场地通过吊装设备吊装至运输车上并绑扎固定。

⑧通过吊车把梁段进行吊装、就位至设计位置且调整接口并焊接。

⑨在四箱单室钢结构箱梁梁段连接完成后对环口位置进行油漆补涂并涂装最后一道面漆。

⑩涂装完成后拆除临时支架，现场施工完毕。

（2）此四箱单室钢结构箱梁工程桥位施工作业面较广，施工场地上跨既有道路，桥梁原位附近范围作为施工作业面及便道，合理安排现场施工作业，较好地应对各种情况的交叉作业是此钢结构箱梁工程的管理的难点。

具体措施：根据现场实际进度情况陆续完成现场施工工作、工期细化、工序良好衔接，结合天气等多种因素条件，使现场施工有条不紊地进行。起重信号工、油漆工须要持证上岗，并且只能从事证书规定焊接工作，不得超越证书范围作业。

（3）此四箱单室钢结构箱梁工程构件繁多、工期紧、任务重，制作和安装工艺复杂，如何确保制作安装的有效衔接，现场作业工序畅通，是此钢结构箱梁工程施工组织的难点。

具体措施：合理规划场地，有效分配人员和机械设备，确保制作与安装有效衔接[21]。

（4）此四箱单室钢结构箱梁梁体沿道路中心线全长为134.84 m。四箱单室钢结构箱梁工程虽然与其他钢梁的结构相似，钢梁共计1联，数量虽然不多，但对于不同钢梁加工的加工制作和细部管理是此钢结构箱梁工程的难点。

具体措施：施工时根据自身条件将钢箱分成若干节段制造出厂，但应尽量减少现场焊缝数量，在现场吊装并调整好相对位置和高程后将节段间横缝焊接成整体，做好前期技术准备工作，对项目管理人员进行详细的技术交底[22]。

（5）钢结构施工焊接工作量大，如何确保高强度桥梁用结构钢（Q345qE）工厂及工地的焊接质量（焊缝内外部质量及冲击功）是该钢结构桥质量卡控的难点。

具体措施：从焊工工艺、焊接设备接材料、焊接环境、焊接过程、焊缝检测等进行全方位质量控制。

（6）钢结构施工用电量大是该钢结构桥进度控制的难点。

具体措施：根据全线构筑物及临建工程分布，对全线进行了电力线路设计，计划安装临时变压器3台，其余用电从就近村庄接入变压器，具体情况如下：

①项目部驻地利用200 kVA变压器接电使用，布设线路约200 m，线路布设费用约1万元，需备用100 kW发电机1台。

②钢结构加工场站用电直接利用原场站安装的800 kVA变压器，需布线300 m，费用约1.5万元，并备用250 kW发电机1台。

③钢筋加工厂用电计划新安装250 kVA变压器一台，现场布设线路约400 m，备用100 kW发电机1台。

④混凝土拌和站、钢筋加工厂计划新安装1台315 kVA变压器接线使用，场地需布线约1 100 m，并备用250 kW发电机1台。

⑤桥头用电需新安装一台315 kVA变压器，沿线布设线路约2 700 m，并备用100 kW发电机1台。

⑥场站用电安装1 600 kVA变压器和500 kVA变压器各一台，与设计单位协商，将变压器位置移至桥梁并备用250 kW发电机1台。

4 结论

综上所述，施工单位在施工过程中选择了科学的施工方法，确定了合理的施工方案，编制实施性施工组织设计，合理安排进度工期，遵循质量安全至上的原则，编制了此钢结构箱梁桥的专项技术方案。在编制施工方案过程中也充分考虑了现场条件和具体实施的要求，克服了技术难点以及施工中存在的各种问题，在确保安全生产前提下优质高效地完成该工程的施工并得出以下结论：

（1）采取以上具体措施，钢梁平面线形按设计道路中心线确定。四箱单室钢结构箱梁施工现场工地焊接和涂装应满足焊接、涂装方案和焊接工艺评定的要求。箱梁支架与箱梁支点均安全可靠。

（2）考虑到部分活载作用与消除四箱单室钢结构箱梁自重作用引起的梁体下挠，钢梁在成桥状态下各跨四箱单室钢结构箱梁呈现向上微拱的状态。

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