浅议城市立交桥梁小半径曲线匝道钢箱梁跨公路安装关键技术

郭延斌

中铁二十局集团第四工程有限公司 山东 青岛 266100

1 工程概况

该项目位于文化大街与疏港路的交叉处，该道路为城市主干路，疏港路为一级公路。本项目的修建对于完善地区路网，促进开发区的经济发展具有十分重要作用。A、B匝道采用单箱双室截面，箱梁宽9.13-11.63m，A匝道连续梁跨度为33m+43m+42m+31m，B匝道连续梁跨度为22m+28m+34m。由于箱梁桥面宽，跨度大，为小半径曲线匝道桥，运输难度大，采用分段、分块制作，安装过程中采用分段搭设工装支架，在支架上设置限位挡块控制小半径曲线钢箱梁线形，吊装时采用分段、分块进行空间组装、焊接，施工难度大。

2 工程技术特点及难点

（1）本工程结构尺寸大，属于超大构件，运输难度大。（2）结构跨度大，结构复杂：A匝道连续梁跨度为33m+43m+42m+31m，B匝道连续梁跨度为22m+28m+34m。钢箱梁位于小半径曲线上，且箱梁不等宽。（3）A、B匝道采用分段、分块安装，安装难度较大。

3 安装关键技术

3.1 施工工艺流程

安装流程：施工准备→支架搭设→梁体运输→梁体吊装→标高、轴线调整→梁体焊接→现场涂装→验收→支架拆除→整体验收。

3.2 临时支架搭设关键技术

本工程钢箱梁桥采用横向分块、纵向分段，段与段之间采用采用焊接连接，既充分考虑了起重机的性能、运输及吊装现场的实际情况，又满足符合设计图及相关规范的要求，为了便于钢箱梁桥的吊装就位及组对连接。

钢箱梁分段连接部位搭设临时支架用于钢箱梁支撑及工人操作，每个组合临时支架支撑钢箱梁下放置调节管[1]。根据工程的特点采用格构式钢管支撑架。

（1）在钢梁分段处设置钢支架，支架下做500mm厚砼作为基础，基础顶要预埋支架埋件，支架架体采用φ299*8（mm）钢管作为架体钢柱，柱体之间使用支撑进行连接。

（2）钢箱梁在工厂制作时，在硬质水泥地面上按详图1:1放样搭设制作胎架，进行钢箱梁制作，桥面板、底板弧度采用数控编程进行下料，桥腹板下料完成后用卷板机进行弧度卷制，用半径不小于两米的卡样板检查小半径曲线，以保证曲线精度，桥面横向坡度按照设计尺寸由腹板不等高形成[2]。安装现场搭设支架完成后，在支架钢梁上翼缘设置小半径曲线钢箱梁线形限位挡块，限位挡块定位点采用全站仪按详图1:1进行打点放样，保证小半径曲线钢箱梁线形精度，满足设计尺寸。

图1 钢箱梁制作胎架搭设图

钢箱梁制作施工图如图1，图2所示，临时支架搭设平面图如图3所示。

图2 钢箱梁制作组装图

图3 临时支架位置布置示意图

3.3 钢箱梁吊装分段、分块组装焊接关键技术

（1）吊装工艺：钢箱梁吊装过程中，梁车停放以及吊车站位应视实际情况而定。起重吊车挂钩后，梁车卸下镖绳，吊车起钩。当箱梁超过盖梁（临时墩）时，起重吊机转动并降低吊臂，将吊钩降低到位，并解锁吊钩。开始吊装下一个钢箱梁。运输、起重机、起重机等应根据施工计划安排到位，并在每个运输和起重机周围设置防护屏障，防止外来人员进入。钢梁吊装完成后，应立即将运输车辆撤离施工现场，并派人员到现场进行安全监督。吊装过程中，任何人不得在钢梁下逗留。

（2）施工步骤：本工程钢箱梁吊装顺序见表1所示。

表1 钢箱梁吊装顺序表

（3）吊装要求：在道路中轴线上，从小墩到大墩依次进行吊装。在公路轴线的垂直方向上，起重的顺序是：首先，沿增加里程的方向提升右侧箱室，然后沿增加里程方向提升左侧箱室，再提升左挑臂，最后吊装右挑臂。起重机进入施工现场前，必须进行现场检查，并彻底了解道路状况，以确保构件车、起重机等的通行条件。在吊装作业中，必须考虑起重机进出的路线，确定起重机的吊装位置，并指示起重机的提升位置以引导起重机就位。起重机吊装前，必须将起重机的主杆支撑到规定的高度。起重机将零件从零件搬运车上吊到装配层并旋转零件。转弯时，应使用绳索进行牵引，安排有经验的操作人员进行操作，避免与钢箱梁周围的临时支撑和结构碰撞。悬挂时，钢箱梁应尽可能靠近预设的测量控制点。使用手动起重机和千斤顶进行定位，并在释放前用螺钉固定。通过控制节距，可以最大限度地减少二次定位时产生的显著位移[3]。

（4）组装要求：钢箱梁分段、分块整体吊装完成后，进行安装测量。测量时，应遵循“一放两复”的原则，并严格遵守测量规范。在安装钢箱梁之前，需要在两个盖梁的相邻顶部点设置所需的坐标和水平点进行测量。基准坐标控制点和基准点必须由监理人员进行审查，以确保其精度符合设计和规范的要求。在安装钢箱梁之前，应再次测量支撑面和支架，以确定其水平高度和平面坐标。其尺寸、高度和下限必须符合设计要求。上下方向必须平行，偏差不得超过2mm。支架的中心线必须与主梁的中心线重合，最大横向位移不得超过2mm。钢梁的安装必须在复测精度符合要求并经监理单位批准后才能进行。最后，将桥梁的设计拱度与制造商根据该拱度生产的焊缝重叠，得到钢箱梁的线性曲线。在生产过程中，各部分的预拱度逐渐调整。在钢箱梁节段中，由于曲线的变化，每个节段上的点都会相应地变化。因此，合理控制点的高程是非常重要的。在钢箱梁的截面图中，可以选择四边形轮廓与腹板各部分的交点作为高程控制点。确认尺寸无误差后进行焊接。

（5）焊接技术要求：焊接环境不宜低于5℃，焊接环境的相对湿度不应超过80%；当风速大于2m/s时，CO2气体保护焊应做好防风工作；在焊接过程中，建议尽可能使用多道次和多层焊接方法。不允许使用超过焊接规范的较大或较宽的焊道；焊接接头应无裂纹、焊接重叠、烧穿、弧坑等缺陷，不得有咬边、焊渣或焊渣；埋弧自动焊机的启动和熄灭位置距离设计的焊接端80mm。焊接完成后，应通过气割去除焊接两个方向上的电弧，并在不损坏基材的情况下将切口打磨平整。维修区域应平整、光滑；焊缝采用CO2气体保护焊时，应在设计焊缝50mm范围内的引弧板上起弧或熄弧。埋弧自动焊机在焊接过程中，不得有断弧现象。如果有电弧中断，应在焊接前将其在电弧停止处以1:5的坡度重叠50mm，并且重叠应平整；角焊的角必须有良好的包角，并且在焊缝的起弧段和落弧段必须有至少10mm的反焊；焊接24小时后，对焊接接头进行无损检测；经无损检测，发现焊接部位存在超标缺陷，必须进行二次修补。

4 施工注意事项

为了保证工程按期实施和交通安全，需对疏港路进行交通导改，临时支墩需要占用部分道路，吊装过程中需要局部断路。

（1）在施工期间每天安排专人在工作区前后及工作区范围进行车辆的通行指挥，以确保行车及人员安全。（2）对施工影响范围路面进行日常清扫，防止土石伤人。（3）施工区域内设置彩旗，起到醒目警示作用。（4）严格按照《道路交通标志和标线》（GB5768-2009）国标解释与应用的标准制作标志及安全设施，材料、基础、尺寸符合规范要求、板面颜色正确、夜间反光。（5）封闭施工路段在施工前，积极主动地与相关交通执法队取得联系，按照行业的规定、办好各种施工许可手续，同时请上述部门负责人到项目部讲解有关公路交通安全的强制性政策和有关注意事项。（6）做好交通安全教育：在工程开工前，对全体施工人员进行交通安全教育。通过大会、小会宣传，安全知识问答，张贴交通事故宣传案例等形式，对现状交通、交通组织、交通安全等各个方面进行详细交底，提高施工人员的交通安全意识，杜绝野蛮施工，切实落实交通组织方案。（7）项目部设专职交通保畅员3～5名负责施工路段的标志维护，实行24小时管理和日常巡查工作，及时对围挡及路边水马及各种施工标志进行恢复、调整或增补，保证标志齐全有效，正确指示过往车辆安全通过施工路口。（8）对可能影响到行车安全、畅通的工程施工，除事先取得监理工程师、交通执法队等部门的批准外，还应按《公路养护技术规范》（JTGH30－2015）和《道路交通标志和标线》（GB5768－1999）的规定，设置有关标志，建立相应的交通管理组织，争取执法部门支持，配合执法部门做好交通管理工作，确保工程施工和安全、畅通[4]。（9）标志标牌、频闪灯、锥形墩、旗帜、水马等要设置得当。始终要保持各种标志的齐全、规范，不得缺漏、遗失，损坏的要及时补上。（10）加强夜间施工照明及现场交通管理，配备夜间交通管制设施，防止因照明干扰和安全设施不齐而发生安全事故，施工区照明和交通管制设施设置专人管理，并严格实行责任制，保证交通安全设施的按时开启和足够的亮度。

为了保证施工的整体质量，在施工过程中必须注意以下几点：

（1）为避免吊机因惯性滑动造成事故，吊装前应在起重机前轮上设置限位装置。为便于运梁，在两跨之间的伸缩缝上铺设一块2cm厚的钢板。在梁节点的设计中，应严格遵守设计规范。架设支架时，如果梁端与梁体之间的接缝不符合设计要求，必须进行适当的调整，以确保桥梁的中心轴线与桥墩的中心轴线在同一水平线上，并且梁体的中心轴线和前两条轴线重合。在此基础上，对支撑点的位置进行调整，以满足梁间节点宽度的设计要求。（2）支座。在预制箱梁桥的安装和施工中，不仅要使用永久支座，还要使用临时支撑。在施工过程中，应遵守施工技术规程，确保支座定位和定向的准确性。在安装过程中，要防止“三条腿”现象的发生，并检查所需的附件是否有任何损坏，以及连接螺栓是否拧紧；下放落梁前，应将支架放置好，上下支架应与石块上的相交线对齐。检查支撑螺栓的规格、质量、埋深、外露长度等是否符合设计要求；在某桥梁工程中，为了保证桥台锚孔表面的平整度和质量，应采用M50流动无收缩砂浆进行灌浆。（3）吊机。为防止惯性滑移引起的安全事故，设计人员必须在起重机前轮停放位置安装限位装置。同时，在设计和设置横轨时，需要对盖梁的顶面进行整修，并用“+”线醒目标识支座定位，以确保支撑板平直，避免横向位移。（4）中梁和边梁。将中梁放置在预定位置，然后将箱梁降低到距离橡胶支架15cm的位置，并根据设计要求和现场情况进行调整[5]。调整后，它可以降落在支架上，并通过连接螺钉连接到支架上，起到加固支架和增强支架稳定性的作用。根据设计要求，边梁可临时放置在边梁上，中间梁可设置临时支撑，以保证其稳定性。设置侧梁时，所有侧梁都可以水平移动到设计位置，以确保主梁和梁体之间的连续性。利用落边梁的液压升降工具，可以每隔20—30cm将箱梁从梁帽上吊起。最后，将整机移动到预设的侧梁位置进行安装。（5）过孔与支撑。每跨箱梁安装工作完成后，施工人员必须严格按照施工程序进行。首先，箱梁横向隔板的钢筋必须进行焊接，焊接完成后过孔。在转运过程中，若发现梁面的钢筋在轮胎运行过程中突筋露筋现象，施工人员应及时处理。为了行车方便，工人应及时将钢筋弯曲，并在其上涂上一层石灰粉。这种支撑结构可以大大提高桥梁施工的安全性和效率。第一根箱梁架设完成后，施工人员需要做好支撑工作，在箱梁两端放置15cm的原木作为支撑。同时，铺设水平隔墙，并将枕木放置在顶梁上；第二根箱梁安装完成后，采用与第一根箱梁相同的方式进行支撑，两根箱梁在梁和翼上用钢筋连接，以确保支撑效果。

4 结束语

钢箱梁采用单箱双室截面，箱梁桥面宽、跨度大，为小半径曲线匝道桥，结构安装难度大。采用文中提到的技术工艺，分段搭设支架，在支架上按详图1:1放样，用全站仪测量定位点，用限位挡块控制小半径曲线钢箱梁线形，分段、分块吊装、焊接安装施工技术，为钢箱梁的安装及最终成型提供了有利保障。为类似桥面宽、跨度大的钢箱梁安装提供了一种有效途径。