钢箱梁吊装施工技术及质量控制的研究

黄世喜

【摘  要】钢箱梁由于自身良好的结构特点和受力性能而得到越来越多的广泛应用，箱形构件的结构特点外形平整美观、截面高度较小能节约使用空间、其良好受力性能主要表现有其具有较大的抗弯抗扭刚度。其优点有：自重降低、抗震性能好、节约建筑材料、改善经济指标，各种构件各尽所能、充分发挥其效率、能减少现场作业、加快施工进度，便于桥梁的维修和补强、耐久性好、造型美观。

【关键词】钢箱梁;安装;吊装;质量控制

引言

随着城市建设的发展为了缓解日益拥挤的交通状况，高架桥的建设得以普遍运用。而在建设高架桥时，在跨度较大的路段（如跨越铁路、公路跨越大而且不允许设置桥墩的十字路口），在多层立交的路段以及特殊地段，多采用钢结构的架设形式，也即钢箱梁形式。但因其型式因构造复杂，焊接量大，尤其是结构尺寸大导致翻身、吊装难度较大，因此过程中施工工艺的编排，以及质量的监控变得尤为重要。

1、长节段钢箱梁吊装施工技术

1.1钢箱梁架设施工总体工艺

长节段钢箱梁均采用多台400t吊车整体吊装，根据长节段钢箱梁的节段长度不同，设计了一套可以满足各种梁段长度的吊具系统。

1.2重点难点分析

（1）长节段钢箱梁长度从30～40m不等，给吊具的通用性设计带来很大难度。（2）由于长节段钢箱梁内设备分布不对称，造成重心与结构中心不对称，给吊点设计带来了很大难度。（3）由于长节段钢箱梁重心与起吊中心不重合，吊装过程需精确调整钢箱梁的空间姿态，安装难度大。（4）钢箱梁长节段接缝处无配切，且U肋等结构均采用螺栓连接，允许的接缝宽度偏差仅2mm，给长节段钢箱梁的精确调位提出了严苛的要求。（5）由于钢箱梁受温度效应影响明显，对精确调位与环缝焊接期间的温差要求不能超过2℃，钢箱梁整体线性控制难度大。（6）由于采用吊车进行吊装施工，且只能在夜间实现单幅施工。因此，对吊车的安全稳定性和作业时间及气象条件要求较高。

1.3长节段钢箱梁吊装

1.3.1施工准备吊装前，先进行调位装置、永久橡胶支座安装以及调位附属设备安装。调位装置包括初调位吊耳、临时调位支座、垫墩及千斤顶、液压泵站等。

1.3.2钢箱梁起吊

钢箱梁起吊坡度调整每跨梁段起吊前，在梁端部指定位置放置配重设施，调整梁段的重心位置，使梁段起吊线形接近至安装线形，并通过左右钩头上下微调，达到起吊线形的最佳状态。

钢箱梁起吊①落钩：完成吊具与钢箱梁的连接。②吊力加载：吊力加载分级进行，加载过程中，时刻监测吊具应力状态、钢箱梁自身应力状态。③钢箱梁起吊：钩头加载至100%后，缓慢提升钢箱梁，待钢箱梁提升至墩顶最高点1m以上时，停止提升，箱梁横移，移向待安装桥墩方向。④钢箱梁落位：待钢箱梁落位至距墩顶50cm左右高度时，停止下落，安装并收紧初调位装置中的导向钢丝绳，缓慢下落直至滑移支座与墩顶临时支撑接触，卸载，拆除吊具与钢箱梁的连接。

1.4钢箱梁临时支撑及精确调位

1.4.1钢箱梁临时支撑结构调位系统

墩顶临时支撑及调位系统主要由滑移支座、调位支座、千斤顶、调位泵站等组成。滑移支座通过螺栓固定在梁底，调位支座通过预埋螺栓固定于墩顶。竖向千斤顶搁于调位支座两侧，通过千斤顶的升降，增减滑移支座与钢箱梁之间塞垫的钢板来调整梁段高程;水平千斤顶搁置于调位支座内，通过千斤顶的伸缩来调整钢箱梁的平面位置。

钢管临时支撑及调位系统为钢箱梁悬臂端的临时支撑系统。一套完整的钢管临时支撑与调位系统由3组单独钢支架组成。临时调位支座及钢支架均通过螺栓锚固于已安装加劲构造的钢箱梁顶板，箱梁端部临时滑移支座支撑于临时调位支座。

1.4.2钢箱梁精调位施工

在多次横向/纵向移船和高度方向落钩的操作，以及初调位系统牵引下，钢箱梁落至调位支座内，钢箱梁和理论位置偏差控制在：纵桥向5mm，横桥向5mm以内。在墩顶和钢支架处的竖向千斤顶顶部安装5cm垫板，利用竖向千斤顶调整钢箱梁的高程，使钢箱梁底部高出永久支座约3cm，调整完成后，通过增加/减少滑移支座和钢箱梁底部的垫板保证钢箱梁底部和永久支座之间约3cm的间隙，竖向千斤顶卸载，使载荷转移到滑移支座上。水平千斤顶先进行横桥向调整，再进行纵桥向调整，反复渐进调整直至满足设计要求。调整完毕后，拆除水平调位千斤顶，利用临时限位块对墩顶滑移支座进行限位。

1.5钢箱梁施工体系转换

钢箱梁施工体系转换及预偏操作流程如下：（1）支座上顶板与钢箱梁底调平楔形板通过支座螺栓连接紧固。（2）通过施工监控给出的预偏值，在指定的温度下，通过支座上的预偏装置使用穿芯千斤顶进行支座预偏。（3）接通竖向千斤顶操作系统，顶升钢箱梁，松脱滑移支座与箱梁底板的紧固螺栓，抽出滑移支座与钢箱梁底板间钢垫板。（4）竖向千斤顶回缩，将与钢箱梁已栓接牢固的永久支座落至支座垫石。（5）对支座垫石预留孔进行支座砂浆灌浆，将永久支座锚固于桥墩垫石上，完成钢箱梁受力体系转换。（6）整联钢箱梁均完成施工体系转换后，对整联钢箱梁的线形状态进行通测，并就当前实测线形与理论线形进行对比分析。

2、钢箱梁吊装施工质量控制

钢混结合段在钢箱梁吊装前，对钢箱梁进行试吊运行检验，为钢箱梁吊装施工提供可靠地技术保证。钢箱梁就位后，借助在支架上设置的调节装置和千斤顶，用全站仪测量三维坐标进行校正，保证箱梁的定位精度和桥面线形。钢箱梁经测量校正后，加设码板进行固定，待混凝土浇筑完成后拆除码板，降低混凝土浇筑过程中对钢混段线形的影响。混凝土浇筑完成后，复核节段的轴线、标高及端口的偏移情况，作为下一节段吊装定位时的依据，并根据实际情况采取相应的措施，保证钢梁的线形。

悬拼段梁段间设置临时匹配件，方便现场吊装定位;在节段吊装前，测量核对前一节段的轴线、标高及端口的变化情况，确认无误后方可进行吊装;起吊梁段，将梁段初步定位，测量节段轴线、端口的对合情况，端口连接错边量调整，连接端口匹配件，报检测量数据合格后施焊。严格执行焊接工艺要求，采取相应措施减少焊接变形。施焊完毕后再次测量节段轴线及端口的偏移情况，作为下一节段吊装定位时的依据，并根据实际情况采取相应的措施，保证钢梁的线形。待各工艺项点满足工艺要求后，采用加强型钢进行临时连接，并立即进行环缝的马固及焊接工作，待温度上升前完成腹板单元对接焊缝的焊接及顶底板焊缝的打底焊，解除加强型钢进行其余焊缝的焊接。

3、结语

伴随着钢箱梁施工工艺的发展，在桥梁施工的过程中会出现更多问题需要施工员积累经验去解决。钢箱梁通过浮吊和桥面吊安装是一种常见的施工技术，安装的每道工序，直接影响到桥梁的结构的安全与受力。因此，参建各方必须给予足够的重视。要按安装施工规范进行，选择使用合格的施工材料，测量仪器，全面提升施工人员的综合素质，以保证钢箱梁的安装质量。通过合理组织，科学实施，有针对性地采取质量控制措施，本项目钢箱梁施工质量得到了有效控制，达到了钢箱梁质量规范要求。

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（作者单位：山东电力建设第三工程有限公司）