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跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术

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2024年4月6日发(作者:杨兴)

2023/07总第569期

跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术

王大为

(中铁十九局集团第二工程有限公司,辽宁 辽阳 111000)

[摘要]目前跨线桥钢箱梁安装施工技术分块能力较弱,导致其运输和吊装过程难以达到标准。结

合现场条件,本文采用了一种跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术,根据桥梁支点之间的距离实现钢

箱梁分区。通过部件组装实现装箱运输,从横向和纵向两个方向完成钢筋箱的吊装。采用了在既有高架上

立支架进行分块吊装的方法,对临时支撑设计、既有高架承载力分析及钢箱梁吊装施工技术进行总结。实

例分析结果表明,研究跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术,具有降低吊装承载能力功能,能够根据

工程特点实现施工分区,确保运输和吊装过程达到标准。

[关键词]复杂工况;跨线桥钢箱梁;装备施工技术;承重支架

[中图分类号]U445 [文献标识码]A [文章编号]1001-554X(2023)07-0047-06

Construction technology of steel box beam partition cutting equipment

support for overpass bridges

WANG Da-wei

1 工程概况

滨海西两座跨线桥桥梁在连接厦门集美和同

安区具有重要作用。因传统桥钢箱梁安装施工技术

分块能力较弱,导致其运输和吊装过程难以达到标

准。因此,此项工程对这两座跨线桥桥梁的上部

进行钢箱梁替换改造工作,整个桥梁拓宽为28m,

梁高1.8m,底板厚14mm,底板下设T型或板式加

劲肋,双向6车道。主梁采用鱼腹式连续钢梁箱结

构。文献[1]中提出了秀山大桥钢箱梁架设施工

安全管理方法,针对性的安全保障措施和安全建

议,降低管理风险,保障施工期间结构、设备、人

员安全。文献[2]中分析了大跨度跨线高架钢箱

梁施工技术,通过优化钢箱梁分段方案及架设顺

序,以及对吊装松钩时钢构件连接程度的合理化界

定。整个改造工程面临的施工环境较为复杂,周围

的交通环境也较为严峻,车流量大,周围的管道线

路较多,有一定的施工难度。但上述两条都无法保

障其运输和吊装过程达到标准,因此本文提出了跨

线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术。

2 工程重难点

在本文复杂的施工条件下,需要明确施工过程

中的几个关键点,提出解决方案,才能重点把握,

有力推进。

(1)在施工中,需要较多不同尺寸的大吨位

构件,应确保这些构件能够选取合适的交通运输轨

道并在施工开始前运输到施工场地。

(2)本工程位于十字路段,吊装难度较高,

需要现场交通指挥部门与施工队伍进行配合。

(3)在本工程中,使用的钢箱梁数量较多,

因此对焊接技术有较高的要求,不仅对焊接技术的

质量有严格要求,且由于需要焊接的部分较多,在

保证质量的基础上还要保证焊接速度,完成大量的

焊接任务。

(4)施工场地占地面积较大,占据一定的公

DOI:

10.14189/1981.2023.07.002

[收稿日期]2022-09-05

[通讯地址]王大为,黑龙江省龙江县龙城怡景

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专题论述

共交通位置,构件等施工设备体积较大,运作不

便,需要有关部门参与工程进行调解,设置相应的

安全警示牌,使行人和过往车辆能够顺利通行。

(5)对作业时间有一定的限制。由于在刘山

桥施工阶段,钢箱梁需要2台履带起重机双机抬吊

进行作业,会占据至少3个社会车道,因此,为保

障交通的正常运行,作业时间应该设置在22:00—

凌晨6:00为宜。

整体的工程实施环节主要包括对现场场地的

硬化处理、搭建支架等基层设施,确保有足够的便

道进行作业,之后对支架架设进行装备,最后装备

支座。这些是进行施工前应最好的准备工作,完成

之后开始进入下一步。让起重机进入施工场地,首

先进行起吊装备测试,重复进行检查并牢固各个部

件的位置,随后进行焊接检测,对桥位上进行颜料

补涂,防止其受自然雨水等侵蚀,最后在施工完成

的阶段对钢桥梁的主体结构进行检查,工程师检查

后方可拆除支架,然后对桥面进行施工铺面,完成

整个施工过程。

4500

X-DY1

X-DY1

21300

3640

4400

4460

X-DY2

X-DY3

X-DY4

25300

X-DY5

X-DY8

X-DY6

X-DY7

地铁高架

10000

3640

4400

4460

D-DY2

D-DY3

D-DY4

D-DY5

D-DY6

D-DY7

D-DY8

4400

3600

图1 钢箱梁分区的各个参数示意图

3.2 钢箱梁加工和运输

首先,在钢箱梁加工原材料的选择上,要保

证所有钢材都有齐全的生产质量保证书,钢板采用

的是Q345q(D),并保证原材料平整、无起泡、

裂纹等影响钢箱梁制作的明显缺陷。钢箱梁的每个

部件要保证其精确性,采用气割切割的方式使每个

部件的误差控制在合理的范围内。在切割过程中要

尽量减少这一过程中产生过多热量而导致的变形情

况,因此要着重注意切割的顺序、切割的方法,要

对切割过程中产生的变形进行及时处理,对边缘的

细节部分要进行加工,使其能够适应装备的尺寸。

同时,对于打孔一般采取冲孔或钻孔两种方式,孔

的内壁要使其光滑无损坏,没有明显的凸起或凹

陷。在进行各部分组件的组装过程中,要保证具备

一定的施工操作环境,部件的组装、强度设计上

都要符合标准。对单向还是双向拼装单个部件要明

确标记,做到尺寸合适。在进行装备拼装前,确定

其材料来进行合理拼装规划,并留有一定的焊接距

离。在进行部件焊接时,采用手动和自动两种焊接

方式相结合的方法,对焊接的外在客观条件进行严

格控制。比如对焊工的职业资格要进行检查,确保

焊接环境的安全、卫生,湿度和温度要控制在合理

的范围内,进行试焊时要保留参数,要对焊接质量

进行检查等。在焊接过程中一定要遵守操作规范,

对所有的焊缝进行超声波和射线检查,确保其达到

质量检查的合格标准。

3 钢箱梁施工关键技术

根据上述所提出的工程概况数值,根据钢箱

梁结构特点及运输线路要求,将钢箱梁沿桥长方向

划分为8个大节段,每个节段沿横向又划分为3个分

段,共计48个吊装节段。合拢段一端留有100mm

合拢余量,每个运输节段为1个吊装段。其中,钢

箱梁片单元(即吊装节段)制造及防腐涂装(最后

一道面漆除外)均在工厂制造完工,而钢箱梁节段

的拼装焊接及最后一道面漆涂装在现场完成。

3.1 钢箱梁分区

钢箱梁在分区时需要注意躲避一些支座、梁

体等较为强硬的结构,确定出桥梁支点的焊接距

离。起重设备及吊装设备要检查得当,保证设备可

承受梁块的最大重量,运输过程及现场吊装设备的

装备空间要保证长、宽、高的最大限度能够进入。

顶板和底板之间要拼接进行焊接,两者直接缝隙不

宜过大。钢箱梁要小块分散进行模块化处理,方便

进行吊装。吊装的最大阈值要控制在60t以内。钢

箱梁分区的各个参数示意图如图1所示。

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其次,钢梁杆件的成品要经过验收检查,桥

梁各个部分的精度、配合度要和钢梁杆件相吻合,

在拼装前对边缘以及孔隙进行磨平处理。在拼装过

程中要使每一个部件在与它相邻的构件分段进行试

装,整个拼装顺序、工艺流程、拼装设备要严格按

照拼装图纸进行

[3]

。试装过程中要检查所有施工

场地内的情况,在试装过程中要做好文字记录,对

不符合规格的地方进行记录并后续更换,确保验收

能够圆满完成。

最后,在梁箱试装完成后,进入到运输环

节。在这一过程中,要使各部分构件保持平整完整

地运输到施工场地。加入垫木减小运输过程中车辆

平板上的摩擦性,增强运输过程的稳定性,同时也

要使用钢丝绳等设备保证装载车辆和平板之间维持

稳定。

3.3 钢箱梁的吊装

钢箱梁部件在工厂车间制作完成后要经过预

先拼装、喷漆防锈等多个步骤后才能分多次运输到

施工现场。由于现场情况限制,两桥钢箱梁横截面

相同,因此采用相同的吊装装备方法。以刘山桥

钢箱梁为例,整个主梁横截面分为6段,纵向分为

9段,装备过程中主要采用2台180t履带起重机双机

抬吊进行装备,吊耳采用D20、D30两种类型,材

质上选取Q355C。在起重机的使用过程中,尤其要

注意以下几点:一要对实施起重机作业的现场情况

进行勘测,避开地下有管道和网线或地面有凹陷的

地方,要在起重机作业时铺垫钢板分散力的作用。

二要随时观测起重机上的显示屏,根据显示屏的数

值来调整作业方向和进度。整个施工过程要听从指

挥,服从调度。三要把施工作业的安全性放在首要

位置,每次使用起重机时都要对使用的相关设备进

行安全检查,保证其性能良好。开始施工前要对与

工程不相关工作人员进行排查,避免伤及无辜,还

要保证驾驶起重机的工作人员具有相关从业资格

[4]

。起重机操作示意图如图2所示。

观察图2可知,在整个钢箱梁装备的总体顺序

上,分为横向和纵向两个方向。在横向装备上,要

先装备中间位置的主箱梁,再装备两侧的挑臂。在

钢箱梁纵向装备顺序上,按照第一联到第三联的顺

序依次进行装备

[5]

。整体的装备思路主要是通过

在分段位置设置临时支撑,均匀地将力传递到桥面

上,使整个支撑结构更加具有稳定性,然后从第一

联到第三联依次进行装备。180t履带起重机双机抬

吊的方式先装备中间主箱梁,随后装备两侧的挑

臂,各个联接的钢箱梁在施工完成后要统一进行拆

除。装备示意图如图3所示。

起重机180t

梁车

Y-B-2

Y-B-1

Y-A-2

Y-A-1

临时支架

起重机180t

图2 起重机操作示意图

A节段B节段C节段D节段E节段F节段G节段H节段I节段J节段

35500

CQ43

CQ44

55000

CQ45

42000

CQ46

图3 装备示意图

根据图3可知,在钢箱梁的支撑体系建设施工

过程中,临时支墩一律采用钢管格结构模式,四肢

要有力,保证其具有稳定的抗压能力。顶部采用双

排型钢与钢管焊接的形式,并使用2台50t的千斤顶

进行增压,使钢箱梁线条流畅。格构柱要具有足够

的抗压性能以及足够的稳定性,要做到强度、刚度

都满足要求。在桥面的支撑体系中要全部采用支架

形式,在支架搭设之前要对现场情况进行勘测,找

出不适合进行装备的位置并进行调整。临时支墩各

部分和轴线的处理上,可以利用水平仪确定横纵坐

标和标高

[6]

。在支撑体系施工过程中,要注意观

察来往车辆,在必要情况下设置水马等阻隔设备对

施工现场进行保护,避免车辆意外撞击支撑体系而

带来不必要的重复施工。临时支架如图4所示。

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SURVEYING

专题论述

中线和纵向距离做好综合分析与检测,在检测时采

140*5

219*6

140*5

2L75*6

426*8

分配梁

用高精度高标准的仪器进行测量,并采用2台千斤

顶装备在支墩上,确保把误差降低到最小,从而更

好地处理焊接过程中出现的接头。

最后,对于一些特殊材料的钢箱梁线性结

构,需要搭建和结构匹配的临时性支架结构。横梁

上要设置相应的挡块来保证其稳定性,高度设置为

39854615

2000

4800

2000

46153985

0.5m,对单侧加强焊接,使其符合设计要求。

4.2 焊接施工技术问题

在钢箱梁的质量控制问题上,首先,要在进

场时进行质量安全把控

[8]

。钢箱梁在直接运输到

各个单独的节段后,需要核对节段信息,保证每

一个结构的齐全。若存在质量问题要对材料进行

更换,缺少数量的情况下要补充,以满足施工需

要。还要注重钢箱梁的进场时间,提前2~3天做好

准备工作。工厂和施工现场时刻保持联系与对接,

根据现场施工条件加大生产力度,确保生产装备各

项工作顺利落地

[9]

。其次,要对临时支架预压进

行质量安全把控,这是确保钢箱梁吊装能够安全施

工的重要步骤。主要用来检测临时性支架施工负荷

情况和箱梁荷载的承载力情况,根据受力的三级结

构,使不同受力节点的每一结构所对应的预负荷载

有效均匀地分布。支架沉降需要一定的间隔时间才

能进行观测,在对支架的纵桥加载时,要提前对支

架的两侧结构做好对称施工工作,并做好沉降值的

记录,这一做法主要是为了有效地控制施工速度。

做好综合测量工作,确保3天内累计沉降量不超过

3mm。

在焊接的外在客观条件上,焊接施工过程中

图4 临时支架示意图

4 工程关键控制点

4.1 钢箱梁及质量控制问题

首先,要对钢箱梁在横向和纵向两个方向上

进行位置的综合判定,用螺旋千斤顶将钢箱梁顶

起,再利用位置的左右移动实现梁段的横向和纵向

移动。在纵向方向调整上,要用螺旋千斤顶将梁段

顶起或放下,重复这一动作,直到达到图纸设计要

求位置。施工过程中要注意施工顺序,确保在完成

一道工序后再进行下一道工序的操作

[7]

其次,在固定完成后,进行钢箱梁的正式吊

装环节时,要在每一个具体的节段上都系紧各自对

应的缆风绳,从而钢箱梁的位置要保持正位。要不

断根据现场情况调整钢箱梁的位置,了解各个区域

的连接情况,保证每一个吊装设备都能在施工的要

求范围内。起重机司机要完全服从指挥命令,根据

具体的操作指令调整钢箱梁的位置。正确的钢箱梁

标准横截面图如图5所示。

3850

4900

4250

4900

3850

由于操作过程势必会出现相互碰撞或者剧烈震动的

现象,为了避免不必要的意外情况发生,要确保在

不同位置配备相应的灭火器,要保证电焊机的电源

长度充足,断电装置没有问题

[10]

。在通电之后,

必须完全保证电焊机在电压允许的范围内工作,绝

1500

170004500

对不能超负荷工作。另外,对于焊机的保存,要及

时将电焊机放在通风、干燥的标准储存环境中,远

离易燃易爆等危险品

[11]

。焊接工作进行时,要保

证地线没有直接接入建筑物、各种管道中,防止因

线路问题而引起火灾。电焊机棚要设置在固定的安

全地带,确保其棚顶具有一定的硬度。

图5 钢箱梁标准横截面

再次,确定线型的位置。在复杂的施工环境

下,水平位置和垂直位置方面的线型是非常重要

的。在进行线型位置的确认工作时要尽可能地迅

速,做好控制点和控制线的确认工作。对钢箱梁的

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在焊接方式上,钢箱梁上的所有组成零件全

部采用V形坡口方法焊接,这一方法能够保证焊接

足够牢固。在坡口的两个内部表面要做凿毛处理,

一是为了保证焊接足够牢固,二是为了降低焊缝出

现的概率。在焊接作业完成后,要检查是否有焊渣

或焊孔等问题出现,要对焊接的两个接口处进行清

水处理,清洗范围是从焊接边缘位置至20mm的边

缘。最后再涂上保护层,防止焊接部分生锈。

在进行焊接作业时,焊接的环境湿度要维持

在70%,钢材表面的温度要≥0℃,确保整个操作

平台面干净。在进行操作时,要严格按照顺序和工

艺进行焊接。在进行多层焊接时,要避免起落点相

互叠加而造成的焊接质量变差、强度变低的情况。

如果在焊接时出现了断裂、裂缝等问题,要在完成

焊接任务后对这些情况做集中统一处理,调查其产

生裂缝的原因,并统一做优化处理

[12]

。具体的喷

砂作业环境参考数据如表1所示。

表1 喷砂作业环境参考数据

指标

环境温度

空气相对湿度

钢板表面湿度

空气湿度

控制要求

5℃~40℃

涂装房内≤80°

现场施工,露天修

补≤85°

≥空气露点温度

+3℃

检测方法

温度计测量

温度计测量

温度计测量

温度计测量

境可能带来的污染。每层涂好后都要检查厚度,厚

度要控制在合理范围内,从而保证其在涂抹过程中

均匀、不起皱、附着状况良好

[13]

4.4 其他关键控制问题

在施工过程中,为了避免因施工人员懈怠检

测或疏忽大意而带来的交通安全事故问题,在本次

施工过程中引入“点检检测”制度

[14]

。这一制度

能够对施工的关键点进行标注划分,在完成某个节

点的施工后须由专业人员进行检测才能进行下一阶

段的施工,实现在一定周期内对规定部位的检查符

合一定标准。经这一制度完成的工序能够确保工程

的合规性,使上一阶段的工程完成质量具有相当的

可靠性,从而在整体上增大了整个工程完成的圆满

程度

[15]

。除此之外,在工期最后完成阶段,要对

整体的桥梁建设情况进行详细检查,并在检查合格

之后经测量工程师签字,签字完成后,才能对钢箱

梁进行拆卸工作。拆卸的顺序为先拆卸永久墩边上

的支架,再拆除靠近跨中的支架千斤顶,整个拆卸

过程要始终保持受力均匀。最后,在施工前要注意

疏散交通,保证车流顺畅通过。施工中要注意焊接

起火问题,做好防撞和消防工作。高架拆卸负荷节

点示意图如图6所示。

高架桥的底板

4.3 涂装控制问题

钢梁箱在施工过程中展现出极其便捷的性

能,但其缺点主要表现为耐腐蚀性较差,本段施工

地理位置又处在厦门这种容易遭受台风侵蚀、雨水

出现频率较高的城市,因此,易腐蚀性是桥梁安全

的最大隐患。在施工过程中,需要加强对梁面的

防腐处理

[12]

。首先,要对梁体的外表进行全面检

查,在检查外表达到标准之后,要对其表面进行喷

砂、除锈处理,除锈等级要在Sa2.5级。在进行防

腐喷涂作业时,要考虑喷涂作业时的环境,其湿度

不能>80%,钢板的表面温度要>3℃。其次,遇

到有焊接的部位时,要提前预留好需要后续喷涂的

位置,等焊接完成后再进行喷涂。最后,在进行喷

涂作业时,要考虑环境污染的问题,尽量减少对环

30厚支撑板

200

沙漏千斤顶

临时支撑

图6 高架拆卸负荷节点示意图

5 结束语

综上所述,钢箱梁吊装工程装备施工技术,

能够较好地解决复杂施工环境下大跨度的桥梁吊装

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专题论述

难题,避免施工过程中带来的大量交通拥堵问题,

大幅提升了施工效率,工程完成后将带来不小的社

会收益。施工控制结果表明,采用分段式施工技术

能够较好地解决施工难题,提升工作效率。同时,

在复杂的施工环境下,跨线钢箱梁支架施工方法能

够满足高架变形和承载力巨大的难题,本工程可以

为城市其他跨线钢箱梁施工工程提供参考。

[参考文献]

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[J]. 公路,2019(09):210-214.

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术,2019,50(04):478-480.

[3]张伟,刘俭,白华,等. 复杂施工环境下跨线钢箱梁

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(08):95-99.

[4]吕伟伟. 跨高速公路高架公路钢箱梁施工方法[J].

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[5]宗秋斌. 复杂施工环境下跨线匝道钢箱梁无支架法施

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路交通科技(应用技术版),2019,15(10):

156-160.

(上接第46页)

材料足够的UC强度,因此有必要对粉煤灰进行活

化。在NaOH活化下,所有混合物的强度都增加

了约3倍。与2%NaOH活化混合料相比,4%NaOH

活化混合料的强度提高了15%。分别用2%和4%的

NaOH活化粉煤灰,可以使粉煤灰的强度增益达到

设计强度4.5MPa。

(2)在湿/干循环下的耐久性和持久性研究表

明,活性粉煤灰稳定的RAP∶VA混合性能令人满

意,耐久性循环后的重量损失小于规定值的14%。

(3)Si-O-Si的不对称伸缩振动随着活化剂

含量和固化时间的增加而增加,这意味着水化产物

的形成,UC强度的增加也证实了这一点。

(4)提出了一个设计图表,采用FRB作为新

的公路基层材料。

综上所述,粉煤灰处理的RAP∶VA基层混合

料可以成功地应用于新型路面施工。

[参考文献]

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混凝土性能的影响[J]. 建筑材料学报,2014,17

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跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术

王大为

(中铁十九局集团第二工程有限公司,辽宁 辽阳 111000)

[摘要]目前跨线桥钢箱梁安装施工技术分块能力较弱,导致其运输和吊装过程难以达到标准。结

合现场条件,本文采用了一种跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术,根据桥梁支点之间的距离实现钢

箱梁分区。通过部件组装实现装箱运输,从横向和纵向两个方向完成钢筋箱的吊装。采用了在既有高架上

立支架进行分块吊装的方法,对临时支撑设计、既有高架承载力分析及钢箱梁吊装施工技术进行总结。实

例分析结果表明,研究跨线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术,具有降低吊装承载能力功能,能够根据

工程特点实现施工分区,确保运输和吊装过程达到标准。

[关键词]复杂工况;跨线桥钢箱梁;装备施工技术;承重支架

[中图分类号]U445 [文献标识码]A [文章编号]1001-554X(2023)07-0047-06

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WANG Da-wei

1 工程概况

滨海西两座跨线桥桥梁在连接厦门集美和同

安区具有重要作用。因传统桥钢箱梁安装施工技术

分块能力较弱,导致其运输和吊装过程难以达到标

准。因此,此项工程对这两座跨线桥桥梁的上部

进行钢箱梁替换改造工作,整个桥梁拓宽为28m,

梁高1.8m,底板厚14mm,底板下设T型或板式加

劲肋,双向6车道。主梁采用鱼腹式连续钢梁箱结

构。文献[1]中提出了秀山大桥钢箱梁架设施工

安全管理方法,针对性的安全保障措施和安全建

议,降低管理风险,保障施工期间结构、设备、人

员安全。文献[2]中分析了大跨度跨线高架钢箱

梁施工技术,通过优化钢箱梁分段方案及架设顺

序,以及对吊装松钩时钢构件连接程度的合理化界

定。整个改造工程面临的施工环境较为复杂,周围

的交通环境也较为严峻,车流量大,周围的管道线

路较多,有一定的施工难度。但上述两条都无法保

障其运输和吊装过程达到标准,因此本文提出了跨

线桥钢箱梁分区切割装备支架施工技术。

2 工程重难点

在本文复杂的施工条件下,需要明确施工过程

中的几个关键点,提出解决方案,才能重点把握,

有力推进。

(1)在施工中,需要较多不同尺寸的大吨位

构件,应确保这些构件能够选取合适的交通运输轨

道并在施工开始前运输到施工场地。

(2)本工程位于十字路段,吊装难度较高,

需要现场交通指挥部门与施工队伍进行配合。

(3)在本工程中,使用的钢箱梁数量较多,

因此对焊接技术有较高的要求,不仅对焊接技术的

质量有严格要求,且由于需要焊接的部分较多,在

保证质量的基础上还要保证焊接速度,完成大量的

焊接任务。

(4)施工场地占地面积较大,占据一定的公

DOI:

10.14189/1981.2023.07.002

[收稿日期]2022-09-05

[通讯地址]王大为,黑龙江省龙江县龙城怡景

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专题论述

共交通位置,构件等施工设备体积较大,运作不

便,需要有关部门参与工程进行调解,设置相应的

安全警示牌,使行人和过往车辆能够顺利通行。

(5)对作业时间有一定的限制。由于在刘山

桥施工阶段,钢箱梁需要2台履带起重机双机抬吊

进行作业,会占据至少3个社会车道,因此,为保

障交通的正常运行,作业时间应该设置在22:00—

凌晨6:00为宜。

整体的工程实施环节主要包括对现场场地的

硬化处理、搭建支架等基层设施,确保有足够的便

道进行作业,之后对支架架设进行装备,最后装备

支座。这些是进行施工前应最好的准备工作,完成

之后开始进入下一步。让起重机进入施工场地,首

先进行起吊装备测试,重复进行检查并牢固各个部

件的位置,随后进行焊接检测,对桥位上进行颜料

补涂,防止其受自然雨水等侵蚀,最后在施工完成

的阶段对钢桥梁的主体结构进行检查,工程师检查

后方可拆除支架,然后对桥面进行施工铺面,完成

整个施工过程。

4500

X-DY1

X-DY1

21300

3640

4400

4460

X-DY2

X-DY3

X-DY4

25300

X-DY5

X-DY8

X-DY6

X-DY7

地铁高架

10000

3640

4400

4460

D-DY2

D-DY3

D-DY4

D-DY5

D-DY6

D-DY7

D-DY8

4400

3600

图1 钢箱梁分区的各个参数示意图

3.2 钢箱梁加工和运输

首先,在钢箱梁加工原材料的选择上,要保

证所有钢材都有齐全的生产质量保证书,钢板采用

的是Q345q(D),并保证原材料平整、无起泡、

裂纹等影响钢箱梁制作的明显缺陷。钢箱梁的每个

部件要保证其精确性,采用气割切割的方式使每个

部件的误差控制在合理的范围内。在切割过程中要

尽量减少这一过程中产生过多热量而导致的变形情

况,因此要着重注意切割的顺序、切割的方法,要

对切割过程中产生的变形进行及时处理,对边缘的

细节部分要进行加工,使其能够适应装备的尺寸。

同时,对于打孔一般采取冲孔或钻孔两种方式,孔

的内壁要使其光滑无损坏,没有明显的凸起或凹

陷。在进行各部分组件的组装过程中,要保证具备

一定的施工操作环境,部件的组装、强度设计上

都要符合标准。对单向还是双向拼装单个部件要明

确标记,做到尺寸合适。在进行装备拼装前,确定

其材料来进行合理拼装规划,并留有一定的焊接距

离。在进行部件焊接时,采用手动和自动两种焊接

方式相结合的方法,对焊接的外在客观条件进行严

格控制。比如对焊工的职业资格要进行检查,确保

焊接环境的安全、卫生,湿度和温度要控制在合理

的范围内,进行试焊时要保留参数,要对焊接质量

进行检查等。在焊接过程中一定要遵守操作规范,

对所有的焊缝进行超声波和射线检查,确保其达到

质量检查的合格标准。

3 钢箱梁施工关键技术

根据上述所提出的工程概况数值,根据钢箱

梁结构特点及运输线路要求,将钢箱梁沿桥长方向

划分为8个大节段,每个节段沿横向又划分为3个分

段,共计48个吊装节段。合拢段一端留有100mm

合拢余量,每个运输节段为1个吊装段。其中,钢

箱梁片单元(即吊装节段)制造及防腐涂装(最后

一道面漆除外)均在工厂制造完工,而钢箱梁节段

的拼装焊接及最后一道面漆涂装在现场完成。

3.1 钢箱梁分区

钢箱梁在分区时需要注意躲避一些支座、梁

体等较为强硬的结构,确定出桥梁支点的焊接距

离。起重设备及吊装设备要检查得当,保证设备可

承受梁块的最大重量,运输过程及现场吊装设备的

装备空间要保证长、宽、高的最大限度能够进入。

顶板和底板之间要拼接进行焊接,两者直接缝隙不

宜过大。钢箱梁要小块分散进行模块化处理,方便

进行吊装。吊装的最大阈值要控制在60t以内。钢

箱梁分区的各个参数示意图如图1所示。

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2023/07总第569期

其次,钢梁杆件的成品要经过验收检查,桥

梁各个部分的精度、配合度要和钢梁杆件相吻合,

在拼装前对边缘以及孔隙进行磨平处理。在拼装过

程中要使每一个部件在与它相邻的构件分段进行试

装,整个拼装顺序、工艺流程、拼装设备要严格按

照拼装图纸进行

[3]

。试装过程中要检查所有施工

场地内的情况,在试装过程中要做好文字记录,对

不符合规格的地方进行记录并后续更换,确保验收

能够圆满完成。

最后,在梁箱试装完成后,进入到运输环

节。在这一过程中,要使各部分构件保持平整完整

地运输到施工场地。加入垫木减小运输过程中车辆

平板上的摩擦性,增强运输过程的稳定性,同时也

要使用钢丝绳等设备保证装载车辆和平板之间维持

稳定。

3.3 钢箱梁的吊装

钢箱梁部件在工厂车间制作完成后要经过预

先拼装、喷漆防锈等多个步骤后才能分多次运输到

施工现场。由于现场情况限制,两桥钢箱梁横截面

相同,因此采用相同的吊装装备方法。以刘山桥

钢箱梁为例,整个主梁横截面分为6段,纵向分为

9段,装备过程中主要采用2台180t履带起重机双机

抬吊进行装备,吊耳采用D20、D30两种类型,材

质上选取Q355C。在起重机的使用过程中,尤其要

注意以下几点:一要对实施起重机作业的现场情况

进行勘测,避开地下有管道和网线或地面有凹陷的

地方,要在起重机作业时铺垫钢板分散力的作用。

二要随时观测起重机上的显示屏,根据显示屏的数

值来调整作业方向和进度。整个施工过程要听从指

挥,服从调度。三要把施工作业的安全性放在首要

位置,每次使用起重机时都要对使用的相关设备进

行安全检查,保证其性能良好。开始施工前要对与

工程不相关工作人员进行排查,避免伤及无辜,还

要保证驾驶起重机的工作人员具有相关从业资格

[4]

。起重机操作示意图如图2所示。

观察图2可知,在整个钢箱梁装备的总体顺序

上,分为横向和纵向两个方向。在横向装备上,要

先装备中间位置的主箱梁,再装备两侧的挑臂。在

钢箱梁纵向装备顺序上,按照第一联到第三联的顺

序依次进行装备

[5]

。整体的装备思路主要是通过

在分段位置设置临时支撑,均匀地将力传递到桥面

上,使整个支撑结构更加具有稳定性,然后从第一

联到第三联依次进行装备。180t履带起重机双机抬

吊的方式先装备中间主箱梁,随后装备两侧的挑

臂,各个联接的钢箱梁在施工完成后要统一进行拆

除。装备示意图如图3所示。

起重机180t

梁车

Y-B-2

Y-B-1

Y-A-2

Y-A-1

临时支架

起重机180t

图2 起重机操作示意图

A节段B节段C节段D节段E节段F节段G节段H节段I节段J节段

35500

CQ43

CQ44

55000

CQ45

42000

CQ46

图3 装备示意图

根据图3可知,在钢箱梁的支撑体系建设施工

过程中,临时支墩一律采用钢管格结构模式,四肢

要有力,保证其具有稳定的抗压能力。顶部采用双

排型钢与钢管焊接的形式,并使用2台50t的千斤顶

进行增压,使钢箱梁线条流畅。格构柱要具有足够

的抗压性能以及足够的稳定性,要做到强度、刚度

都满足要求。在桥面的支撑体系中要全部采用支架

形式,在支架搭设之前要对现场情况进行勘测,找

出不适合进行装备的位置并进行调整。临时支墩各

部分和轴线的处理上,可以利用水平仪确定横纵坐

标和标高

[6]

。在支撑体系施工过程中,要注意观

察来往车辆,在必要情况下设置水马等阻隔设备对

施工现场进行保护,避免车辆意外撞击支撑体系而

带来不必要的重复施工。临时支架如图4所示。

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专题论述

中线和纵向距离做好综合分析与检测,在检测时采

140*5

219*6

140*5

2L75*6

426*8

分配梁

用高精度高标准的仪器进行测量,并采用2台千斤

顶装备在支墩上,确保把误差降低到最小,从而更

好地处理焊接过程中出现的接头。

最后,对于一些特殊材料的钢箱梁线性结

构,需要搭建和结构匹配的临时性支架结构。横梁

上要设置相应的挡块来保证其稳定性,高度设置为

39854615

2000

4800

2000

46153985

0.5m,对单侧加强焊接,使其符合设计要求。

4.2 焊接施工技术问题

在钢箱梁的质量控制问题上,首先,要在进

场时进行质量安全把控

[8]

。钢箱梁在直接运输到

各个单独的节段后,需要核对节段信息,保证每

一个结构的齐全。若存在质量问题要对材料进行

更换,缺少数量的情况下要补充,以满足施工需

要。还要注重钢箱梁的进场时间,提前2~3天做好

准备工作。工厂和施工现场时刻保持联系与对接,

根据现场施工条件加大生产力度,确保生产装备各

项工作顺利落地

[9]

。其次,要对临时支架预压进

行质量安全把控,这是确保钢箱梁吊装能够安全施

工的重要步骤。主要用来检测临时性支架施工负荷

情况和箱梁荷载的承载力情况,根据受力的三级结

构,使不同受力节点的每一结构所对应的预负荷载

有效均匀地分布。支架沉降需要一定的间隔时间才

能进行观测,在对支架的纵桥加载时,要提前对支

架的两侧结构做好对称施工工作,并做好沉降值的

记录,这一做法主要是为了有效地控制施工速度。

做好综合测量工作,确保3天内累计沉降量不超过

3mm。

在焊接的外在客观条件上,焊接施工过程中

图4 临时支架示意图

4 工程关键控制点

4.1 钢箱梁及质量控制问题

首先,要对钢箱梁在横向和纵向两个方向上

进行位置的综合判定,用螺旋千斤顶将钢箱梁顶

起,再利用位置的左右移动实现梁段的横向和纵向

移动。在纵向方向调整上,要用螺旋千斤顶将梁段

顶起或放下,重复这一动作,直到达到图纸设计要

求位置。施工过程中要注意施工顺序,确保在完成

一道工序后再进行下一道工序的操作

[7]

其次,在固定完成后,进行钢箱梁的正式吊

装环节时,要在每一个具体的节段上都系紧各自对

应的缆风绳,从而钢箱梁的位置要保持正位。要不

断根据现场情况调整钢箱梁的位置,了解各个区域

的连接情况,保证每一个吊装设备都能在施工的要

求范围内。起重机司机要完全服从指挥命令,根据

具体的操作指令调整钢箱梁的位置。正确的钢箱梁

标准横截面图如图5所示。

3850

4900

4250

4900

3850

由于操作过程势必会出现相互碰撞或者剧烈震动的

现象,为了避免不必要的意外情况发生,要确保在

不同位置配备相应的灭火器,要保证电焊机的电源

长度充足,断电装置没有问题

[10]

。在通电之后,

必须完全保证电焊机在电压允许的范围内工作,绝

1500

170004500

对不能超负荷工作。另外,对于焊机的保存,要及

时将电焊机放在通风、干燥的标准储存环境中,远

离易燃易爆等危险品

[11]

。焊接工作进行时,要保

证地线没有直接接入建筑物、各种管道中,防止因

线路问题而引起火灾。电焊机棚要设置在固定的安

全地带,确保其棚顶具有一定的硬度。

图5 钢箱梁标准横截面

再次,确定线型的位置。在复杂的施工环境

下,水平位置和垂直位置方面的线型是非常重要

的。在进行线型位置的确认工作时要尽可能地迅

速,做好控制点和控制线的确认工作。对钢箱梁的

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在焊接方式上,钢箱梁上的所有组成零件全

部采用V形坡口方法焊接,这一方法能够保证焊接

足够牢固。在坡口的两个内部表面要做凿毛处理,

一是为了保证焊接足够牢固,二是为了降低焊缝出

现的概率。在焊接作业完成后,要检查是否有焊渣

或焊孔等问题出现,要对焊接的两个接口处进行清

水处理,清洗范围是从焊接边缘位置至20mm的边

缘。最后再涂上保护层,防止焊接部分生锈。

在进行焊接作业时,焊接的环境湿度要维持

在70%,钢材表面的温度要≥0℃,确保整个操作

平台面干净。在进行操作时,要严格按照顺序和工

艺进行焊接。在进行多层焊接时,要避免起落点相

互叠加而造成的焊接质量变差、强度变低的情况。

如果在焊接时出现了断裂、裂缝等问题,要在完成

焊接任务后对这些情况做集中统一处理,调查其产

生裂缝的原因,并统一做优化处理

[12]

。具体的喷

砂作业环境参考数据如表1所示。

表1 喷砂作业环境参考数据

指标

环境温度

空气相对湿度

钢板表面湿度

空气湿度

控制要求

5℃~40℃

涂装房内≤80°

现场施工,露天修

补≤85°

≥空气露点温度

+3℃

检测方法

温度计测量

温度计测量

温度计测量

温度计测量

境可能带来的污染。每层涂好后都要检查厚度,厚

度要控制在合理范围内,从而保证其在涂抹过程中

均匀、不起皱、附着状况良好

[13]

4.4 其他关键控制问题

在施工过程中,为了避免因施工人员懈怠检

测或疏忽大意而带来的交通安全事故问题,在本次

施工过程中引入“点检检测”制度

[14]

。这一制度

能够对施工的关键点进行标注划分,在完成某个节

点的施工后须由专业人员进行检测才能进行下一阶

段的施工,实现在一定周期内对规定部位的检查符

合一定标准。经这一制度完成的工序能够确保工程

的合规性,使上一阶段的工程完成质量具有相当的

可靠性,从而在整体上增大了整个工程完成的圆满

程度

[15]

。除此之外,在工期最后完成阶段,要对

整体的桥梁建设情况进行详细检查,并在检查合格

之后经测量工程师签字,签字完成后,才能对钢箱

梁进行拆卸工作。拆卸的顺序为先拆卸永久墩边上

的支架,再拆除靠近跨中的支架千斤顶,整个拆卸

过程要始终保持受力均匀。最后,在施工前要注意

疏散交通,保证车流顺畅通过。施工中要注意焊接

起火问题,做好防撞和消防工作。高架拆卸负荷节

点示意图如图6所示。

高架桥的底板

4.3 涂装控制问题

钢梁箱在施工过程中展现出极其便捷的性

能,但其缺点主要表现为耐腐蚀性较差,本段施工

地理位置又处在厦门这种容易遭受台风侵蚀、雨水

出现频率较高的城市,因此,易腐蚀性是桥梁安全

的最大隐患。在施工过程中,需要加强对梁面的

防腐处理

[12]

。首先,要对梁体的外表进行全面检

查,在检查外表达到标准之后,要对其表面进行喷

砂、除锈处理,除锈等级要在Sa2.5级。在进行防

腐喷涂作业时,要考虑喷涂作业时的环境,其湿度

不能>80%,钢板的表面温度要>3℃。其次,遇

到有焊接的部位时,要提前预留好需要后续喷涂的

位置,等焊接完成后再进行喷涂。最后,在进行喷

涂作业时,要考虑环境污染的问题,尽量减少对环

30厚支撑板

200

沙漏千斤顶

临时支撑

图6 高架拆卸负荷节点示意图

5 结束语

综上所述,钢箱梁吊装工程装备施工技术,

能够较好地解决复杂施工环境下大跨度的桥梁吊装

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专题论述

难题,避免施工过程中带来的大量交通拥堵问题,

大幅提升了施工效率,工程完成后将带来不小的社

会收益。施工控制结果表明,采用分段式施工技术

能够较好地解决施工难题,提升工作效率。同时,

在复杂的施工环境下,跨线钢箱梁支架施工方法能

够满足高架变形和承载力巨大的难题,本工程可以

为城市其他跨线钢箱梁施工工程提供参考。

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(上接第46页)

材料足够的UC强度,因此有必要对粉煤灰进行活

化。在NaOH活化下,所有混合物的强度都增加

了约3倍。与2%NaOH活化混合料相比,4%NaOH

活化混合料的强度提高了15%。分别用2%和4%的

NaOH活化粉煤灰,可以使粉煤灰的强度增益达到

设计强度4.5MPa。

(2)在湿/干循环下的耐久性和持久性研究表

明,活性粉煤灰稳定的RAP∶VA混合性能令人满

意,耐久性循环后的重量损失小于规定值的14%。

(3)Si-O-Si的不对称伸缩振动随着活化剂

含量和固化时间的增加而增加,这意味着水化产物

的形成,UC强度的增加也证实了这一点。

(4)提出了一个设计图表,采用FRB作为新

的公路基层材料。

综上所述,粉煤灰处理的RAP∶VA基层混合

料可以成功地应用于新型路面施工。

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