复杂交通状况下互通匝道钢箱梁桥施工技术

作者:孙文坚
单位:中铁十六局集团路桥工程有限公司
摘要:以实际工程为例,考虑到复杂交通状况对施工作业的影响,根据互通匝道钢箱梁桥的使用需求,提出与之相适应的施工技术,总结各环节施工中的控制要点。经检验,工程施工效果良好,符合设计要求,相关施工技术可为类似工程提供参考。
关键词:桥梁工程 互通匝道 钢箱梁桥 技术要点
作者简介: 孙文坚,工程师,E-mail:28456499@qq.com;

0 引言

钢箱梁是现代桥梁工程中的主要构件,在胎架上组拼焊接形成整体结构,并对结构不合理之处采取矫正措施。在零部件加工环节,利用数控技术控制机械设备,充分发挥工装夹具的作用,以免因人工操作而产生误差,生产效率也大大提升。经焊接工艺后,刷涂2层漆,以起到保护作用,检验无误后转移到现场并投入使用。

1 工程概况

广州白云国际机场北进场路工程中,规划红线宽60m,大广高速以南规划为城市快速路,以北规划为城市主干路。针对现场施工情况,空港大道至大广高速段均采取的是城市快速路建设标准,由主线与辅道构成,设计速度前者为60km/h、后者为40km/h。大广高速至山前旅游大道为城市主干路建设标准,设计速度为60km/h。本工程沿线设置桥梁构造物类型主要有:主线跨线桥2座,跨涌小桥4座,人行天桥1座,花山北互通立交1座;新建5条匝道(H、I、J、K、L匝道),实现机场北进场路与大广高速、广乐高速、肇花高速相接。其中,H、K匝道跨越高速位置采用连续钢箱梁结构。由于起重设备及运输等方面因素限制,连续钢箱梁拟按“钢箱梁节段划分图”分段在工厂制造,运至工地后在桥位上组拼焊接,形成连续梁体系。钢箱梁制造应符合Q/CR 9211—2015《铁路钢桥制造规范》的规定。

2 钢箱梁安装方式

本项目梁体架设方法是采用大型起重机吊装,预制箱体采用平板车运输,架设前起重机在路基上进行满载或超载起重试验,以检验起重设备的可靠性;同时与交警协调吊装时段的交通疏导与分流。

钢箱梁架设步骤:临时支墩测量定位→临时支墩装焊→钢箱梁节段吊装→箱梁调整→钢箱梁焊接→临时支撑拆卸→整桥涂装。

3 钢箱梁施工

根据本标段施工要求,钢箱梁采取全焊接结构形式,考虑到起重设备工作中存在诸多限制性因素,采取分段制造、运送至桥位拼装的方式,最终构成完整的连续梁体系。

3.1 施工准备

编制科学的胎架设计方案,通过焊接方式在大部件上设置纵、横加劲肋,确保钢箱梁尺寸满足设计要求。本工程对胎架场地的选择提出较高要求,需经过监理工程师审批。正式施工中,定期检查胎架,及时校正计量仪器。

3.2 工厂制造工艺

钢箱梁制造涉及环节较多,如零部件加工、组焊、拼装、涂装等,应严格遵循Q/CR 9211—2015的规定,高效完成各环节施工作业。

3.3 零件和部件加工

1)材料以设计方案提出的各项要求为准,挑选质量良好的主材与辅材,材料进场时出具合格证,并安排专员复检,各项指标满足要求后方可投入使用。

2)号料钢桥整体线形放样工作,采取1∶1放样的方式,要求各道切割线足够清晰,控制号料偏差在±1mm以内。此外,号料环节还要注重对钢料各项参数信息的检查,如牌号、规格,不满足要求不允许号料。

3)切割下料对次要零件采取剪切处理,或经剪切处理后边缘部分不满足设计要求时,也可气割。气割作业时,应通过数控自动切割,以免对材料规格造成不良影响。

4)板料矫正经切割处理后,及时矫正钢料,要求表面不出现任何损伤。现阶段,应用较为广泛的是锤击矫正法,操作中需放置垫板。

5)边缘加工若钢料尺寸精度达到设计标准,可省去机加工环节。部分气割部件需经过机加工处理,实际操作中必须以工艺技术文件为指导。

6)板料对接板料长、宽不满足设计要求时,需采取对接处理措施,配料过程中遵循焊缝错开的原则,调整加筋板位置,应满足与顶板纵向焊缝间距不小于100mm的要求,同时与横向焊缝间距不小于150mm。

3.4 箱梁组焊

1)以施工图纸为指导,分段拼装钢箱梁,为避免顶板焊缝过于集中,适当提升顶板两端高度,使其呈拱形。

2)根据图纸尺寸要求,在顶(底)板处测量画线,具体为加劲筋、横隔板与腹板3部分的安装位置,并确定顶板定位线。

3)拼装顺序设置顶板与纵向加劲肋,通过焊接方式确保定位合理,焊缝长50~100mm,确定定位焊缝位置,该处与焊缝端部间距应不小于30mm。以顶板纵向中心为准,要求横隔板中心与之保持对齐的状态,无误后交错断续焊接。随后完成中腹板与横隔板的定位,将其翻转后再继续焊接。

3.5 焊接

1)焊接要求做好拼装前的准备工作,即定位焊缝应得到全面清理,不可出现裂纹、焊瘤等质量问题。根据焊接工艺要求,环境温度不低于5℃,相对湿度不大于80%,采取电弧焊方式时,要求风速不大于10m/s,部分情况下采取CO2气体保护焊工艺,要求风速<2m/s,且不可在雨雪等极端天气下组织焊接作业。

2)焊接质量控制焊接后检查焊缝质量,应满足均匀、致密的要求,不可产生裂纹或夹渣等缺陷。检验咬边情况,此类缺陷的尺寸必须在设计要求之内。

3.6 矫正变形

本项目选择加外力火焰矫正方式,操作中温度控制在600~800℃。受施工作业影响,中腹板外侧板易出现塌边现象,应以横隔板为基准,该处定向高度比其高2mm。

3.7 箱梁预拼装

1)以钢箱梁平面分块图为指导,开好顶(底)板坡口,这是预拼装的必要前提。

2)确定梁段拼装线,将其精确画在梁结构上,通过水准仪抄平钢箱梁上平面,检验焊缝高低差,必须满足设计要求,否则需及时调整。完成各单元的调整作业,为后续拼装作业做好准备。

3.8 厂内涂装

1)除锈受外界因素影响,钢箱梁表面易出现锈迹,可利用动力工具清理,要求油污、旧涂层均全面处理,随后检验钢表面粗糙度,具体要求为:Ra不大于12.5μm;喷铝Ra不大于15.0μm

2)箱梁涂装以GB/T 3186—2006《色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样》相关规定为准,通过取样检验的方式分析涂料状况,掌握其质量情况;在热喷涂铝施工中,注重对铝丝的挑选,即达到2号防锈铝(LF2)要求。

3.9 钢箱梁安装就位

1)吊装准备(1)验收基础结构,充分考虑桥梁实际情况,全面验收桥梁下部结构,确认无误后,在墩身上安装支座;(2)搭建临时支架装置,将其设置在分段接口处,要求各支架与墩身形成稳定连接的关系。

2)吊装方案在主体墩周边设置支架后,再搭建临时支撑架(此结构高度为500mm,并设置有顶升调整平台架),其主要作用是承载钢箱梁,确保其标高与中心线位置的合理性,在后续钢箱梁吊装作业时避免出现大范围移动现象。

3)钢箱梁的吊装根据现场情况,选取最大起重量为60t,共设置4个吊耳,选择φ47.5mm钢丝绳,确保吊装的稳定性。现场配备3个规格均为15t的手拉葫芦,将其依次挂在各吊点上,参考吊装分段,有序完成钢箱梁运输作业,再利用起重机吊装。钢箱梁吊装施工现场如图1所示。

图1 钢箱梁吊装现场

图1 钢箱梁吊装现场

 

4)检查验收在工地完成拼装与焊接作业后,检验钢箱梁施工质量,即外形尺寸与焊缝。根据设计要求,焊缝不可出现裂纹、咬边等缺陷,产生的气孔必须与质量标准相符。部分情况下要求焊透,此时必须对焊缝进行探伤。

3.1 0 工地涂装

1)有序完成钢箱梁预拼装作业,通过检验后转移到工地。若钢箱梁未经过刷底漆处理,或部分漆面出现剥落现象,需要再次刷漆。

2)严格控制涂装层数与涂膜厚度,必须与设计要求相符;若工程中未有明确规定,则要满足外表面干膜总厚度不小于240μm、内表面干膜厚度不小于180μm的标准要求。

4 结语

本文考虑到复杂交通环境对施工作业带来的不良影响,提出适用于互通匝道钢箱梁的施工技术,总结各环节的重点和难点,提出质量控制标准,以期为类似桥梁工程提供参考,提升工程品质。

 

 

参考文献[1] 中铁山桥集团有限公司.铁路钢桥制造规范:Q/CR 9211—2015[S].北京:中国铁道出版社,2015.

[2]贺恩明,陈元欢.复杂环境下钢箱梁顶推架设工艺技术研究———以重庆市南岸区黄桷湾立交工程F匝道桥钢箱梁顶推为例[J].重庆建筑,2016,15(7):36-38.

[3]中国化工建设总公司常州涂料化工研究院.色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样:GB/T 3186—2006[S].北京:中国标准出版社,2006.
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