徐 寧

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津市 300350）

1 引言

隨著我國橋梁工程的不斷進步，市政橋梁也在不斷推陳出新。其中，鋼箱梁因具備施工周期較短以及建設(shè)較為便捷等優(yōu)點，而在市政橋梁得到了較為廣泛的應(yīng)用。鋼箱梁除了具備較輕的自重以及較大的跨越性能之外，還能夠在一定程度上降低經(jīng)濟成本［1］?；诖耍疚膶⒁阅呈姓蛄簽檠芯勘尘?，對其安裝技術(shù)進行分析研究。

2 工程概況

某雙向八車道鋼箱梁上部構(gòu)造布置為38+50+45m，有著50m的橋面寬度。橋梁16mm厚度的U形加勁肋作為頂板，以20mm厚度的I形加勁肋作為底板。主橋橫斷面如圖1所示。

圖1 主橋標準斷面示意圖

3 理論計算分析

將主橋劃分為七孔，并以尺寸為530×8mm的鋼管作為臨時墩柱；將橫梁以16#槽鋼進行連接；通過25t汽車進行鋼管柱立柱的吊裝，并確保鋼管柱的垂直度滿足要求，完成立柱吊裝之后需立即將其與基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓進行連接，以確保立柱穩(wěn)定性滿足要求；將雙拼50b工字鋼設(shè)置到各排立柱頂上作為分配梁，并相應(yīng)設(shè)置蓋板，以對鋼箱梁進行支承［2］。對于有著集中力的作用點還需加設(shè)加勁肋，并通過點焊的方式進行連接。

選取重量最大的節(jié)段作為荷載進行應(yīng)力驗算。恒載和活載分別采用系數(shù)1.2和1.4。各截面的特性如表1所示。

表1 截面特性

為便于分析計算，本文將通過有限元分析軟件Midas Civil對其進行建模處理。對于橋梁的臨時結(jié)構(gòu)，本文使用的鋼材類型為Q235號。限于篇幅，本文將直接給出部分計算結(jié)果。

從結(jié)果可知，分配梁具有170MPa的應(yīng)力極值，滿足小于183MPa的要求；連接系具有78MPa的應(yīng)力極值，滿足小于183MPa的要求；鋼支柱具有110MPa的應(yīng)力極值，滿足小于183MPa的要求。橋梁分配梁變形圖見圖2所示。

圖2 橋梁分配梁應(yīng)力圖

從圖3可知，分配梁有著11.2mm的最大變形量，滿足小于6000/400的要求，即其變形處于限定值內(nèi)；連續(xù)系則有著1mm的最大變形量，滿足小于5.05mm的要求。對于本項目中的鋼管支架而言，其有著10m的最高度值以及50m的橋梁寬度，即高寬比在3以內(nèi)，故可不考慮側(cè)向風荷載，僅對鋼支柱所受豎向應(yīng)力進行考慮；對于該鋼支柱而言其具有40的臨界荷載系數(shù)，遠在4以上，故其穩(wěn)定性能夠滿足要求?；谏鲜龇治?，本文擬采用獨立擴大基礎(chǔ)作為地基處理方案，即將尺寸為2m×2m×1m的C30混凝土承臺設(shè)置到各鋼管柱基礎(chǔ)下，承臺和鋼管柱設(shè)置有800mm×800mm的連接尺寸，并相應(yīng)配置HRB335級鋼筋。

圖3 分配梁變形圖

4 鋼箱梁合攏技術(shù)

本文所依據(jù)鋼箱梁為三跨連續(xù)梁橋，為確保橋梁的線形合理性，應(yīng)正確選取合攏位置。對于鋼箱梁的吊裝施工，本文選取的是固定橋墩和橋臺，并預(yù)留某一段作為合攏段的施工方法?；趯蛄航Y(jié)構(gòu)受力以及現(xiàn)場條件等的考慮，本文選取中跨偏支座的節(jié)段作為合攏段。

4.1 橋梁合攏基本要求

橋梁在進行合攏時應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的內(nèi)力以及線形等均滿足要求，為確保吊裝到位之后能夠順利合攏，應(yīng)確保合攏速度盡可能的快。基于此，本文在施工時制定了施工前以及施工中兩種控制方式，對合攏過程可能有的不利情況進行分析，并據(jù)此提出相應(yīng)的解決措施。

在起吊之前應(yīng)測量接頭段的空間變形，按照3h/次的頻率聯(lián)系開展48h的監(jiān)測；在起吊之后需對鋼箱梁的變形情況進行監(jiān)測，并在起吊約1m之后對同時對鋼箱梁和懸臂位置的變形進行觀測；在吊裝到位并經(jīng)過2h之后應(yīng)對各跨跨中變形進行監(jiān)測［3-4］。采用全站儀對橋梁腹板頂部和底部的水平距離以及高差進行測量，并對其傾斜度進行計算，此時需確保測點位置和全站儀保持在同一軸線上。

4.2 鋼箱梁吊裝及合攏精度設(shè)計

對鋼箱梁的施工而言，從其運輸?shù)狡涞跹b合攏到位的全過程是一個有著較強系統(tǒng)性的作業(yè)［5］，因此為確保其具備足夠的安裝精度，應(yīng)對其各個施工步驟進行有效控制，具體要求包括：合攏段處應(yīng)有200mm的預(yù)留梁作為頂板以及底板的二次切割；在吊裝過程中，應(yīng)對其預(yù)拱度進行嚴格控制，并確保端面不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使橋梁軸線垂直于端口面；具體合攏時應(yīng)選在23℃左右的天氣進行合攏，并在較低溫度變化的情況下才能內(nèi)進行焊接施工。

4.3 施工控制要點

在吊裝合攏段之前，其余梁段的鋼箱梁均已經(jīng)形成較為完整的結(jié)構(gòu)體系，橋梁兩個懸臂端均已安裝好而無法進行調(diào)整，因此需對其吊裝合攏過程進行嚴格控制，主要包括邊界條件的控制以及施工過程的控制。

4.3.1 邊界條件的控制

包括內(nèi)部和外部兩種外界條件的控制。內(nèi)部邊界條件的控制是確保吊裝前橋梁的內(nèi)力及其線形均滿足合攏的要求，只有確保橋梁各項參數(shù)和實際相符，才能夠?qū)蛄涸诘跹b前的狀態(tài)進行準確的預(yù)測；外部邊界條件的控制是因橋梁在成橋時的狀態(tài)受外部環(huán)境影響較大，如溫度環(huán)境條件等，因此需對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力與溫度間的關(guān)系進行控制，即在施工時需確保橋梁在20到25℃的區(qū)間范圍內(nèi)進行合攏。其中，對于橋梁的合攏而言，施工荷載也是一項較大的影響因素，在吊裝以及合攏之前應(yīng)確保各項施工荷載的大小以及位置分布滿足要求。

4.3.2 施工過程的控制

主要包括吊裝時的控制以及合攏時的控制。吊裝過程的控制主要包括試吊以及運輸就位階段。在吊裝之前應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)以及內(nèi)力狀態(tài)進行測量，以將其作為橋梁吊裝時的初始控制參數(shù)。

橋梁合攏時的控制主要包括吊裝鋼箱梁就位之后，應(yīng)采用縱隔板以及頂面將南北梁端的端梁進行連接，并在設(shè)計溫度條件下進行焊接。作為鋼箱梁施工的最后一個梁塊，合攏段的施工是橋梁質(zhì)量控制的重點所在，其主要包含線形控制，溫度變形控制以及合攏精度控制等方面。外界的環(huán)境溫度對橋梁的應(yīng)力及變形有著較大的影響，通過對該橋梁溫度的監(jiān)測可知，其在0時到6時是溫度較為平穩(wěn)的時候，并且該時刻周圍的環(huán)境溫度均處于設(shè)計范圍內(nèi)，故本項目將在該時間點進行吊裝合攏。

合攏時是按照中心到兩側(cè)的方式通過架設(shè)合攏端的方式實現(xiàn)的。通過150t的履帶式吊裝機進行吊裝施工，先進行中心段的合攏，并隨之開展溫度觀測，選取溫度合適點進行其余梁端的吊裝合攏施工［6］。

在合攏之后即需開展卸載工作，基于對橋梁線形以及安全性的考慮，應(yīng)在卸載時采用相應(yīng)的控制措施，主要包括有： （1）控制支座標高：對支座頂面落架前的高程進行測量，以確保其滿足要求，否則應(yīng)在支座處增設(shè)不銹鋼板的，需注意的是所設(shè)置的不銹鋼板應(yīng)與厚度差值保持相同； （2）跨中的落架施工：需將50t的同步千斤頂設(shè)置到各落架支承臺上，并通過液壓泵進行控制。對于橋梁的穩(wěn)定狀態(tài)而言，跨中位置以及臨時支墩的落架施工質(zhì)量對其有著較大的影響，因此具體的落架參數(shù)應(yīng)基于現(xiàn)場的理論計算進行確定。根據(jù)等比線性的方式對千斤頂?shù)穆渚噙M行控制，并基于監(jiān)測結(jié)果對其進行調(diào)整，以確保各支座所受應(yīng)力相同。若該過程有非線性的數(shù)值變化出現(xiàn)，應(yīng)對落架行程進行調(diào)整，多數(shù)情況下應(yīng)確保落架行程在10mm以內(nèi)，中間支撐在多次落架后不再受力即可停止施工。

5 結(jié)語

基于上述分析，本文主要得出如下結(jié)論：

（1）通過對鋼箱梁施工時的安裝技術(shù)進行分析可知，在吊裝鋼管柱立桿就位之后，應(yīng)及時對兩根立柱間的16#槽鋼連接系進行連接，并且為確保立柱的穩(wěn)定性滿足要求，還需基于高度要求相應(yīng)設(shè)置水平方向上的連接。

（2）對于分配梁而言，在考慮其自身重量以及鋼箱梁荷載傳遞下的受力組合下，其所受的最大應(yīng)力為170MPa，滿足小于容許應(yīng)力180MPa的要求。但對于鋼箱梁的實際施工而言，因其具有較為復(fù)雜的受力，在對其進行分段時應(yīng)注意避免在最大彎矩處進行分段，并且對于其撓度而言越靠近邊跨影響越大，故對于鋼箱梁的合攏施工而言應(yīng)對其相應(yīng)的合攏位置進行準確確定。