淺議大跨度橋梁施工
2016-08-29
一、鋼箱梁制造
1.鋼箱梁組裝方法
①反裝法
反裝法顧名思義為橋面板朝下、底板朝上的組裝方法。首先組裝鋼橋的面板，然后依次組裝橫隔板、縱隔板、外腹板，最后組裝底板。該組裝方法與橋面板連接的角 焊縫處于平位置施焊，然后旋轉(zhuǎn)180°在平位置施焊與底板連接的角焊縫。避免了仰焊，提高了焊接質(zhì)量，減輕了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度等作業(yè)環(huán)境，但是，在大型鋼箱 梁則需要大噸位的起吊設(shè)備和轉(zhuǎn)胎具
?、谡b法
與反裝法相反，正裝法是先組裝底板、斜底板然后依次組裝橫隔板、縱隔板、外腹板、風(fēng)嘴，最后組裝面板，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要組裝的鋼箱梁翻轉(zhuǎn)180°，同時(shí)使 98％以上焊縫處于平位置施焊，正裝法是最常采用的方法。組裝時(shí)以胎架為外胎，橫隔板、工藝隔板為內(nèi)胎匹配組裝。焊接時(shí)，利用它約束、自約束、強(qiáng)約束和柔性約束的原理，有效地控制了焊接變形，使所有鋼箱梁的各項(xiàng)幾何尺寸偏差在很小范圍內(nèi)，而且相對節(jié)段箱梁端口尺寸達(dá)到精確匹配的要求。
2、鋼箱梁制造工藝流程
?、俣A段制造法
二階段制造法是指在鋼箱梁制造中分為：板單元構(gòu)件制造階段和鋼箱梁階段組裝焊接階段。帶縱、橫肋的板單元構(gòu)件尺寸寬度和長度依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，并考慮鋼板的 軋制尺寸（寬*長）、起吊能力和運(yùn)輸凈空等條件劃分，板單元構(gòu)件一般在工廠制造，板單元構(gòu)件的制造精度和板的平整度是保證鋼箱梁制造精度的基礎(chǔ)。第二階段 是在胎架上匹配組裝焊接成箱梁節(jié)段。二階段制造是采用的一種方法，較適用于雙箱、三箱結(jié)構(gòu)，比三階段制造法工效高、制造工期短。
?、谌A段制造法
三階段制造法是將每節(jié)鋼箱梁分為板單元構(gòu)件、單體組裝與焊接，以及單元（或塊體）組裝焊接成整箱沿縱向分成兩個(gè)或三個(gè)單體，整箱組裝焊接往往結(jié)合階段箱梁匹配組裝，以便確保橋吊裝的精度要求。
二、大跨度鋼箱梁板單元構(gòu)件制造
1.帶錨箱的腹板的制造
鋼箱梁上的荷載均通過腹板外側(cè)的錨箱傳遞給斜拉索和橋塔，因而錨箱腹板是鋼箱梁最重要的受力構(gòu)件。全橋共有80對柱狀錨箱，其角度和縱錨板長度因箱段的位 置而變化。錨箱腹板由腹板、承壓板、縱錨板、腹板板條肋等組成。
2.腹板組拼
首先組焊錨箱合件。組焊時(shí)使用定位胎架進(jìn)行組裝，采用平角位置對稱施焊，確保焊縫質(zhì)量和焊接不產(chǎn)生大的不對稱變形。腹板組焊板條肋后，依據(jù)縱、橫基準(zhǔn)線精確定出錨箱的組裝位置及組裝角度，并據(jù)此在平臺(tái)上組裝錨箱。
3.錨箱腹板焊接
?、俑拱迮c板條肋的焊接
腹板與板條肋焊接使用埋弧自動(dòng)焊，焊絲使用H08Mn2E，焊劑使用SJ10lq，焊接時(shí)采用船位焊。
?、谌弁负缚p的焊接
承壓板與縱錨板、錨箱與腹板間均為熔透焊縫，采用開雙面U型坡口焊接，坡口及焊道布置
4.焊接變形的控制
①增加腹板剛度，控制豎向及彎曲變形
腹板與錨箱焊縫為大坡口熔透焊縫，焊接后在腹板錨箱位置產(chǎn)生局部凹凸和翹曲變形，經(jīng)實(shí)測在錨箱腹板背側(cè)豎向彎曲變形最大達(dá)16mm。采取在腹板背側(cè)的板條肋上增加臨時(shí)連接件，使腹板上板條肋連為整體，以增大腹板的抗彎剛度，控制焊接豎向彎曲變形在6mm以內(nèi)。
?、诶脛傂约s束，控制焊接角變形
由于屢次的焊接熱過程使得焊接角變形異常嚴(yán)重。采用在腹板錨箱背面加裝約束馬板的措施，施焊前先將馬板點(diǎn)固于錨箱背側(cè)，增加腹板上錨箱部位的剛性約束，制 約腹板角變形的產(chǎn)生。
5.帶單側(cè)加勁肋的橫隔板的制造
橫隔板作為鋼箱梁組拼的內(nèi)胎，且縱向與U肋要精確配合，加工精度要求特別高。但橫隔板構(gòu)造上僅豎板的一側(cè)有板式加勁助，料件超長超大。除錨箱處的橫隔板外，其余橫隔板僅厚10mm，屬于薄板結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生焊接蕈狀變形。為保證質(zhì)量，將橫隔板整體分為一個(gè)中間板塊、兩個(gè)邊側(cè)板塊制造。
三、牽索掛籃的施工程序及工藝要點(diǎn)
1.掛籃安裝
在主梁的適當(dāng)位置預(yù)設(shè)4個(gè)吊孔，用倒鏈或千斤頂將組拼成整體的主桁承重系統(tǒng)和底模板整體提升到安裝位置，安裝牛腿頂端部分，若主桁未到安裝位置，則安裝走行系統(tǒng)，使其走行到位。同時(shí)安裝梁上的錨固部件，并拆除走行輪，將主桁錨固。之后安裝外側(cè)模、開箱內(nèi)模，綁扎鋼筋，并安裝牽索系統(tǒng)，經(jīng)精確調(diào) 整后即可灌注混凝土。
2.掛籃前移
梁段混凝土等強(qiáng)張拉預(yù)應(yīng)力束后，解除錨固系統(tǒng)的斜拉桿及有關(guān)模板的連接，鋪好梁頂走行滑槽，用錨固系統(tǒng)的垂直吊桿將掛籃主街等緩緩下落，直至梁側(cè)牛腿落在 滑槽內(nèi)。之后解除垂直吊桿，卸去梁底楔塊，換裝走行輪，在主梁上用千斤頂和牽拉桿帶動(dòng)牛腿將掛籃緩緩平行前移，并在后方設(shè)倒鏈作保險(xiǎn)制動(dòng)。
3.掛籃就位及調(diào)整
掛籃到位后，先將兩側(cè)中錯(cuò)的垂直吊桿臨時(shí)錨固，再將有關(guān)的錨固件和模板前移安裝，再用中間的中錨吊桿將主桁提升并進(jìn)行相應(yīng)錨固，然后精確調(diào)整后即可施工了一梁段。
4.短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃的施工程序及工藝要點(diǎn)
?、賿旎@安裝
塔下用作組拼掛籃的主梁施工后，將掛籃三角架及其后錨等構(gòu)件吊上橋面安裝就位，然后用倒鏈或卷揚(yáng)機(jī)將整體組拼的掛籃平臺(tái)提升，并安裝相關(guān)的伺服系統(tǒng)，檢查無誤后灌注混凝土。
?、趻旎@前移
梁段混凝土等強(qiáng)張拉預(yù)應(yīng)力束后，解除掛籃牽索并與主梁錨連，將掛籃平臺(tái)下放一定高度，然后將掛籃三角架向前移動(dòng)一個(gè)梁段長度，到位后再將掛籃平臺(tái)沿梁頂滑 道和三角架下弦梁下翼級前移就位，上述為兩次走行，適應(yīng)梁寬且重的情況。
③掛籃施工要點(diǎn)
灌注混凝土?xí)r，由于掛盤前端荷載由牽索和前吊桿共同承受，為保證前吊桿不超載，利用千斤頂和特設(shè)的數(shù)字式壓力傳感器測其桿力，超出其設(shè)計(jì)受力的部分通過分次調(diào)整臨時(shí)牽索來平衡。
四、關(guān)于測試中幾個(gè)應(yīng)注意的問題
1.施工應(yīng)力監(jiān)測涉及到的資料和數(shù)據(jù)很多。除設(shè)計(jì)資料外，施工方面也很多，如施工工藝、施工方案、施工組織設(shè)計(jì)及掛籃、模板有關(guān)數(shù)據(jù)。橋上主要施工機(jī)具設(shè)備的重量及其他施工荷載等。
2.應(yīng)變計(jì)安裝要經(jīng)歷混凝土澆注、振搗及混凝土硬化等過程。尤其是混凝土硬化是一個(gè)很復(fù)雜的變化過程，有水化熱溫升和自身體積的收縮。由于溫度場及于縮變化不均，往往造成殘余應(yīng)力會(huì)影響應(yīng)變計(jì)，造成讀數(shù)波動(dòng)大也不穩(wěn)定。
3.大跨度橋梁施工過程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)一些問題，有時(shí)會(huì)打亂正常施工順序，施工荷載也會(huì)變化，測試時(shí)應(yīng)注意變化，并作好記錄。不少變化將直接影響測試結(jié)果。
4.對能反映結(jié)構(gòu)工作特性應(yīng)力比較集中的測試部位，應(yīng)適當(dāng)多設(shè)元件，以防安裝或測試過程中造成損壞而測不到關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還可以采用不同的手段或其他類型元件，同時(shí)進(jìn)行測試。
5.由于混凝土性質(zhì)有變易性，在施工應(yīng)力測試中，應(yīng)根據(jù)工地實(shí)際情況，做一些有關(guān)混凝土性質(zhì)的試驗(yàn)和觀測，如混凝土彈性模量、于縮量，如有條件還可進(jìn)行其他方面觀測，利用這些數(shù)據(jù)對測試資料進(jìn)行分析，可能減少一部分誤差。
結(jié)論
大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁施工至今仍有不少問題沒有很好的解決方法。因此在施工中要不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，積極推動(dòng)測試工作不斷開展，堅(jiān)持不斷地實(shí)踐，不斷地分析總結(jié)，不斷地試驗(yàn)探索，從而保證施工有效和順利的進(jìn)行。
