丹阳运河南二环大桥钢箱梁安装工艺探索

摘要：本文对丹阳运河南二环大桥钢箱梁安装过程中所涉及到的梁段划分，钢箱梁的结合段、端梁段、标准段及非标准段因处在河道的不同位置，对采取不同的安装工艺进行简要阐述，旨在为类似工程施工提供参考。

关键词：钢箱梁；安装；施工工艺

Abstract: in this paper, the Danyang transport Henan on bridge steel box girder installation involved in the process of beam section, steel box girder section, the combination of beam section, standard and non-standard paragraphs because at a different location, waterways to briefly expounded, adopts the different installation process is designed to provide a reference for similar engineering construction.

Keywords: steel box girder; Installation; The construction process

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、.工程概况

丹阳运河南二环大桥位于S122省道与京杭大运河交汇处，桥梁全长659.19m，其中主桥上跨京杭大运河，桥型为独塔双索面钢塔钢箱梁斜拉桥，主桥跨径布置为：116+66m，其中主跨116m采用混合梁，主跨靠塔根部为15m预应力混凝土梁，其余101米均为钢箱梁，副跨66米为预应力混凝土箱梁。

二、梁段划分

101米的钢箱梁根据规范及现场施工条件共分为10个节段：钢混结合段JH段长4.8m，其中有1.5米长与预应力混凝土箱梁重叠。结合段根据相应的规范允许条件及现场起吊能力被分成5块，其中JH1一块，JH2与JH3各两块，最重的JH3块约为3.1吨。端梁DL段长5.2m，同样也分成5块，其中DL1一块，DL2与DL3各两块，最重的DL3块约为3.4吨。K1节段为非标准段，长8.5m，重量约188吨。 K2～K8为标准节段，长12m，单块最大重量约为256吨。10个节段宽度均为40m，中心线处梁高3.085m。详细节段划分见示意图一。

图一

三、钢箱梁的安装工艺

1、钢箱梁总体安装顺序

端梁段（DL）及钢混结合段(JH) 采取先在工厂分为5块制作，然后在河道岸边搭设支架，用汽车运输到现场，再由汽车式吊机吊起就位在已搭设好的支架上焊接组拼。K1～K8按整节段制作，由水路运至吊装现场后，采用280t桥面吊机进行悬拼吊装。

全桥梁段安装顺序为：钢混结合段JHK1～K7节段 端节段DL K8节合拢段。

2、钢混结合段与端节段的安装

钢混结合段与端节段因处在河道岸上，钢混结合段需与预应力箱梁浇筑成整体，因此在浇筑箱梁混凝土前必须先固定安装好JH结合段。DL端节段外侧设置的是D160伸缩缝，在安装K8节合拢段与浇筑邻跨的混凝土前也必须先安装固定好。基于这种情况，这两个节段采取在搭设临时支架上焊接组拼的方法。

2.1、搭设临时支架

临时支架采用砼扩大基础，在基础顶预埋2cm厚带爪的钢板，在钢板上放置钢管柱，与钢板焊成一体，钢管柱由Q235钢板卷制而成，规格为φ600*10mm。支架高度根据钢箱梁底面与地面的高度来确定，纵向间距以箱梁制作长度而定。钢管柱之间用[10.0槽钢横纵方向焊接加固，管柱顶用2cm厚钢板蒙顶，确保支架稳定，整体受力。

支架上横梁的设置。在支架立柱顶端用两根32#工字钢双拼起来作为横梁，在横梁顶部每隔一米用1cm的钢板进行加强，作为钢箱梁的小立柱支承搁置点，同时也是连接两根槽钢成为整体的主要构件。

小立柱设置。小立柱的设置主要是为了调节主立柱的高度，同时也便于总支架的拆除。具体做法是：在工字钢横梁上用20#槽钢双拼直立焊接，作为小立柱，各节钢箱梁分段的两端各设置二个小立柱。小立柱顶部以下20cm处，设置纵横斜支撑，并且用型钢焊接牢固。

考虑到箱梁落架后有一定的下挠，在制作小立柱时，是按跨度的0.6‰～1‰设置了安装施工预拱度（设计预拱度以外的预拱），以便拆除支架后满足设计要求。

图二

2.2、钢混结合段(JH)及端梁段（DL）块体吊装

钢箱梁块体就位后的粗定位。在支架横梁上用全站仪放出块体控制边线，吊装时首先吊装定位中间块体，然后再分别对称吊装两侧块体。并以桥面线型为基准进行箱梁块体粗定位，定位时要求钢箱梁纵基线、横基线尽量靠近所放控制线，以减少微调时的工作量。

钢箱梁体固定。钢箱梁体定位公差符合要求后刹紧钢锲块（必要时点焊固定，以防滑移）并与支架点焊，要求定位焊有足够的强度。

钢箱梁接口连接。各块体调整定位合格后，按照设计及监理工程师的指令进行对接缝的码平，码平时宜先码平箱口刚性较大的拐角部位，然后固定中间，采用定位板和火焰矫正的方法进行局部调整，保证对接缝板面错位不大于1.0mm。接口环缝的焊接应先焊大环缝，焊接顺序为先焊腹板对接焊缝，再焊顶、底板对接焊缝。焊接完成后进行探伤检测。检测中若出现内含气泡或其它不合格现象，必须用氧气乙炔吹掉后重焊。直到检测合格为止。

3、非标准段K1和标准段K8的安装

由于河道狭窄，K1段、K8段处于河堤和河坡的结合部位，梁段的运输船不能直接靠近桥面吊机吊点位置，需将河堤进行挖宽疏浚处理。K8段是整座钢箱梁桥的合拢段，并且是10个节段中最重的一块，重达256吨。因国家对京杭运河的河堤保护有着严格的规定，河道的疏通和河堤的开挖不能降低河堤的防洪能力。基于这种情况，这两个节段采取开挖局部少量河堤，设置梁体滑移装置，桥面吊机起吊安装的施工工艺。

3.1、河道的开挖、疏浚 。

如图三所示，其中阴影部分为要开挖的河堤，实际开挖前进行了现场精确测量。

图三

3.2、设置梁体滑移装置

滑道的设置。滑移轨道采用焊接H型钢，截面尺寸为H800×300×16×26mm，型钢一端与岸上混凝土基础预埋件有效连接，另一端与运输船梁底布置的相同规格的型钢进行连接。根据梁段纵腹板布置形式，H型钢在桥宽方向共布置7道，且与梁段内纵腹板位置相对应。两根滑道的接头位置采用钢板绑焊连接，以便于两根滑道形成整体。

滑块的选择。滑道的顶部需布设滑移装置，即滑块。滑块采用可承载80T的CRM型履带式重物搬运坦克轮，滚轮轴直径为4cm，摩阻系数小于0.02，钢箱梁的底板作为滑动面，因底面平整，滚轴坚硬，所以阻力很小。

牵引装置的布置。牵引装置采用两台3吨的卷扬机，用地锚固定在钢箱梁的两侧，在K1、K8节段钢箱梁的底部前端焊接耳版，耳板布置于钢箱梁横隔板处，同时在耳板处采用加劲钢板进行纵横向局部加强，确保拖拉时底板不变形。

滑道基础的处理。在河岸滑移平台的施工之前，开始认真观察并记录安装时水位的大概情况，结合运输船只的有关参数，确定滑道基础的处理高程。采取岸上滑道的高度略低于船上的高度，以便于现场对滑道高程的调节。根据滑移的距离和现场的地质情况，确定在滑道下面浇筑两条间隔5米，宽度1米，高度0.6米，长度与箱梁底板同长的条形混凝土基础，并在靠近水面处不便浇筑条基部位采用打桩作为支撑，桩的入土深度全部在3米以上。

3.3、钢箱梁的滑移

岸上滑道与船上滑道连接好后，用事先准备好的卷扬机钢丝绳系住钢箱梁前端焊接好的耳版，安排一个指挥人员，两个滑移观察人员，两个卷扬机的操作人员就位。滑移过程中要及时观察梁底下的滑块是否滑偏，滑移的距离是否一致，若出现滑偏现象则需及时调整。直至滑移到桥面吊机可以起吊的指定位置。

3.4、钢箱梁的吊装

钢箱梁采用桥面吊机起吊安装就位。钢箱梁出厂时顶板上设置了8个吊耳，桥面吊机根据吊耳的尺寸和位置制作了两根配套的起吊扁担。每根扁担分摊4个吊耳承载的重量。

3.4.2、钢箱梁安装步骤

1、桥面吊机的拼装。在钢混结合段浇筑砼前对桥面吊机的后支点进行放样，并按埋件布置图中相关尺寸进行预埋钢板的布置。拼装钢混结合段钢梁、浇筑0#块、张拉横纵向预应力束并进行管道压浆后，再进行280吨桥面吊机的拼装（钢箱梁的吊装须等到边跨施工全部结束）。桥面吊机的拼装程序为：① 在陆地上散拼钢构架；② 大吨位吊机整体吊装钢构架至桥面；③安装主千斤顶提升模块，安装其他构件，横、纵移吊机就位，完成拼装。

2、悬臂吊机后锚固。后锚固装置与桥面吊机采用铰轴连接，与桥面锚固吊耳也采用铰轴连接，这种连接方式能很好实现平衡作用，使桥面上的吊耳受力均匀。

3、钢箱梁提升准备。(1)吊耳联接。箱型吊具上的纵梁上设有铰接式吊耳，使用软连接的形式连接钢箱梁上临时吊耳，上端锚固在悬臂吊机承重桁架上。(2)安装千斤顶。

为保证能顺利进行起落梁段，由液压泵工作站集中控制提供动力，泵阀采用进口泵阀。连续提升千斤顶(须标定)布置在承重架顶相对应的张拉锚梁处，安装时保证千斤顶中心线与预应力束中心线的垂线在同一条中心轴上。

4、同步提升钢箱梁。为使待安梁段起吊过程中不得与已安梁段擦挂，在布置提升点时按结合断面预留5—10mm间隙布置，提升到设计高度后利用液压系统提升系统中的两台液压提升器微动调整后准确就位。

5、提升准备及过程控制注意以下两点。（1）提升前对液压提升系统及辅助设备进行全面检查及调试。（2）桥面吊机持荷检验。现场形式试验包括静载、动载、液压密封等试验。 ①静载试验：分5级（每级为20%梁重和提升机构合重）加载持重至1.0倍额定荷载后缓慢提升，脱离运梁船15 cm，停悬10 min以上。要检验每个阶段的吊机承重桁架、上下吊点及后锚、已装梁段的变形。②动载试验：1.0倍额定荷载起升，检验机构运行、连接和制动是否可靠，持续时间1h。③液压密封试验：1.0倍额定荷载起升，关闭动力系统，检验千斤顶油缸回缩量，持续时间15min。

经试验检验后的吊机应力、变形和液压密封性须满足设计要求后方可继续提升。

6、钢箱梁就位后锚固焊接。

钢箱梁同步提升并准确就位后进行锚固，锚固方案按照设计方案进行，锚固好之后进行定位、环口焊接。横向焊接从中线向两侧进行。K8合拢段的焊接是选择一天中的早晨时间进行固定。焊接完成后进行焊缝质量、标高、线形相关检测，检测合格后进入斜拉索的挂索与张拉。

4、标准段K2-K7的安装

K2-K7标准段是处在河道的河床或通航位置。桥面吊机可以直接吊到顶板上的吊耳，根据运输船舶将钢箱梁运至现场的大概时间，提前一小时请水上交警封航。待运至现场后，进行定点抛锚，在出现水流过急时，可将船舶锚固到岸边的锚桩上。其它的步骤与非标准段一样。

在整个安装过程中，要按照监控单位提供的数据对各阶段标高及轴线进行严格控制和调整，以保证桥面线型。

5、钢箱梁安装工艺流程见图四。

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图四

四、结束语

丹阳运河南二环大桥钢箱梁安装通过对不同节段采取科学可行的安装工艺、合理的交通运输组织，严格的吊装工艺控制，有力的安全保障措施。该桥自2010年9月22日第一块钢梁体安装开始，到同年12月31日安装工作全部结束。

建成后的该桥钢箱梁外形美观，线条流畅，各项指标经检测全部满足规范及设计要求。验证了该桥钢箱梁的安装工艺是可行的，可供以后同类型桥梁的安装施工作参考。

参考文献

《公路桥涵施工技术规范》JIJ041-2000；

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

《钢结构设计规范》 GB50017-2003