城市高架桥钢箱梁桥体的安装测量

【摘要】随着经济的不断发展,城市高架桥的使用范围越来越广，它直接影响着人们的生活。本文从城市高架桥钢箱桥梁钢箱梁简介、钢箱梁的安装及对广州市某高架桥的实例分析等几个方面进行了分析。

【关键词】城市；高架桥；钢箱梁；安装测量

中图分类号：K928文献标识码： A

一、前言

近年来，由于城市高架桥的不断壮大，钢箱梁桥体的安装测量问题引起了人们的高度重视。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在经济突飞猛进的新时期，加强高架桥钢箱梁桥体的安装测量，对我国城市的发展有着重要意义。

二、城市高架桥钢箱桥梁钢箱梁简介

钢箱梁，也称为钢板箱型梁，主要应用于跨度比较大的道路桥梁上，钢箱梁多见于跨度比较大的缆索支持桥梁，其主梁的跨度高达上百米，甚至上千米。钢箱梁在制造和安装的时候，一般分成若干个梁段。钢箱梁在通常情况下由腹板、底板、顶板、纵隔板、横隔板和加劲肋等组成，其中钢箱梁的顶板多是由纵向加劲肋和盖板所形成的桥面板。这些材料通过焊接的方式进行连接。钢箱梁的外形特点主要在于横截面呈现宽幅和扁平的形态，而且高和宽的比例接近1:10。在进行安装方案的选择上，应当根据具体的工程特点，合理的选择适合工程特点的安装方案。

三、钢箱梁的安装

1、装顺序

1）总体安装顺序。由于钢箱梁立面为变截面，桥墩处截面较大。因此，单元件安装顺序采取先安装桥墩处箱梁，再向中间安装，最后，安装中间合龙段。

2）钢箱梁单元件现场拼装顺序。搭设钢箱梁单元件组装用支撑体系及划地样线，按图1所示顺序进行拼装。

图1钢箱梁单元件拼装顺序示意

2、钢箱梁安装工艺要求

1）当一个节段的底板组合单元件组焊完毕后，切割一端余量，再组装相邻的下一节段底板组合单元件；焊接时组焊完该节段，再继续组焊相邻的节段。

2）每节段顶板上设置有节段的纵横基准线和标高控制点，采用全站仪确定节段纵、横基准线及用水准仪确定标高。

3）为了方便人员和设备进出，保证施工安全，原则上现场安装时每条环缝附近的顶板上可开1～2个600ｍｍ×280ｍｍ的长圆人孔，若外形尺寸较大的设备无法进入箱梁时开设600的人孔。

4）合龙段吊装前检测余量端口位置与理论位置的偏差，根据偏差值切割余量。测定切割余量值时应在22：00－早上7：00，温度相同的情况下连续多次进行测量，取其平均值作为最终余量切割值。

3、安装效果

1）采用钢箱梁单元件及分段结合出厂，龙门吊机吊装的施工方案，对箱涵和施工安全效果显著，整个施工过程中对箱涵的观测没有出现任何异常，施工操作也非常安全，没出现任何安全事故。

2）这种大体积和面积的中、厚钢板现场拼装的钢箱梁在安装、焊接过程中施工应力分布均匀，没有产生大的施工变形。钢桥落架过程中，由南京理工大学采用光纤对钢箱梁的应力变化进行了实时监测。监测数据表明，桥梁的应力、应变状态良好。

3）经对钢箱梁焊缝的无损检测和对桥梁线型测量，焊缝质量全部符合规范和设计要求；箱梁中线偏差5mm，墩台处梁底标高偏差＋2mm，桥面标高的实测结果也均满足规范和设计要求。

四、实例分析

1、工程概况

广州市内环路工业大道段a、b线桥体分别由两条3跨、5跨连续钢箱梁桥体构成。施工方法采用工厂分段加工钢箱梁片体,然后运至预拼场地进行预拼装，现场搭设临时支架,将运至现场的节段吊装就位,焊接成桥。施工中将a线四跨分成七段,每段由3个片体组成；b线分成三跨五段,每段由4个片体组成。桥体总质量1037t，a、b线桥体净高分别为21m、16m；a、b线成桥曲线桥体的里程线、中心线、和桥体边线在桥面平面上由多条不是同心圆的曲线构成,桥面在纵向竖面上由不同跨度的抛物起拱线、纵坡直线和突变处的缓和曲线构成;桥面在横向竖面的横坡线也随桥面宽度的变化在(0～2)%之间变化。所以桥体的成桥原理复杂,测量定位要求也就十分准确。

2、主要施工方法和技术措施

（1）钢箱梁吊装方案的选择

吊装此类构件常用双机抬吊，但由于吊装现场场地狭窄，障碍物多，只允许单机作业。考虑到地面及周围环境的因素，决定采用200t汽车起重机进行单机吊装作业。

（2）钢箱梁的纵向分段横向分块，既要充分考虑起重机的性能及吊装现场的情况，又要符合设计图及有关规范的要求，因此纵向分段长度一般在20～30m之间，横向分块宽度一般在4～6.5m之间，横向分块的接头（简称分块接头）一般在离中腹板150～200的位置上。钢箱梁最大构件尺寸为30m×6.5m×1.5m，单件质量一般在60～100t。为了便于钢箱梁的制作和吊装就位及组对焊接，对钢箱梁分段和分块接头进行了深化设计。

（3）钢箱梁倒装法制作和无余量精度控制

为确保钢箱梁的吊装进度和组焊质量，采用倒装法和无余量精度控制法进行钢箱梁制作。倒装法制作组装钢箱梁的主要程序：计算机放样、下料、切割在胎具上组焊顶板在顶板上组焊纵肋中腹板组装横隔板组装侧腹板组装底板组装翼缘组装模拟预拼装校正涂装。无余量精度控制法即是将焊缝收缩量、变形量事先予以综合考虑，并在零件尺寸、板件尺寸、节段尺寸预放收缩变形量，并制定详细的工艺来进行控制。

3、现场安装控制测量

（1）临时支架基础位置定位放线。从永久坐标点引出两个控制点,作桥体施工控制点,并反复检测之,作明显标记,加以保护；分别将经纬仪架设于两个控制点上,用角度前方交汇法定出各临时支架的中心位置点；分别架设经纬仪各中心位置点,后视控制点,用极坐标法放出支架中心线和基础开挖控制线。

（2）临时支架基础顶面放线

放出支架基础顶面纵向里程线和横向中心线(与桥体底板横隔板线在同一铅垂面上)；测量各基础顶面标高,计算支架下料长度。

（3）支架吊装垂直度观测

经纬仪分别架设在两个不同方向线上,观测支架体的垂直度(如图2)

图2支架吊装垂直度观测

4、现场钢箱梁总拼时的测量调整

为便于测量调整,总拼时将地下路面控制点引到两端混凝土桥面或在桥面上可通视位置处。

（1）片体连段调整:片体按临时支架挡块和横向隔板控制线大致就位后,用水准仪测量桥面标高,使其达到设计标高,然后按预拼装标记调整片体间焊缝大小、整体尺寸和错位,直至达到设计要求。

（2）片体形成节段后,即可进行定位调整,定位调整主要控制节段控制点坐标(X、Y)用经纬仪(或全站仪)按三角网法(或预定坐标法)测出,调整其达到误差允许范围内,当所有节段控制点均已调整在误差范围内,即可进行节段定位焊接。

5、焊后再检查一次,了解焊后变形情况。

6、脱胎前后桥体沉降观测

桥体施工完毕后,将拆除临时支架,在拆除临时支架前后,用水准仪和经纬仪(或全站仪)测量桥体的标高和控制点坐标,通过对比了解桥体沉降情况。

五、质量控制措施

1、焊接质量

焊接工艺评定是制定焊接工艺的前提条件，根据钢箱梁的结构形式，共进行了24种接头形式的焊接试验，其中对接接头14种，熔透坡口角接焊缝5种，普通坡口角接焊缝1种，T型角接接头3种、圆柱头焊钉焊接1种；合理的接工艺规程是焊接质量的根本保证。焊接工艺规程不但确定了焊接方法、焊接设备、焊接材料、坡口形式、焊接参数，同时制定了有利于控制焊接变形的焊接顺序、焊接方向等工艺措施；根据接头形式，选用高效焊接方法。在钢箱梁制造中优先采用自动和半自动CO2。气体保护焊接，充分发挥其焊接变形小的特点，同时能稳定焊接质量，减少了人工技能差别的影响；严格执行焊工管理制度、焊材发放制度、工艺管理制度、焊缝检验制度等各种与焊接有关的规章制度，从各个方面保证焊缝质量处于受控状态。

2、几何尺寸精度控制

完善的工艺方案和完备的工艺装备，是保证制造精度的基本支持条件。钢箱梁制造之前，首先总结了以往钢箱梁的制作工艺和成熟经验，再针对钢箱梁结构特点和施工条件制定板件；有效的焊接变形控制措施是保证几何精度的重要手段。在钢箱梁的制作过程中，采用预留收缩量、焊接弹性马板、预置反变形、调整焊接顺序和焊接方向等措施，有效地控制了焊接变形，确保了几何精度。

六、结束语

通过对城市高架桥钢箱梁桥体的安装测量的问题分析，进一步明确了钢箱梁桥体的安装测量在城市高架桥工程应用中的方向。因此，在城市高架桥工程领域的后续发展中，要不断提高钢箱梁桥体安装测量的技能，促进城市高架桥领域的发展。

参考文献

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[2]王嘉谦 跨铁路上客高架桥钢箱梁施工技术 施工技术 2012年

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