嘉闵高架路3标钢箱梁节段拼装施工研究

摘要：本文中的工程为嘉闵高架路新建工程施工3标，立交钢结构桥包括嘉闵高架主线、匝道连续钢箱梁，另有部分人行天桥。下面对嘉闵高架路3标钢箱梁节段拼装施工方案进行探讨。

关键词：嘉闵高架；钢箱梁；施工

一、工程概况

嘉闵高架路新建工程施工3标的主线桩号为ZXK18+274.05（轴号Pm171）至ZXK18+420.053（轴号Pm174）；Pes匝道桩号为ESK0+077.000（轴号Pes01）至ESK0+310.704（轴号Pes09）。总计安装重量约为4609t（包括人行天桥约1000t）。

主线高架钢箱梁桥为三跨连续梁，轴号Pm171～Pm174，长146m,跨径组合42m+62m+42m，梁高2.80m，桥面宽度31.7m，总重量约2650t。架设高度为地面以上27m。主线钢箱梁桥为立交中最上层桥面结构，为直线形桥梁，单体重量较大，安装高度较高。Pes01-Pes09匝道桥分成两联，每联为四跨连续钢箱梁，其跨径组合为Pes09-Pes05：28m+27.7m+40m+29m，Pes05-Pes01：32m+22m+33.2m+21m，全长232.9m（结构中心长度），宽为8.2～9.3m，桥面2%的横坡在安装时由垫板调节形成，钢箱梁中心线处梁高2.0m，为全焊单箱二室结构。

二、钢箱梁安装方案

根据现场地下、地上工况条件和钢箱梁单体分段重量及安装的高度，钢箱梁的总体安装全部采用SCX2500或CKE2500履带吊为主要起吊设备，分区起吊安装。所不同的是，主线支架采用钢管格构组合，匝道支架采用贝雷片组合。

1、支架基础方案

经过对该地区地质报告的分析和现场的勘察,同时为了避免破坏地下管线，本工程的支架基础全部采用扩大基础的方案。进场后,根据钢箱梁安装吊车、运梁车的需要,在总包方协助下进行现场场地平整硬化,并准确定出临时支架及基础的具置。

主跨支架为钢管格构柱支架，搭设位置在钢筋砼承台和原华翔路砼路面上两种。基础具体尺寸见主桥支架搭设平面图，在砼路面上的支架位置处，再浇注C30砼条形基础，尺寸长29m*宽1.5m*高0.3m和长5m*宽5m*高0.3m内配钢筋￠12＠200双向布置两种砼基础。另外，钢管位置顶部预埋600*600*16mm的钢板，将来与钢管焊接固定。

匝道支架为贝雷组合支架，如果贝雷支架搭设在承台位置，可以放在承台上（下垫厚16mm钢板），如果贝雷支架不在承台位置，则采用现浇钢筋砼独立基础，基础为C30砼，长2.5m，宽2m，厚0.3m，底层铺设ф12mm＠250mm的钢筋网片，并预埋钢板和贝雷支架焊接。临时支架位置若是在回填土或淤泥上，先用挖掘机挖除回填土和淤泥，用建筑砖石杂土或6%灰土回填并夯实（挖机来回行走压实），然后，按上述标准再浇C30钢筋混凝土方形基础，满足上部荷载的需要。

2、临时支架搭设

临时支架的设计采用钢管格构柱墩支架，每座临时排架由4组钢管格构柱拼装组合而成(靠近砼墩柱处为3组格构柱)。主线共设置10座临时排架支架,每座排架支架分别为12-16根钢管组成。每组格构柱为4根￠400*10mm钢管和槽钢组成4.0m*4.0m或4.0*8.0（用于砼墩柱处)的格构,格构柱之间用16#和20#槽钢,作为水平支撑和剪刀支撑联结，垂直方向间距为5.5-6米，后再将四组格构柱水平方向每4.0m用16#槽钢连接组成更大的格构排架，使其共同支撑着上部钢箱梁的重量。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。

临时支墩用脚手，可直接在支墩的横撑处设置上下钢爬梯（在地面上时，先安装于支架上），同时做好防护栏杆。钢箱梁上下通道，采用部分临时支墩内设置1米宽的上下斜道，斜道骨架为3-4根脚手钢管，上铺0.8*1.2m的竹莲同脚手钢管固定,同时两边侧做好安全防护栏杆和安全围护措施，确保上下行人和工作的安全。临时支墩顶工作平台，在钢管支架立柱的顶部,用5cm厚4-5米长木板铺设工作脚手平台,并用铁丝牢固固定好木板和钢管。

钢箱梁底面焊接用脚手架，采用钢箱梁底面焊接预留脚手钢管吊环。在钢箱梁吊装前，将吊环内的钢管临时固定在箱梁底板面下，待钢箱梁吊装就位后，再重新高空搭置环缝焊接专用脚手架，使钢管竹莲固定牢固。

匝道桥梁，高度在18m左右，采用定型钢贝雷支架，每组由三片贝雷竖向组装成1.8*1.5m的双立柱支架，每座2组，具体组装高度视安装时实际高度而定。考虑竖向刚度和稳定性，一方面，可在高度方向每6m采用16-20#槽钢、10#角钢等型材设置斜向剪刀支撑。推拉安装就位的间距适当加密。另一方面，在贝雷销两侧位置上安装定性的90cm支撑架。考虑到未安装钢箱梁时，贝雷支架的纵向稳定性，可设置钢丝绳缆索绳作为临时固定使用，钢箱梁安装后，随即作临时固定焊接。临时支架设置的间距，可根据匝道分段长度而定。如考虑匝道下有车辆通行，匝道支架下砼基础高度不得小于0.8m，防止车辆行车碰撞；做好有关社会车辆通行的交通管制和施工现场的安全防护工作，设置限高、限宽设施，以及箱梁下部设置高空防抛落物的具体措施，特别是防高空焊接火花、焊渣、防油漆粉尘等必落之物的防护安全工作，做到文明施工。

3、钢箱梁的吊装

钢箱梁的起吊安装顺序，根据履带吊的行走位置和钢箱梁的重量而定。每跨先安装钢筋砼墩柱支座处端横梁和中横梁；后安装中间条状纵梁短分段；最后安装条状纵梁的长分段。由于起吊安装能力和交通运输条件的制约，将长145.94m、31.7m宽的箱梁分成61块进行安装。主线安装流程：履带吊进场组装－吊装端横梁－吊装中横梁－吊装短节段纵梁－吊装长节段纵梁―进行下一跨吊装―履带吊拆卸退场。本工程选用SCX2500或CKE2500履带吊，主臂长48.8m，接地地压108kpa。

根据主线钢箱梁安装的高度和分段的重量，主线最重分段块体重量为65t，起吊距离为12m，起吊主臂长度为48.8m，最大吊重为84.8T，考虑单机起吊系数0.8，吊重为68.0T。为此，钢箱梁的起吊安装，采用SCX2500履带吊,能满足吊装要求。

Pes05-Pes09轴线匝道钢箱梁安装：按照Pes09轴线向Pes05轴线的顺序由一端向另一端安装，同一分段先安装内弧侧后安装外弧侧。由于部分匝道钢箱梁在主线下，考虑安装方便，在吊装匝道上部主线箱梁之前，先安装匝道下的钢箱梁（15-18#分段）。分段吊装装配焊接结束后，再安装主线箱梁。Pes01-Pes05轴线匝道钢箱梁安装：按照Pes05轴线向Pes01轴线的顺序由一端向另一端安装，同一分段先安装内弧侧后安装外弧侧。由于部分匝道钢箱梁在主线下，考虑安装方便，在吊装匝道上部主线箱梁之前，先安装匝道下的钢箱梁（19-22#分段）。具体是：先吊装Pes04-05匝道19、20#钢箱梁，吊装装配焊接结束后，再安装主线箱梁14、15#分段。14、15#钢箱梁分段安装结束后，再吊装匝道21、22#分段的钢箱梁，装配焊接结束后，再吊装上部主线钢箱梁分段16、17#。

4、箱梁装配焊接

钢箱梁的桥上拼装与焊接（工地连接）系指钢箱梁段吊装就位后，在形成整体钢箱梁过程中完成的焊接及相关作业。主要包括梁段间环缝的焊接、桥面附属件的现场安装和焊接。定位焊采用手工焊或CO2气体保护焊。顶板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面。 平底板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面。斜底板对接焊缝全部采用CO2气体保护焊。 腹板对接、纵腹板对接焊缝采用CO2气体保护焊。其它焊缝优先采用CO2气体保护焊。

环焊缝从桥中轴线向两侧对称施焊顶、底板和纵隔板焊缝。顶、底板各安排6个焊工焊接，纵隔板安排1个焊工，做到对称同步打底焊。顶、底板打底焊焊完后，用两台埋弧自动焊机（4个焊工）对称焊接顶、底板盖面焊缝。先纵缝，后横缝。