滨海公路辽河特大桥钢箱梁冬季施工研析

摘要介绍滨海公路辽河特大桥钢箱梁冬季施工特点，结合生产实际情况确定冬季施工方案，确保制作质量和工期进度要求。

关键词辽河特大桥 斜拉桥钢箱梁冬季施工环境温度

Analysis on Steel Box Girder Deck Plate Fabrication Procedure of Liaohe Bridge

Abstract: presenting steel box girder of Binhai Highway Liaohe Bridge fabrication specialty in winter, deciding construction methods in winter based on actual situation and ensuring fabrication quality and progress.

Key words: Liaohe Bridge, Cable-stayed Bridge, Steel Box Girder, Construction in winter, ambient temperature.

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

工程概况

滨海公路辽河特大桥是渤海经济区营口至盘锦地区之间跨越辽河的重要咽喉，它连接着盘锦辽滨开发区和营口沿海产业基地，是“五点一线”沿海经济带的一个重要连接点。辽河特大桥全桥长3326m，建设标准为双向六车道一级公路，设计行车速度80km/h，主跨为436m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径布置为62.3m+152.7m+436m＋62.3m+152.7m，见图1。主桥采用扁平流线形钢箱梁，宽35m，高度3m，见图2。桥塔为钻石型桥塔，总高150.2m，桥面以上高110.9m。该桥是目前我国北方地区跨径最大、塔身最高的斜拉桥，是我国第一座在雪冰冻地区的最大跨径钢结构桥梁，被冠以“东北第一桥”的美誉。

图1主桥纵向立面概图

图2主桥横向断面概图

冬季施工难点

辽宁省滨海公路辽河特大桥工期紧，难度大，且境恶劣。桥址处于高寒积雪地区，风力平均为5到6级，冬季温度基本处于零下10度。为了满足钢箱梁的焊接工艺要求，保证工程质量和进度， 需在40米高空处的钢箱梁做保温加热措施，简称“防风保温棚”。

3冬季施工方案

经过现场勘测，特提出如下搭设“防风保温棚”方案：

a、钢箱梁保温

采用100mm厚的岩棉毡铺设在钢箱梁底部及侧部位，同时在钢箱梁顶部面上铺设100mm厚岩棉毡。岩棉毡底部铺设50mm×50mm的钢丝网，用φ8的油丝绳捆扎在钢箱梁上，每200mm一道，用花栏螺栓将钢丝绳拉紧，不能使岩棉毡脱落。

b、脚手架搭设

在钢箱梁底部距地面40米标高处，钢箱梁底部保温无法直接进行，需搭设脚手架平台。脚手架平台面积约2400平方米，钢管规格为φ50×3.5mm，数量约5万根架杆及500块木板，现采用的钢管规格为φ50×3.5mm，其立杆受力计算：

钢管：截面面积A=511.29 mm2；

惯性矩I=139000 mm4；

横杆间距L=1580mm

则γ===16.488 mm；

进而推算出长细比：λ===95.8；

根据《铁路桥梁钢结构设计规范》(J461-2005)中规定，其长细比≤130为安全承受力范围。而λ===95.8≤130，搭设的脚手架平台基本不承受轴向外来荷载（无模板及混凝土等荷载重），故可以保证安全性能。

脚手架底部布置一层扫地杆，地面不平处用木楔子或者垫块进行支撑和加固，脚手架钢管与托梁支架接触位置用短钢管夹紧固定，在钢管支出处用φ15mm×30m钢丝绳（数量=16根）对脚手架和托梁支架进行捆绑连接（详细布置见图3、图4）。增大其抗风能力及结构稳定性。

因南塔北塔的地理位置不一样，南塔主塔基础部分在岸上，而北塔的主塔下为水中，故北塔南塔的脚手架及扫地杆布置稍有区别。

图3（北塔示意）

图4（南塔示意）

c、钢箱梁环焊缝焊接防风措施

钢箱梁顶部环处，采用50mm厚的保温板搭建防风棚。防风棚长35m，高2m，内部空间方便焊接设备正常运行和使用，保证钢箱梁的环缝焊接时温度在8°C以上，同时防风棚应设置小的通风孔。底板环缝在箱内施焊，无需搭设防风棚。

d、箱内加热

环缝焊接时，钢箱梁中设置电热风加热设备4台（每台功率20kw），加热时间在8小时左右。环缝焊接前开启加热设备，以创造局部环境条件达到焊接工艺相关要求。当环境温度极低时，加热也不能满足焊接施工要求时，应停止施工。

4冬季施工安全控制措施

a、加强安全施工管理，特别是根据冬季安全施工的要求专门进行安全施工宣讲活动，特别强调冬季施工的安全问题，如由于结冰造成的人员滑倒造成的人身伤害等。

b、采取防滑措施，如生活及施工道路、架子、坡道要经常清理积水、积雪、结冰。

c、大雪后必须将架子上的积雪清扫干净，并检查马道平台，如有松动下沉现象，务必及时处理。

d、电源开关，控制箱等设施要统一布置，加锁保护，防止乱拉电线，设专人负责管理，防止漏电触电。

5方案实施细则

a、环境温度实时监控，派专人每天对环境温度进行跟踪和记录，每半个小时记录一次。只有环境温度达到焊接条件时(零上5度)才允许焊接施工工作。（见图5、图6、）

b、对氧气、超能气等管线区分排布，管线间不交叉使用，避免管线紊乱而造成事故。

c、电闸箱等电器设备摆放平稳，外接线路简洁明了。派人随时观察电器设备使用情况，并做好相应记录。

d、利用大型排风机对钢箱梁内部进行通风排气，使焊接时产生的烟雾和

二氧化碳能及时排放出去，保证施工人员的施工环境和生命安全。

环缝处保温棚内部图5保温棚及外侧岩棉和雨布图6

6方案实施成效

经过方案的落实和实施，搭制的防风保温棚效果明显，在冬季施工期间的钢箱梁外温度平均为零下15度左右。而根据实时观测和记录（见表1），箱内温度平均达到了10度左右，最低温度也有6度，满足了钢结构焊接施工的环境温度不能低于5度的工艺要求。探伤合格率达到了99.5%。

钢箱梁内及环口处保温棚环境温度记录一览表（表1）

7 结束语

通过搭制防风保温棚措施来保证钢箱梁焊接条件，在我国北方地区是极其少见的。此方案充分考虑了结构、地形、环境、风力等一系列的影响，克服了不利因素，是我国首列成功在严寒地区大型钢箱梁冬季施工。为以后严寒地区钢结构桥梁施工起到了借鉴和推进作用。