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高速公路橋梁工程鋼板組合梁施工工藝

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高速公路橋梁工程鋼板組合梁施工工藝

一、工程概況

云茂高速公路第十四標(biāo)段,總長約10.98km,其中老屋村大橋采用11×40m鋼板組合梁,橋梁全長448m。鋼板組合梁是指用工字形鋼梁和混凝土橋面板組合形成的組合梁。主梁為雙工字鋼板組合梁,單幅組合梁的橋面寬為12.5m,雙幅寬25.5m,鋼板梁腹板結(jié)構(gòu)中心處梁均高2.2m,鋼梁全寬7.8m。鋼板組合梁為橋梁建設(shè)的重點內(nèi)容,對整體施工質(zhì)量具有顯著影響,應(yīng)作為重點分析對象。

二、鋼梁制作及工藝要求

1.鋼板加工前先做全面的檢查,例如鋼板表面是否存在油污、銹跡等情況,若有則及時清理干凈,存在缺陷的鋼板不宜投入使用。2.以設(shè)計要求為準(zhǔn),嚴(yán)格控制鋼板的尺寸,使其能夠在合理范圍內(nèi),具體情況如表1所示。經(jīng)過矯正處理后,應(yīng)保證鋼筋表面無損傷的情況。3.鋼梁的分段位置可選擇在變截面處,前期工廠預(yù)制期間便要加強檢查,若無誤則分節(jié)段運至現(xiàn)場。鋼梁分段作業(yè)時,嚴(yán)格控制頂?shù)装迮c腹板拼接焊縫的位置,各道焊縫間的錯開距離均要符合要求,同時鋼梁存在應(yīng)力較大的區(qū)域,不宜在該處設(shè)置分段接頭。4.主體結(jié)構(gòu)材料選擇的是Q345qC工字型鋼梁,保證制作廠家、材質(zhì)、尺寸參數(shù)均具有一致性,從每10個批號中隨機抽檢1組,分析質(zhì)量情況,若不滿足要求,所在批次的材料不可投入使用。5.鋼梁制作長度的控制除了考慮設(shè)計要求外,還需兼顧焊接收縮余量、加工余量等,展開綜合分析與計算,確保成型鋼梁的長度可以滿足施工需求。6.桿件的精切外露邊緣處應(yīng)形成R>2mm的圓角,棱邊應(yīng)具有平順性。在經(jīng)過節(jié)點板圓弧處的精切處理后,予以打磨。施工過程中加強防護(hù),不可在鋼主梁上焊接臨時構(gòu)件。按照拋物線的形式設(shè)置鋼梁預(yù)拱度,此過程中需考慮到豎曲線所帶來的影響。圖1為鋼梁結(jié)構(gòu)圖。

三、鋼板組合梁安裝施工工藝分析

1.龍門吊基礎(chǔ)施工

(1)基礎(chǔ)處理施工現(xiàn)場為淤泥質(zhì)軟土地基,缺乏足夠的承載能力,于該處直接鋪設(shè)龍門吊軌道時易發(fā)生局部下陷的情況。對此,首先用山渣石換填的方法處理,再安排壓路機碾壓,改善軟弱地基的綜合性能,使其承載力超過110kPa。(2)鋪設(shè)軌道梁在經(jīng)過基礎(chǔ)換填與壓實作業(yè)后,澆筑C25混凝土墊層,厚度10cm,于該處完成邊線和軌道梁的測量放樣工作。軌道梁的基本尺寸要求為高度30cm,頂、底寬度分別為40cm、120cm,施工材料采用的是C30混凝土。為避免軌道裂縫,在施工期間按照20m的間距依次設(shè)置伸縮縫。(3)沉降觀測經(jīng)過前期施工后,在龍門吊軌道基礎(chǔ)上按10m的間距標(biāo)準(zhǔn)依次布置測點,作為反映施工質(zhì)量的“窗口”。首先記錄初始數(shù)據(jù),隨著施工作業(yè)的持續(xù)開展,由專員觀測軌道在位移和沉降兩方面的具體情況,完整記錄各項數(shù)據(jù)。以所得的觀測結(jié)果為準(zhǔn),適時調(diào)整觀測周期,待其達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)后,可延長觀測的間隔時間,通??刹扇∶恐苡^測一次的方式,期間依然需記錄觀測數(shù)據(jù)。

2.施工工藝流程

(1)定位架橋機根據(jù)具體施工工況確定相適應(yīng)的架橋機架設(shè)方法,在架設(shè)首邊跨時,支腿宜設(shè)置在前一跨的最后一塊橋面板處,在架設(shè)中跨與尾邊跨時,則將支腿落在安裝跨后墩的墩頂鋼梁位置處。為保證中跨、尾邊跨兩處架設(shè)施工的安全性和穩(wěn)定性,在橫梁兩端設(shè)置一個支撐管,在該裝置的作用下,有效支撐蓋梁的頂面;除此之外,對于鋼梁接觸面、橫梁之間,可設(shè)置橡膠墊,以達(dá)到避免直接磕碰、提高緩沖性能的效果。(2)鋼梁掛鉤1#、2#天車到達(dá)架橋機的尾部,將2#天車與鋼梁掛鉤,確認(rèn)無誤后,2#天車連同運梁臺車同步前移,到達(dá)指定位置后,便可將1#天車與鋼梁掛鉤,此時可以同時啟用兩臺天車,使其同步作業(yè),以緩慢的方式將鋼板梁提起,此后運梁車可駛出該處。(3)鋼梁的前移與落梁通過2臺天車的協(xié)同作業(yè),可提梁并將其前移,此過程中各天車的工作狀態(tài)應(yīng)具有一致性,從而形成相協(xié)調(diào)的作業(yè)關(guān)系,若梁體存在晃動,需隨即暫停作業(yè),在鋼梁恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)后,方可繼續(xù)前移,全程速度以3m/min較為合適。隨著鋼梁的逐步移動,當(dāng)其到達(dá)指定跨的正上方時,檢測并細(xì)微調(diào)整,對準(zhǔn)后再緩慢下放鋼梁,使其穩(wěn)定在與墊石頂面相距50cm的位置。(4)調(diào)整并加固鋼梁臨時千斤頂布設(shè)在加勁處,并在蓋梁頂面安裝35t螺旋千斤頂,在其底部設(shè)置自制的簡易砂筒。綜合考慮梁底和蓋梁頂面的高程情況,經(jīng)計算與分析后確定合適的砂筒控制高度,確保鋼梁的前端可穩(wěn)定落在已安裝到位的千斤頂上,再用碼板加固其后端,使鋼梁可維持穩(wěn)定。整個過程較為復(fù)雜,為保證施工精度,需用全站儀加強檢測,明確坐標(biāo)和標(biāo)高的實際情況,再結(jié)合工程施工需求,在許可范圍內(nèi)做進(jìn)一步的微調(diào),盡可能減小鋼梁的安裝誤差。經(jīng)過多方面的調(diào)整后,若無誤,則對后端的碼板采取固定限位措施,以維持穩(wěn)定。(5)焊接接面經(jīng)過對鋼梁的調(diào)整后,對其采取固定措施,再全面檢查,焊接各節(jié)段的鋼梁,使其具有穩(wěn)定性。焊縫的質(zhì)量需滿足要求,焊縫應(yīng)飽滿,不可出現(xiàn)虛焊等問題。焊接作業(yè)落實到位后,拆除千斤頂?shù)葻o需使用的設(shè)備,再涂裝鋼梁,形成防護(hù)層,以免在與外界潮濕空氣接觸后發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。

3.橋面板安裝

(1)全面落實準(zhǔn)備工作①位置的復(fù)核,包含橫橋向、順橋向的偏差等,作為安裝作業(yè)的參考依據(jù)。②檢查與修整,例如橋面板的質(zhì)量情況,不可出現(xiàn)缺陷。③標(biāo)記位置,根據(jù)設(shè)計要求測量放樣,包含安裝的中線、邊線等。④安裝橡皮條,具體設(shè)置在鋼板梁頂面的邊緣處,材料可選擇膨潤土橡膠條,安裝時應(yīng)以鋼板梁頂面的邊緣位置為準(zhǔn),適度修整,向表面均勻刷涂膠粘劑(厚度應(yīng)在1mm以內(nèi)),粘貼到位后再根據(jù)實際情況進(jìn)一步修整。(2)安裝流程調(diào)整天車的位置,將其正好處于安裝跨的正上方,在此前提下將橋面板旋轉(zhuǎn)90°,呈橫向狀態(tài),取適量環(huán)氧砂漿,均勻涂抹至待安裝區(qū)域;天車精準(zhǔn)就位后,緩慢且勻速地下鉤,期間工作人員密切觀察橋面板剪力頂口與橋地面的間距,縮小至10cm時即可暫停下鉤,以前期設(shè)置在橋面板、鋼板上的指示線為參照基準(zhǔn),靈活調(diào)整其位置,以不影響穩(wěn)定性為前提,繼續(xù)緩慢下鉤。待橋面板下落穩(wěn)定后,檢查邊線和中心線,分析實際結(jié)果與設(shè)計值的誤差,若超出許可范圍,則重新安裝,安裝后依然加強檢查,直至各方面均無誤為止。

四、結(jié)語

綜上所述,在現(xiàn)階段的高速公路橋梁建設(shè)中,鋼板組合梁取得廣泛的應(yīng)用,且是橋梁工程中的重點建設(shè)內(nèi)容,全橋通行服務(wù)能力與該處的施工質(zhì)量息息相關(guān)。施工期間,工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)條件,優(yōu)化鋼板組合梁的施工工藝,加強測量定位、質(zhì)量檢查等工作,有條不紊地推進(jìn),在安全的環(huán)境中高效完成鋼板組合梁的施工作業(yè),并給橋梁其它部分的施工提供良好的條件。

作者:魯立洋 單位:廣東云茂高速公路有限公司

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