分离式钢箱组合梁安装施工技术研究内容，分离式箱梁桥

中国水利水电局基建分局第十六工程局有限公司郭志磊摘要：钢箱组合梁穿越既有道路时具有施工周期短、施工跨度大的优点。此类结构划分、临时支撑、地基基础、吊装、安装线路类型、现场安装焊接质量等都是决定安装成败的重要施工技术。本文对上述施工工艺的安装进行了详细的研究，取得了成功的经验，可为类似钢箱组合梁安装的质量和安全管理提供参考。关键词：钢箱组合梁、分段分割、临时支撑、地基基础、吊装、安装线型、焊接质量、强度

作者简介：郭志磊(1985—)，男，本科，高级工程师，研究方向：道路桥梁建设。

0 引言在现有道路上新建桥梁时，可采用预制预应力混凝土小箱梁、预制预应力混凝土T型梁、现浇预应力混凝土箱梁、钢箱混凝土组合梁等。现浇箱梁现场施工周期长，占用道路时间长，干扰现有交通，因此一般不用于跨越现有道路的设计。对于30m及以下跨度，在现有道路上使用预制小箱梁或T型梁比钢箱组合梁具有明显的优势。对于跨度大于30 m但小于40 m的情况，采用预制小箱梁或T型梁比现有道路有明显优势，但现有道路会受到一定限制，导致运输路线选择困难。如果跨度大于40m，跨度采用预制小箱梁或T型梁没有技术和经济优势。目前，采用钢箱混凝土组合梁进行架桥有明显的优势，主要是钢箱组合梁自重轻，架桥能力强，而且钢箱可以分段制造和安装，这体现在：能做到的事实就是钢就是钢。盒子可以在桥梁下部结构、管片等的施工过程中并行制造。因此，跨度较大的交叉口常采用钢箱组合梁。逸仙路上部跨径达58米，桥梁采用钢箱组合梁。本文对钢箱组合梁的施工安装技术进行了详细的研究，提高了钢箱组合梁的施工质量控制和安全管理水平。

1 钢箱组合梁工程概况仲恺高速逸仙路钢箱组合梁位于6、7号码头。左侧6号墩、7号墩高度分别为16.8m、17.2m；右侧6号墩、7号墩分别长17.3m、16.9m，跨度58m，上部结构总宽度17.5m，平面位于半径R=5000m的圆曲线上。主梁采用“槽钢主梁+混凝土桥面”组合结构，全桥采用3钢3梁结构，钢主梁高度2.55m，高跨比约为2.55m。 1/22.75。钢主梁采用直腹板形状，主要由顶部翼缘板、腹板、腹筋、底板、底板加强筋、横舱壁和横肋组成。整体式钢主梁腹板中心距为2.9m。两根主钢梁中心距5.8m。主钢梁上翼缘宽度为0.8 m，梁下端宽度为2.9 m，中间跨向上预拱124 mm，中间截面具有随变化而变化的二次抛物线。跨度。

2、分体式钢箱组合梁构件分体式钢箱组合梁构件的合理性直接影响厂内的加工安排、运输路线、运输和起重设备的选择以及临时支撑的设计和施工。必须考虑运输和现场的合理性、安装的方便性以及结构的安全性。综合考证，逸仙路钢箱组合梁构件单个最重构件为29.41吨，长度为13.54米，钢箱组合梁左右构件总重量为847.74吨。采用现场制作、现场组装、单架吊装方式施工。

3 临时支撑及提升基础设计3.1 临时支撑系统应力计算采用槽钢拼装钢桥墩作为临时支撑系统，槽钢采用18号槽钢，槽钢搭建钢桥墩钢制，平面尺寸为800mm800mm。经计算，钢墩作用的线荷载为3.28t/m。计算时，我们使用专业的结构计算软件“Midas”。建模计算过程如下：单元使用梁单元，定义材料属性为Q235钢，定义每种材料的横截面属性，建立模型单元，并指定材料和横截面属性。定义边界条件和边界条件。添加一般约束、节点负载并运行计算查询结果。复合应力图中最大应力为50.1MPa205MPa，最大变形为梁变形值0.09mm800500=1.6mm，一阶临界荷载系数为69.34，整体强度稳定性较高。如图1所示，钢桥墩刚度满足要求。

图1 组合应力图下载原图

3.2 吊装基础强度计算采用一台450t汽车起重机吊装钢箱梁，总重量为145t，钢箱梁一端最大起吊重量为75t。为保证安全，吊装处支腿主臂末端受力按70%计算，起重机单支腿最大承载能力为77t。腿下有一块500mm2500mm15mm的钢板，简单计算地基强度为=7710/(2.52.5)=123kPa。实际动锥试验后地基承载力为210 kPa，满足要求。吊装前应将支腿部分场地找平，钢板平整度控制在20mm，如无法做到则在钢板下铺中粗砂找平压实。必须大于94%。

4、钢箱组合梁吊装设备选型及受力分析钢箱组合梁的部件运至现场后，采用200t汽车起重机将其组装到轮胎架上。质量29.41t，最大举升高度1.5m。左车架组装成三梁，右车架组装成三梁，最重一梁146.64t，最大起升高度17.3m，采用两台450t汽车起重机吊装，采用支架。起重机的起重能力、杠杆、倾覆阻力、吊索、吊耳、卸扣等受力等关系到施工安全，直接影响钢梁安装的成败。计算通过后执行。其中，验证起重机起重能力、杠杆作用、抗倾覆能力的方法如下。

4.1 200t汽车起重机起重能力及杠杆计算采用200t汽车起重机将部件组装到轮胎架上。单件最重29.41吨。考虑最不利工况，当起重机起吊半径R=18m时，查看200t汽车起重机性能参数表，对应最大起重量为32tQ=29.41t，起重能力满足要求可以看到它很满足。吊点安装在钢件的四个角上，吊爪垂直间距b=9 m，水平间距a=2.75 m，钢丝绳与水平面夹角为吊索高度h4可由公式(1)计算。

吊钩口至吊臂顶部定滑轮中心的最小距离h为3m，本段钢梁悬挂支撑面最大高度h1为1.5m，安装间隙p为0.5m ，绑扎点为吊装后的点，距底部距离h3为2.6 m，起重机旋转中心至臂架铰轴的水平距离F为1.5 m，此时臂架长度可采用式（2）计算。

相应的动臂倾斜角度由式（3）计算。

吊钩槽口至臂尖定滑轮中心的最小距离h为3 m，吊具高度h4=8.1 m，故计算臂尖吊点中心之间的水平距离钢梁和吊杆采用式（4），按：计算

吊运钢材宽度的一半为3.7/2=1.85m，因此起重机不会翻倒，满足要求。

6 现场焊接质量控制(1)焊接材料应采用与母材相适应并符合国家标准要求的焊丝、焊剂、手工焊条。焊缝的机械性能不得低于母材的机械性能，所有焊缝必须由持有合格上岗证书的焊工进行焊接。

(2)制造指南对钢材、焊接材料、焊接接头形状、焊接方法、焊缝等进行焊接工艺评价，并根据评价报告确定焊接工艺。

(3)所有不同厚度钢板的对接焊均应按焊接工艺规程的要求对厚板进行坡口处理。焊接要求以埋弧自动焊和气体保护焊为主，辅以手工焊。焊机数量应为偶数，并从左到右对称使用，从中心开始逐渐向外，使元件收缩自如。

(4)焊前应检查焊缝的接头质量和焊缝的加工情况，不符合要求的应进行修复并进行焊前质量检验。焊接时，焊工必须严格遵守焊接工艺，不得随意焊接或在焊道外的母材上产生电弧。在母材焊道中心线两侧，在板厚两倍加30mm的范围内进行超声波探伤。母材必须无裂纹、夹层和分层等缺陷必须严格控制焊接顺序，尽量减少垂直板约束Ceq（碳当量）和Pcm（焊接裂纹敏感性系数）参数以选择正确的预热温度并记录所需的后热处理。

(5)焊缝目视检查要求焊缝不得有裂纹、未充分熔化、焊瘤、夹渣、未填满的电弧坑、漏焊等缺陷。如果焊缝中出现裂纹，焊工不得擅自处理，必须查明原因并决定修复程序后再进行处理。同一部位的焊缝修补次数不得超过两次，超过两次的，应按修补工艺处理。未通过目视检查的零件在加工并符合要求之前不得进入下一步。

(6)焊接24小时后，所有焊缝必须在目视检查合格后进行无损检查。无损检测采用两种方法：超声波检测和X射线检测，焊缝必须满足各自的质量要求才被认为合格。

(7)横梁与主梁现场焊接连接，但焊接前应检查钢结构的三维尺寸及精度，若横梁误差较大则不能焊接；请与制造商联系。在获得认证之前，请在进行任何焊接之前联系我们。

7 结论钢箱组合梁的构件划分决定了起吊重量和起重设备的选择。对临时支撑、基础承载力、起重机和起重配件进行严格、规范的应力分析和验证是确保箱梁安装安全的关键要素。架设线的管理和现场架焊质量直接影响桥梁的成桥质量。本文结合工程实践对上述施工技术进行了详细的分析和研究，取得了良好的施工安装效果，提高了钢箱组合梁的施工技术水平。

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