武汉二环高架桥钢箱梁制造与安装施工组织设计

第五章钢箱梁现场安装方案

一、方案概述

1.1 总体思路

钢箱梁采用分节段工厂预制，在桥位现场搭设临时支墩并铺设施工支架，利用履带吊分段吊装架设就位后进行拼装、焊接、涂装施工。原则上钢结构梁的施工应待其道口两端的预应力混凝土连续箱梁施工完毕后再施工，以便施工道口钢梁时穿线车辆绕行，保证交通运输通畅。

匝道桥钢箱梁截面尺寸小，重量轻，根据现场条件可先在地面进行二次总拼将运输分段横向连接形成架设节段，然后以架设节段为单位进行场内转运架设，在空中仅施焊节段间的环焊缝。该方案能够大量减少高空的拼焊作业工作量和安装节段的吊装频次，提高现场安装效率。

以下按照主桥钢箱梁的安装方案为主叙述，匝道桥钢箱梁仅在工艺流程上增加了二次总拼工序，其他方案与主桥钢箱梁类似。

1.2工程特点及难点

钢箱梁线形控制精度高。钢箱梁为曲线连续梁，在现场拼装时需要同时保证成桥平曲线线形和竖曲线线形，按线形制造精度要求高，控制难度大。

钢箱梁安装在市区并既有线路上跨线施工，施工过程要求各主要道口交通运营不能中断，尽量减少各类扰民的因素，这对现场安装的施工组织提出了更高的要求。

现场场地有限，运输节段来料存放数量有限，要求严格按架梁顺序供梁，并尽量减少梁段的存放时间；存梁场地与安装位置有一定距离，需要水平运输。同时现场道路比较窄，转弯半径小，都是水平运输的制约因素。

构件单件长度一般为12m，重量不超过40吨，但钢箱梁顶面宽度为26m，对于吊装方法的选择、吊装机械的站位等，均要详细计算考虑。

现场焊接工作包括节段间的纵缝和环缝，工作量较大，焊接质量要求高。现场的节点均为焊接，将采用手工电弧焊、CO2气体保护和埋弧自动焊等各种焊接方法，焊接位置将有平位焊、立位焊和仰位焊等各种焊接工位，现场焊缝多为熔透焊，要求进行超声波、磁粉及X射线等无损检测。

高空施工危险性大。钢箱梁的架设高度一般不超过8m，存在着诸多的高空作业，如高空吊装、高空拼装焊接、高空调整、高空涂装等，高空施工的安全保护，是工程施工的重点。

施工防护措施多。在高空施工要设置施工操作平台，在跨线部分上方施工焊接时，在下面既有线路未封闭时，要在高空进行防护，防止火花、小物件坠落等。

1.3施工技术路线

根据现场条件和本工程结构特点，采用工厂内分段预制，运输到现场后，分段吊装架设的方法。

在桥位现场与节段间环缝位置相对应处设置临时支墩，利用临时支墩搭设施工支架，吊装单元均采用单台履带吊退步法依次吊装各分段上临时支墩的方法安装。在现场配置一台100T履带吊进行吊装作业。

二、现场施工方案

2.1现场安装分段

现场安装分段即工厂节段总拼完毕拆分形成的运输节段，分段间通过匹配件连接达到节段工厂总拼完毕的成型状态，节段间环缝位置设置临时支墩。

2.2现场吊装机械

现场吊装时主要的吊装机械为一台100T的履带吊，吊装时均使用主臂工况。100T 的履带吊性能参数如下：

现场吊车的行走路线及站位位置的地基承载力应能满足吊车需要。

吊车的行走路线的宽度应能满足吊车行走需要。

2.3现场安装工艺流程

总体施工顺序为：先安装主线桥钢箱梁，然后安装匝道桥钢箱梁；在各联钢梁安装时按照先边跨后中跨的顺序施工，以保证相应道口的交通运营不受影响；各联钢梁在跨中合龙处设置钢箱梁合龙段，长度方向预留足够的余量待现场配切后嵌入安装合龙，完成钢梁的架设。

现场施工总体施工工艺流程如下：

构件运输进场

存梁

临时支撑架的安装

构件水平运输

构件吊装

调整及固定

2.4临时支撑的设置

现场临时支撑位置与节段间环逢相对应，其顶面高程设置与钢箱梁的工厂制造立面线形一致。

现场临时支撑采用数个钢管格构柱连成一体形成，单柱采用四肢钢管格构柱，其截面为1800 mm *1800mm，支肢选用Φ180*8钢管，腹杆缀条选用Φ89*4的钢管，所用材料材质均为Q235B，所有连接均采用焊接连接。

钢管格构柱为长度分别为0.5m、1m、2m、4m、6m等长度固定的节段，根据现场的实际需要高度，选用不同的节段。单个钢管格构柱的大样图如下：

为使得格构柱顶部受力时能均匀地传递到格构柱的各个分肢，在顶部做不小于I25a 的工字钢等材料做一个顶部刚性平台，与格构柱进行焊接连接。

底部与地基接触，地基要承担自上而下传递的所有荷载，如果竖向荷载足够大，则对于地基承载的要求会比较高。而如果仅仅以四个主肢作用于地基上，接触面积过小，对于地基局部压力过大，所以考虑在格构柱底部设置一个底部，以增大地基的受力面积。

底部一般考虑放置一部厚度为200mm，宽度为2000mm，长度大于2m的路基箱板，形式如下：

格构柱对接节点可采用法兰连接，这样节点处理方便装拆，螺栓可以循环利用，节点形式如下图。

相邻两个格构柱如需中间连接，可采用桁架式连系梁和钢梁连系梁。

中间连系梁可采用桁架式，桁架高度同格构柱的节点距，在格构柱上焊接连接板，然后用螺栓连接中间桁架，形式如下图：

中间连系梁可采用钢梁，在桁架上焊接一块加强板，在加强板上焊接抗剪板，用螺栓连接中间连系钢梁，形式如下图。

中间连系梁采用螺栓连接，主要是考虑方便拆除，如果不考虑拆除也可直接焊接。

格构柱支撑与相邻桥墩结构之间设置系梁，以增强临时支墩的稳定性。

2.5现场二次倒运方案

2.5.1场地准备工作

2.5.1.1进出存梁场地的道路及工地运输线路应满足架设节段转运尺寸及载重要求。2.5.1.2桥位架设前钢梁节段的暂存场地应满足存梁起吊架设的要求。

2.5.1.3 钢梁转运吊装时吊机站位点及其地基承载能力应满足起吊方位和起重吨位的要求。

2.5.2二次倒运运输路线

二次倒运运输路线是连接存梁场地和架设桥位的纽带，应在满足现场总体场地布置要求和交通组织的前提下力求运输距离最短，以提高运输效率，降低现场运输成本。2.5.3运输方法

二次运输构件长度一般不超过15m，重量不超过50t，故采用一台60吨平板车运输即可。

2.6现场安装时应具备的条件

在各道路口主线桥和匝道梁安装时，现场应具备的条件如下：

2.6.1所有主墩的施工应全部完成，不应出现交叉施工现象，或相互影响的情况；

2.6.2场地平整，需要回填的区域均已压实，或至少在吊车行走和吊装吊位位置回填后，在吊车施工时，