大跨度平行匝道钢箱梁施工技术

冯战坤

陕西建工机械施工集团有限公司 陕西 西安 710032

摘要：西安市北辰大道主线落地平行匝道桥快速化改造过程中，为加快施工进度，采用了钢箱梁结构进行施工。针对该工程面临的钢箱梁自重大、桥面跨度大、工期紧以及施工作业面邻近330 kV高压电塔等问题，制定了专项施工方案，解决了钢箱梁制作安装、临时支架设计、高压电塔处施工处理等过程中的难点，取得了良好的改造效果，亦为类似项目积累了经验。

关键词：道路快速化改造；钢箱梁匝道桥；临时支架；施工方案

中图分类号：TU997 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2020)03-0423-02 DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2020.03.041

Construction Technology of Large Span Parallel Ramp Steel Box GirderFENG Zhankun

SCEGC Mechanized Construction Group Company Ltd., Xi’an, Shaanxi 710032, China

Abstract: To speed up the construction progress, the steel box girder structure is used in the rapid reconstruction of the parallel ramp bridge on the main line of Beichen Avenue in Xi'an. In view of the problems of the project, such as the large dead-weight of the steel box girder, the large span of the bridge deck, the tight construction period, and the construction working face adjacent to the 330 kV high-voltage tower, a special construction scheme is formulated to solve the difficulties in the process of the production and installation of the steel box girder, the design of temporary support, and the construction treatment at the high-voltage tower. Good results are achieved and the experience is accumulated for similar projects.Keywords: road rapid reconstruction; steel box girder ramp bridge; temporary support; construction scheme1 钢箱连续梁简介

钢箱连续梁[1-2]是一种应用十分广泛的结构形式，它具有变形小、结构刚度大、便于工厂化制作、养护简单、安装方便等优点。在高速公路不断发展的今天，出现了许多需要对现有公路系统进行升级改造的工程，鉴于使用混凝土结构进行施工会导致部分路段长时间封闭，因此为减少对道路的长时间占用，本文采取了钢箱连续梁结构对快速路进行快速化改造，极大地缓解了长时间占用道路的现象，亦为公路系统的快速化改造工程提供了一定的参考。

道，道路全长约9.64 km，其中主线桥长约6.44 km，同时新建主线高架桥2座，互通立交2座，平行匝道8座，本施工段为新建的8座平行匝道的其中1座，总长为175 m，桥跨布置采用5×35 m的形式，平行匝道标准宽8.5 m。由于工期紧，桥面跨度大，上部结构采用钢箱连续梁的形式，钢箱梁高1.8 m，宽17.2 m，本工程共计1联钢箱梁。同时，本工程桥梁西侧邻近330 kV高压电塔，由于最近高压线距桥中轴线仅12 m，因此需要在施工过程中严格控制施工作业面与高压线之间的距离，保证施工人员安全。

2 项目概况

西安市北辰大道已按主干路标准建成通车，本项目为在现状基础上进行快速化改造，快速化改造的目的是解决平面交叉口的拥堵问题，改造后的主线采用双向六车道，基本满足远期交通要求。该项目南起北二环，北至秦汉大

3 钢箱梁的分段及制作

本工程采用的大跨度钢箱梁先依据不同的结构形式进行分段、分块，然后将各组成部件在工厂进行制造，采用“零件→板单元→制作段→桥位组拼→桥位焊接→桥位涂装”的方式进行生产，在生产车间制造零件及板单元，然后在车间外连续整体胎架上将板单元及零件匹配拼接成整体。桥位拼装现场进行制作段吊装工作，并调整线形，焊接成整体。钢箱梁箱体内油漆全部在车间喷涂完成；箱体外除聚氨酯面漆、氟碳面漆在施工现场完成外，其余防腐层均在车间完成。

本施工方案将钢箱梁的中间三孔箱梁横向分3块，两侧

建筑施工·第42卷·第3期

作者简介：冯战坤（1974—），男，本科，高级工程师。通信地址：陕西省西安市新城区金花北路406号（710000）。

电子邮箱：82812499@qq.com收稿日期：2019-11-06

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󰀁冯战坤：大跨度平行匝道钢箱梁施工技术

挑檐各1块，共分5块（图1）；钢箱梁的纵向分成12段。

2.64 m3.85 m4.20 m3.85 m2.64 m图1 钢箱梁横向分段示意

加工完成后的钢箱梁构件采用平板车通过公路运输至安装现场，根据目前公路的路面条件、交通法规以及施工现场场地限制，通过详细计算将钢箱梁每个分段的纵向长度控制在17 m以内。

根据分段方案将钢箱梁的最大起重量控制在42 t以内，箱梁节段采用200 t汽车吊吊装，同时使用1台25 t汽车式起重机作为辅助吊机，主要负责支撑架卸车以及支撑架、施工吊架、爬梯等辅助设施的安装。在进行钢箱梁安装前需要在节段钢箱梁两端先设置临时支架[3]，临时支架主要采用φ325 mm×8 mm钢管为支墩柱搭设而成，设置在钢箱梁节段接口位置。

4 箱梁吊装工艺与施工流程

在临时支架安装完成后，用半挂车将已制作完成的钢箱梁运输至施工现场，施工准备工作完成后按照设计的吊装方案进行吊装。

4.1󰀡施工准备阶段

1）验收各临时支撑架型钢类型、支架形式、结构尺寸、标高、垂直度、沉降量等是否符合设计及安装要求，并按要求完成上下爬梯、焊接平台等准备。

2）验收各进场块体结构尺寸，焊接坡口修整打磨质量等是否满足安装要求。

3）验收各块体测控点是否齐全、标记是否清晰，位置是否正确，结合监控数据完成测控点坐标计算、复核。

4）检查吊车性能是否良好、钢丝绳是否损失、吊耳焊接质量等是否满足吊装要求。

5）对安装天气、温度等信息进行采集，综合确定吊装时间。

4.2󰀡施工阶段

施工准备阶段完成后，采用200 t汽车吊[4-5]将其吊装到临时支墩上。通过丁字铁及加劲板调节至设计标高，然后焊接箱室一侧的横连与架设对称的箱室，钢箱梁架设的具体工艺流程为：勘察现场→测量放样→支架安装→钢箱梁逐跨吊装（先横向再纵向）→逐跨焊接→钢箱梁工地涂装→ 支架拆卸。

4242020·3·Building Construction

本次选择的200 t汽车吊主臂长度28.5 m，作业半径7～12 m，起吊高度3.5～8.5 m。

5 关键施工技术

5.1󰀡钢结构临时支架设计及验算

综合工程情况以及现场场地布置，本工程采用了钢结构临时支架对钢箱梁吊装过程进行支撑。支架采用φ325 mm×8 mm的Q235螺旋钢管，支架下端在原有

路面上采用高强无收缩灌浆料找平，找平厚度不少于50 mm，上铺厚14 mm钢板，并在钢板上焊接限位装置。支架顶部顺着钢桥宽度方向设置长12 m的双排488 mm×300 mm×11 mm×18 mm焊接H型工字钢，工字钢上翼缘焊接支撑管座，采用液压千斤顶配合钢板用来调节钢桥节段标高及每跨钢桥的预拱度。

同时为保证施工过程中结构安全，对临时支架进行稳定性以及承载力计算，计算结果均满足设计要求，可保证施工安全进行。该支架属于施工关键点之一，必须严格控制安装过程。临时支架如图2所示。

160 mm×60 mm×12 000

φ22螺栓孔

10 mm方钢

H488 mm×300 mm×11 mm×18 mm

037 1φ325 mm×8 mm圆管007 1100 mm×6 mm角钢007160 mm×60 mm× 15 mm槽钢007厚15钢板

13 0005 0003 000图2 临时支架各部件尺寸

5.2󰀡钢梁节段块体吊装定位技术

为了确保安装过程准确，每节段钢梁出厂时，在其顶板上四角设有控制点，在安装时依据理论计算的四点空间坐标通过全站仪对4个控制点进行精确定位。在实际安装过程中，借助场内拼装时预设匹配件及临时马板将本次节段后端与前一节段的上口对齐，采用汽车吊进行粗略定位后，再采用手拉葫芦和千斤顶进行精确调整，直至达到安装精度要求。

5.3󰀡高压电塔旁施工方案

由于钢箱梁桥体西侧有330 kV高压电塔，故高压线路旁的施工安全也是重难点问题。施工现场高压线路与施工钢箱梁平行，最近高压线与桥中水平距离12 m，垂直距地25 m。根据规范要求，在外电架空线路附近时，起重机的任何部位或被吊物边缘在最大偏斜时必须与架空线路边线保证最小安全距离，330 kV高压电塔周边施工的最小安全距离为7.0 m。

为保证施工安全进行，严格计算了吊装过程中最不利

（下转第430页）

󰀁伍伟聪:󰀁独柱墩桥梁的抗震性能及加固措施研究

触面刚度较大，因此其纵向应变为0。随着截面高度越来越大，底部的约束效应逐渐降低，柱墩的应变也越来越大，最大应变点位于离地面20 cm高度处。但由于桥面对节点的变形有一定的限制作用，因此，30 cm截面高度处的应变较20 cm处要小。

综上所述，在地震作用下，独柱墩桥梁在桥面与活动支座处产生的位移以及变形较小，而在固定柱墩处发生较大的变形甚至产生破坏。因此，建议对柱墩处，尤其是固定柱墩进行有效加固，比如采用加筋、提高混凝土强度等级及增加箍筋数目等手段。

2）独柱墩桥梁在固定支座柱墩A处产生的变形最大，且其截面应变随高度递增呈现出先增大、后减小的变化趋势，在截面高度为20 cm处产生的应变最大。此外，各截面应变均随加速度增大而不断增大。

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3 结语

本文基于室内试验设计并制作了1∶3独柱墩桥梁模型，并对该桥梁模型展开了振动试验。通过输入E1 Centro型地震波，模拟研究了6个不同加速度工况下独柱墩桥梁的动力响应与变形特征，并得出以下结论：

1）受桥面结构及锚固情况影响，独柱墩桥梁的加速度大于振动台面加速度，且加速度最大值随时间不断衰减；随着输入加速度的增大，桥梁各测点的最大位移逐渐升高，且最大位移符合柱墩A＞桥面＞柱墩B的变化规律。

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（上接第424页）

位置与高压电塔的距离，并设计了专项施工方案。

图3为专项施工方案下220 t汽车吊与高压线距离最近的施工方案。由图3可知，汽车吊与高压线最近的施工距离为8.4 m，大于规范要求的最小安全距离7.0 m，因此该专项施工方案可行。

最外侧高压线

8 399包单位和项目部验收合格后使用。

6 结语

西安市北辰大道主线落地平行匝道桥段，通过前期深化设计、组织专家论证、箱形梁制作加工、运输方案设计、前期施工准备及部署、临时支架荷载计算、施工过程测量定位、高压线路旁专项施工方案制定，确保了施工质量及施工安全。

目前已成功完成钢箱梁的其中2跨施工，经现场施工质量检查，已完工钢箱梁焊接质量良好，取得了良好的改造

25 00017 582效果，验证了前期设计方案的可行性。

12 000

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图3 最不利吊装施工示意

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5.4󰀡钢箱梁安装质量检查

钢箱梁箱体吊装完成后进行焊接，由于采用全焊接工艺，故焊接工艺质量的好坏将会直接影响工程的施工质量，必须重点控制。本工程为了保证焊接质量，焊缝必须进行100%探伤检查，而且在施工过程中，所有的钢构件、起吊过程中的所用索具以及汽车吊的验收必须100%报验，按照报验程序逐级上报，并会同建设单位、监理单位、总

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