高速公路橋梁工程鋼板組合梁施工工藝
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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(diǎn)內(nèi)容，對整體施工質(zhì)量具有顯著影響，應(yīng)作為重點(diǎn)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(shí)清理干凈，存在缺陷的鋼板不宜投入使用。2.以設(shè)計(jì)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(qiáng)檢查，若無誤則分節(jié)段運(yùn)至現(xiàn)場。鋼梁分段作業(yè)時(shí)，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(cuò)開距離均要符合要求，同時(shí)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(gè)批號(hào)中隨機(jī)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(jì)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(jì)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(diǎn)板圓弧處的精切處理后，予以打磨。施工過程中加強(qiáng)防護(hù)，不可在鋼主梁上焊接臨時(shí)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(shí)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(jī)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(shí)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(diǎn)，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(xiàng)數(shù)據(jù)。以所得的觀測結(jié)果為準(zhǔn)，適時(shí)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(shí)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(jī)根據(jù)具體施工工況確定相適應(yīng)的架橋機(jī)架設(shè)方法，在架設(shè)首邊跨時(shí)，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(shí)，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(gè)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(jī)的尾部，將2#天車與鋼梁掛鉤，確認(rèn)無誤后，2#天車連同運(yùn)梁臺(tái)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(shí)可以同時(shí)啟用兩臺(tái)天車，使其同步作業(yè)，以緩慢的方式將鋼板梁提起，此后運(yùn)梁車可駛出該處。（3）鋼梁的前移與落梁通過2臺(tái)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(dòng)，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(dòng)，當(dāng)其到達(dá)指定跨的正上方時(shí)，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(shí)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(jì)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(gè)過程較為復(fù)雜，為保證施工精度，需用全站儀加強(qiáng)檢測，明確坐標(biāo)和標(biāo)高的實(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)際結(jié)果與設(shè)計(jì)值的誤差，若超出許可范圍，則重新安裝，安裝后依然加強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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