[发明专利]60米钢箱梁整体架设施工方法

说明书

技术领域

本发明属于大型桥梁梁体安装施工的技术领域，具体涉及一种60米钢箱梁整体架设施工方法。

背景技术

随着我国钢铁工业和钢结构技术的迅猛发展，钢结构桥梁的数量也在不断增加，钢箱梁结构跨度大、使用年限长、箱形截面抗扭刚度大、截面高度小、整体性好的特点使得钢箱梁结构在市政及公路桥梁设计和建造过程中得到广泛的应用，现已成为大跨度主梁形式的首选。由于桥梁工艺的发展和交通疏导的要求，城市钢箱梁的跨径也在不断增长，并呈大幅度增长趋势；同时由于市政及公路钢箱梁施工环境的复杂性、功能要求的多样性、大跨度等特点，给钢箱梁的制作、安装施工带来了很多技术难题。其中尤为突出的就是如何减少大跨度钢箱梁安装施工对交通运输及周边构造物的影响。 

例如某高速公路工程，K119+555跨线桥，全桥共五联，5×35＋60＋60＋60＋3×35m，第一、五联采用先简支后连续预应力混凝土箱梁，第二、三、四联采用60m简支钢-混组合箱梁。全桥平面位于R=1500m左偏圆曲线上，墩台径向布置。

第二联同时跨越既有双线电气化铁路和某国道，桥跨中心与铁路交角86°40’，跨铁路处的桥面宽度为37m，箱梁底与铁路接触网承力索最小距离为1.93米，最大距离为2.49米。本联桥梁桩基为直径1.8m的钻孔灌注桩，桥墩为直径1.6m圆形桥墩。5#墩位于铁路东侧路堤边坡上，墩柱高3.527m，距铁路钢轨最外侧11.36m，6#桩基位于国道与原高速公路之间、原高速公路路堤边坡上，墩柱高8.02m，距铁路钢轨外39.61m。

第二联共7片60m简支钢-混组合箱梁，左幅和右幅桥面分别由4片和3片单箱单室钢箱梁组成，左幅宽度为20.5m，右幅宽度为16.5m，钢箱梁底宽为3.0m，钢箱梁高2.4m，桥面板厚0.3m，组合梁全高2.7m。每片钢箱梁均分为A、B、C三个节段，长度分别为17m、26m、17m，七片钢箱梁最大重量为231.35t，最小为225.62t。钢箱梁间通过钢横联进行连接，每个钢箱梁节段之间腹板及底板采用高强螺栓连接，顶板采用焊接连接。钢箱梁钢板材质为Q345qE，高强螺栓为10.9级。

钢箱梁顶桥面板设计为30cm的C50钢纤维混凝土，桥面板内设置纵横钢筋，在两端头伸入到钢梁箱内，与钢箱梁顶面焊接的剪力钉共同受力，形成钢-混组合梁。

根据现场实际情况及工期要求，施工中主要存在以下问题：

1、第二联钢箱梁同时跨越双线电气化铁路和国道两条重要运输线路在国内尚属首次，如何合理组织钢箱梁安装施工、既确保铁路和国道运营安全，又能将施工对铁路和国道的影响降到最低，是本项工程的难点和重点。

2、传统的钢箱梁架设施工方案通常采用吊车分段吊装，中间设立临时支墩架设拼装钢箱梁分段，然后在临时支墩上纵向焊接连接钢箱梁；但本工程中设立的两排临时支墩正好分别位于国道路面上和铁路正上方，因国道不能封闭，所以不能完成。

3、钢箱梁跨度大，达到60米，在我国也属少见，且由于该跨越位于R=1500m曲线超高段上，所以采用传统的钢箱梁架设方法安全及质量风险极大。

4、单片钢箱梁重量大，最大重量为231.35t。

5、待施工桥梁下方为既有铁路和国道，场地非常狭窄，不能满足大型吊机施工作业场地要求。

传统的钢箱梁架设施工采用大型吊车分段吊装拼接的施工方法为：采用大型吊车分段吊装，中间需设立2-3排临时支墩架设拼装钢箱梁分段，然后在临时支墩上纵向焊接连接钢箱梁，最后进行箱间横联焊接；但例如上述工程中设立的临时支墩正好分别位于既有国道路面上和既有铁路正上方，因既有国道不能封闭，故无法按照常规方法进行施工。

采用大型吊车分段吊装拼接架设钢箱梁的具体步骤如下：

步骤一：首先进行钢箱梁2-3排临时支墩的施工，临时支墩墩顶设置微调装置，以便后续工作调整接头位置。

步骤二：在钢结构加工厂同时进行分段钢箱梁单元的加工、制作。

步骤三：将每片分段钢箱梁单元运至施工现场，并吊装至临时支墩墩顶上，作临时固定，直至所有分段钢箱梁单元全部吊装完毕。

步骤四：吊装完毕后，将每片钢箱梁拼接接头调整至设计要求位置，用高强螺栓或焊接完成裸梁的纵向连接，直至完成所有钢箱梁的纵向连接。

步骤五：进行箱间横联焊接，具体为用临时定位器固定箱间横梁的位置，完成拼接处的焊接，将多箱多室箱间横梁横向连接。

该方法存在以下不足：