某拓宽标准化钢箱梁桥的施工技术研究

2022-12-24

1 工程概况

南京市某桥梁拓宽前, 老桥上部结构为20m普通钢筋混凝土T梁和30m预应力混凝土T梁, 跨径布置为4×20+3×30+2×20m, 桥面宽 (双幅) 34m, 每幅桥宽15m, 两幅桥之间有4m的分隔带, 两幅桥分别于1994年和2001年竣工。拓宽方案:桥梁跨径布置仍为三联9跨组合, 在已有老桥两侧各加宽10.4m。

2 标准化设计

对于中间一联三跨的跨河段3×30m:扩宽部分上部结构采用钢箱梁桥截面, 下部结构均为双柱式墩桩。墩顶设盖梁, 墩直径1.2m, 钻孔灌注桩直径1.5m, 墩桩间设系梁, 系梁高1.2m、宽1.0m, 墩中心间距5.83m。桥墩墩身、台帽、背墙、桥头搭板、台身、侧墙为C30, 钻孔灌注桩为C25。

上部结构为了满足3×30m跨河段的拓宽要求, 进行了标准化设计。由于部品具有纵横向特性, 具体实现方法可按如下方式进行:

横桥向上, 以N=0.5m为基本模数, 系列通用化部品分别为钢梁型部品, 基本尺寸为5.5N, 简称GL;挑梁型部品, 基本尺寸为3 N, 简称TL-3 N。另外, 根据拓宽要求, 10.4m的梁宽不属于标准化桥宽范畴, 故依照“桥宽变化改横梁, 车道不足放钢箱”的原则, 需额外增加横梁型部品, 基本尺寸为1900mm。

纵桥向上, 仍以M=5m为基本模数, 系列通用化部品分为:边支座型部品, 基本尺寸为2.5M, 简称AB和TB;跨间型部品, 基本尺寸为2M, 简称KJ-2M, ;中支座型部品, 基本尺寸为3M, 简称ZZ;跨中型部品, 基本尺寸为3M, 简称KZ。具体纵断面示意图见图2-2。

3 安装工艺概述

经过标准化设计的钢箱梁节段宽度为10.4m, 长度为10m、12.5m、15m不等。

为长度满足公路运输的要求, 宽度方向可进一步划小节段以形成运输节段, 以便汽车运输。单个标准化部品拆分件运至现场后, 在桥址区域设置节段拼装平台, 通过厂内的预拼线型并将临时连接件固接, 装焊成宽度为10.4米的标准部品节段。采用200t履带吊将组装后的标准部品节段运输至桥位处, 从两头向中间依次完成吊装焊接工作, 跨中型部品KZ节段为合拢段。最后完成焊缝区域涂装补涂工作。

4 钢箱梁的焊接流程与质量控制

钢箱梁标准化部品件的制造一般选择专业的加工厂, 拆分件运至现场后涉及的焊接工作包括:平台组装焊接和桥位焊接。平台组装焊接是指各拆分件在现场临时拼装平台上的组装焊接工作, 主要内容包括:拆分件之间的纵向焊缝、标准化部品件在形成大组合段1和大组合段2时的环缝焊接;桥位焊接是指钢梁吊装至设计位置后, 在形成整体钢箱梁过程中完成的焊接及相关过程。主要内容包括:梁段间环缝的焊接 (顶底板、腹板、隔板、嵌补段等) 。钢箱梁的焊接流程图见图4-1:

焊接方法:箱梁顶板、平底板对接焊缝采用CO2气体保护焊打底、埋弧自动焊填充盖面的焊接方法外, 其他焊缝均采用CO2气体保护焊进行焊接。焊缝返修时当返修长度较短 (小于400mm) 时采用手工电弧焊进行焊接。焊接工作的质量好坏直接影响了整个钢桥的质量, 施工过程中应对其进行重点控制, 相关焊接技术要求如下:

1) 保证分段钢箱、梁的几何尺寸和焊接坡口。坡口处理后还应贴密封纸保持清洁, 坡口表面及焊缝两侧50mm内不允许存在影响焊接的杂质。

2) 焊缝两端必须配置引弧板、引出板, 其材质与被焊母材相同, 坡口形式也应相同, 禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板。

3) 钢箱梁定位结束后, 节点处应进行定位焊。定位焊焊缝厚度和长度根据对接处的错边量决定, 一般情况下定位焊焊缝长度50~100mm, 间距不大于400~600mm, 并应距设计焊缝端部30mm以上。定位焊厚度不得大于设计焊缝厚度的1/2, 定位焊施焊位置在小坡口一侧。

4) 定位焊结束, 正式焊接前, 应对分段钢箱梁对接节点处的间隙、错边量、三维坐标进行检查, 并做好相关的记录确认工作, 确认合格后方可进行正式焊接。

5) 焊接前用砂轮清除表面铁锈, 清除范围为焊缝两侧各50mm, 除锈后24h内必须焊接, 以防接头再次生锈或被污染, 否者应在重新除锈后在施焊。

6) 焊接完成后, 应用火焰切割去除引弧板和引出板, 并修磨平整。

5 结束语

中等跨径钢桥采用标准化方法设计以后, 原材料的利用上变得更加合理, 构配件具有更好的通用性和互换性, 同时也节省建设成本, 以工业化的生产方式来提高经济效益。模数化的桥梁构件形成桥梁部品件库, 给施工上带来便捷的同时也需要研究相应的施工方法。而桥梁工程的施工方法不仅受现场的地质和水文环境影响, 而且和周围的交通状况、施工单位的技术力量、机械设备密切相关。推动中等跨径钢桥标准化工作, 要紧紧围绕“设计合理、质量可靠、施工方便、缩短工期、绿色环保”的理念。本文仅对南京市某桥梁拓宽工程进行标准化运用。

摘要：南京市某桥梁拓宽工程, 其上部结构为标准化设计的钢箱梁。本文从标准化钢箱梁部品件的安装流程、标准化部品件的拆分与编码、临时平台搭设、标准化部品件的的装焊、吊装架设、钢箱梁的焊接流程与质量控制方法几方面, 研究中等跨径标准化钢箱梁桥的施工技术。

关键词：标准化,连续钢箱梁,通用化部品,标准化部品件拆分