钢结构桥梁之简支钢箱梁桥施工工法

1、PAGE 钢结构桥梁之简支钢箱梁桥施工工法一、前言在桥梁建设设中钢结结构桥梁梁已得到到了较多多的应用用。西安安浐灞生态态区1号桥工程程为钢箱箱拱简支支钢箱梁梁拱桥，其其钢箱拱拱节段为为八角型型截面呈呈横桥向向外倾220，形成蝴蝶蝶造型，体体现了钢钢结构桥桥梁造型型的美观观，有施施工快捷捷等突出出优点。通通过技术术攻关，为为钢箱拱拱的制作作和安装装积累了了经验。该技术通过中铁七局组织的技术鉴定，并获得了科技成果一等奖。随着钢结构桥梁在公路工程中的广泛应用，通过总结，形成工法，以指导类似工程的施工。二、工法特特点1、钢箱拱拱采用工工厂化分分节段制制作，施施工现场场逐节拼拼装。2、钢箱拱拱节段单单元

2、按照照运输允允许的最最大长度度进行工工厂化制制造，减减少了现场安安装的焊焊接工程程量，有有利于保保证工程程质量。3、钢箱拱拱节段单单元运输输时采用用特制的的锁具进进行保护护，有效效避免运运输过程程中可能能对钢箱箱拱节段段单元造造成的变变形。4、钢箱拱拱节段现场场安装时时的临时时固定支撑撑，采用“贝雷架”构成，可可节约大大量辅助助钢材。5、现场安安装操作作简单，可避免考虑焊接变形对安装施工的影响，简化了施工步骤。6、安装施施工安全全可靠，安装精度高，钢箱拱的几何线形可得到有效保证。7、钢箱拱拱节段制制作及运运输与现现场临时时支撑设设置可同同步进行行，安装装时有4个工位位可同时时施工，可可缩短安安

3、装施工工工期，经经济效益益及社会会效益明明显。三、适用范范围 本本工法适适合于浅浅水各种种钢结构构桥梁中中钢箱拱拱结构的施工。四、工艺原原理钢箱拱节段段在工厂厂以“无余量”制作，相相邻节段段经预拼拼装匹配配后焊装装特制的的锁具运输到到现场，现场安安装时只只需控制制定位锁锁具的空空间位置置即可保保证安装装精度。现场采用支架定位，安装顺序为由下而上，安装一个钢拱节段后随即固定焊好一个节段。合拢前钢拱始终有一个自由端，不存在钢箱拱节段的焊接内应力。节段端口控制点进行三维测量调整。合拢安装时，采用千斤顶来顶开最后一条焊缝间隙，可保证钢箱拱节段的内应力达到最小的程度。五、施工工工艺及要要点（一）、工工艺

4、流程程施工准备施工准备钢箱拱节段工厂制作现场临时支撑柱安装施工安装准备预拼装、焊锁件钢箱拱节段端口托架安装钢箱拱节段端口测量调整拱脚座安装钢箱拱节段节段安装钢箱拱节段端口测量调整临时支撑基础布置钢箱拱节段运输箱拱外涂装焊缝探伤检验合格焊缝探伤检验合龙节段安装焊缝探伤检验整理资料竣工交验合格合格合格合格 图1：工艺艺流程图图（二）、钢钢箱拱节节段的工工厂制作作1、钢箱拱拱节段的的工厂制制作原则则尽量在当前前运输设设备允许许的范围围内进行行钢箱拱拱节段节节段的划划分，以以增加钢钢箱拱节节段的刚刚度，减减少现场场安装的的焊接工工程量和和临时支支撑柱的的数量。钢箱拱节段的长度一般在 11 米、重量在

5、30 吨左右。钢箱拱节段段采用在在工厂以以“无余量”精密控控制进行行制作，钢箱拱节段的各零件以CAD图精确放样，用全自动电脑数控切割机下料。零件放样时，将钢箱拱节段安装时节段间环缝的焊缝收缩量及钢箱拱节段的预抛高量作为修正值计算在内。2、拱脚节节段制作作时，不不必考虑虑修正值值，完全全按设计计的节段段几何要要求制作作。3、钢箱拱拱节段其其它节段制制作时，安安装时的的自由端端按设计计值制作作，另一一端，按按焊缝预预留间隙隙和焊缝缝的收缩缩量进行行修正制制作。吊索锚箱吊索锚箱横隔板修正值图2：中间钢箱拱节段制作要求示意图钢拱顶板安装自由端安装焊接端钢拱底板箱拱理论端口箱拱制作端口箱拱理论端口吊索锚

6、箱横隔板4、合龙节节段制作作时，其其一端按按箱拱制制作端口口的要求求处理，另另一端预预留1000 mmm切割割余量。5、钢箱拱拱节段节节段制作作完成后后，进行行相邻节节段间的的预拼装装。以保保证钢箱箱拱节段段的线型型，端口口的外形形尺寸及及匹配性性，吊杆杆的相对对位置，标标记线（定定位线，检检查线，轴轴线等）。预拼装必须在特制的胎架上进行。预拼装应以箱拱的空间位置为基准，兼顾端口平齐。经预拼装后的箱拱节段，在两相邻端口焊装临时连接件（锁件）。钢箱拱节段节段现场安装时，只要将临时连接件对齐就可恢复预拼装后的正确线形。6、焊缝的的检测按按照建建筑钢结结构焊接接技术规规程（JGJJ81-20002）

7、相关关条款的的要求进进行试验验和检测测。（三）、钢钢箱拱节节段安装装支撑柱柱的施工工1、钢箱拱拱节段安安装支撑撑柱的混混凝土基基础必须须落实在在稳定的的土层上上。2、支撑柱柱的主体体采用“贝雷架”，以节节省辅助助钢材的的用量。3、根据钢钢箱拱节节段外形形，在支支撑柱上上安装“托架”。操作平台钢箱拱节段节段安装的临时支撑架操作平台钢箱拱节段节段安装的临时支撑架“贝雷架”支撑柱托架牙板图4：钢箱拱节段安装临时支撑及操作平台图3：以图4：钢箱拱节段安装临时支撑及操作平台图3：以“贝雷架”为主体的钢箱拱节段安装支撑柱4、搭设操操作平台台，便于于对钢箱拱节节段进行行空间位位置调整和施焊焊，同时时可保证施

8、工人员的安安全。5、将各支支撑柱用用钢桁架架连接在一起起，以保保证拱节节安装图5：支撑柱用钢桁架连接时支撑柱的的稳定性性。图5：支撑柱用钢桁架连接（4）、现现场钢箱箱拱节段段安装1、拱脚节节段的安安装是整整个钢箱箱拱节段段安装工工程的重重要环节节。必须须保证其其底部轴轴线定位位的准确确，尤其其是上部部端口各各控制点点的三维维坐标值值。用2台吊车抬吊钢箱拱节段节段2、中间钢钢箱拱节节段在安安装时不不必考虑环缝缝焊接变变形的影影响。对对正在安安装节段段的自由由端，如如其控制制点超出出了规范范要求，可可在环缝缝间隙上上作局部部调整，使使之满足足安装要要求。环环缝焊接接时可不不必考虑虑温度和和日照的的

9、影响，但必须有防雨和防风措施，焊接工作可全天候进行，焊缝质量按照相关规定检测。用2台吊车抬吊钢箱拱节段节段3、合理、正正确的焊焊接顺序是防止止焊接变变形的重重要手段，采用用多人对对称焊接接，用陶质衬垫垫，尽量量避免仰仰焊。均可有效防防止焊接接变形。4、钢箱拱拱节段吊吊装可在在地面吊装或在在钢箱桥桥面上进进行图7：钢拱环缝焊接顺序图（箭头表示焊接方向）图7：钢拱环缝焊接顺序图（箭头表示焊接方向）上角板底板下角板下角板上角板腹板顶板腹板行抬吊。5、对温度度、日照照的影响响，主要是控制制测量时时间。对对端口各控制点点的测量不不得在阳阳光照射下进进行。因因为在阳阳光照射下，钢钢箱拱节节段的上上部吸热大

10、，下下部吸热小，而而引起温温差变形形。所以以，测量量的时间间必须放放在日出出前、日日落后或或在阴天天进行。（5）、钢钢箱拱节节段安装装轴线的的控制测测量1、钢箱拱拱节段安装装时的测测量控制制，采用用全站仪仪坐标放放样程序序，按照照导线进行行精密测测量。2、钢箱拱拱节段的的轴线是是虚的，所所以取钢钢箱拱节节段端口口为控制制点。事事先导出出各控制制点的三三维坐标标值，列列表待验验。（6）、钢钢箱拱合合拢节段段施工措施施1、在合拢拢前精确测量合拢拢段间的的距离。测测量工作作不得在在日照下下进行，必必须在当当天日出出前、日日落后或或阴天，且且气温最最稳定的的时段进进行。对对合拢段制作作余量切切割也必必

11、须在测测量气温温同条件件状态下下进行。2、合拢节节段制作作余量切切割时，只只考虑预预留一条条焊缝间间隙，切切割后应应检查切切割端口口的平面面度。3、合拢段段吊装到到指定位位置后，将将其两侧侧与相邻邻节段的的间隙进进行调整整，让其其中的一一条焊缝缝间隙满满足焊接接要求，另另一边的的焊缝间间隙应尽尽量为零零。4、第一条条环焊缝缝焊接完完毕后，用用千斤顶顶将另一一条焊缝缝顶开，使使其达到到焊接要要求后再再将码板板固定，并并进行环环缝焊接接。节节段已装图8：钢箱合龙节段安装要求示意图（1）满足焊接要求合龙节段吊索锚箱吊索锚箱码板1码板2码板1码板2已装段节尽量为零合龙节段合龙节段吊索锚箱吊索锚箱节段已

12、装码板2码板2已装段节满足焊接要求已焊接好环缝图9：钢箱合龙节段安装要求示意图（2） 代表用千斤顶的外力来达到焊缝要求六、主要机机具设备备1、钢箱钢钢箱拱节节段工厂厂生产机机具设备备（表1）设备名称型号及规格格需求数量备注数控切割机机PDT2001BLL2002台半自动切割割机CG1-330P6台埋弧自动焊焊机MZ-100004台二氧化碳焊焊机NB-500026台角焊机CS-5AA4台直流焊机ZXS-440016台气刨机ZX5-66304台空压机0.9332台行车10T220T6台行车50T2台大连叉车5T1台激光经纬仪仪J2-5DDE1台测量工具水准仪DSZ21台测量工具焊接成型胎胎架自制1

13、套预拼装胎架架自制1套2、安装现现场生产产机具设设备（表2）设备名称型号及规格格需求数量备注汽车起重机机50吨、770吨2台千斤顶20吨550吨20台手拉葫芦2T5TT8台全站仪无棱镜、11秒2台测量工具水准仪DSZ22台测量工具七、劳动组组织 人力资资源配置置表（表3）序号工作项目数量(人)备注厂内需求工地需求总人数工程管理人人员(20人)1生产调度员员2132工艺技术员员4153设备管理员员2134材料管理员员1125质量检验员员2136安全管理员员1127统计员112技术工人及及其他人人员（178人）1数控切割工工4/42下料切割工工6283装配工3016464电焊工3620565打磨工

14、126186起重工166227行车司机8/88维修工2139库管21310电工31411脚手架工/66八、质量控控制（一）、执执行规范范和标准准：1、钢结结构工程程施工质质量验收收规范GB 502205-200002、建筑筑钢结构构焊接技技术规程程JGJJ 811-200023、公路路桥涵施施工技术术规范JTJJ0411-200004、铁路路钢桥制制造规范范TB1102112-9985、公路路工程质质量检验验评定标标准JTGGF800-1-20004（二）、安安装焊接接检验1、钢箱拱拱节段工工厂制作作误差不不得大于于2mmm。预拼拼装必须须保证相相邻端口口匹配。2、钢箱拱拱节段运运输必须须绑扎

15、牢牢靠。到到达施工工现场要要严格检检查和验验收。3、钢箱拱拱节段安安装对位位时，节节段自由由端任一一控制点点的三维维值不得得偏差 6mmm，且单单侧钢箱箱拱节段段两对应应控制点点的偏差差应基本本一致。4、制定合合理的焊焊接顺序序和焊接接工艺，严格按照建筑钢结构焊接技术规程施焊，按规定对焊缝进行探伤并做好记录。5、实施CCO2气体保保护焊进进行钢箱箱拱节段段环缝焊焊接时，要要搭设临临时防风风棚，以保证证焊缝质质量。6、施工测测量应注意日日照和气气温的影影响，确确保正确确采集测测量数据据。九、安全措措施1、所有施施工人员员必须经经专业培培训合格格后方能能上岗，特特殊工种种必须1000%持持证上岗岗

16、，并通过过经常性性的安全全生产教教育提高高施工人人员的安安全生产产意识。2、现场施施工严格格执行各各项安全全规章制制度，配配备专职职安全员员，定期期和不定定期进行行安全生生产检查查，及时时发现和和排除隐隐患。3、施工机机械的设设置和使使用必须须严格遵遵守建建筑机械械使用安安全技术术规程的的有关规规定，并并按各种种机械的的使用要要求和有有关规定定进行保保养及维维修。所所有机电电设备实实行专人人负责操操作，并并持证上上岗，非非专业人人员不得得动用电电器设备备。4、现场用用电采用用“三相五五线”制，严严格执行行一机一一闸一漏电保保护器，所所有配电电箱均采采用标准准配电箱箱，箱须须加锁，专专人负责责。

17、5、汽车吊吊严格按按要求站站位，支支腿牢靠靠。吊装装前对吊吊具、锁锁具、索索具、风风绳认真真检查确确认满足足规定要要求后方方可作业业。吊装装过程中中统一指指挥信号号，参加加施工的的全部人人员必须须熟悉信信号，以以便施工工过程协协调顺利利。6、施工人人员进入入现场，必必须做好好个人保保护措施施，佩带带安全帽帽。高空空作业人人员作业业时必须须脚穿防防滑鞋、系系好安全全带。7、立体交交叉作业业时，设设置防护护隔离层层。架子子和模板板拆除时时要设置置警戒线线，派专专人看守守。十、环保措措施设置操作平平台时必必须保证证平台底底板无间间隙，四四周设置置5cmm高的围围护板，在现场焊接施工后立即由专人清扫焊

18、渣，避免落入水体，回收至焊渣回收箱集中处理。焊头由施焊者本人负责回收，在领取焊条时交材料保管员集中处理。十一、技术术经济分分析采用本工法法进行钢钢箱拱节节段制作作和安装装，能有有效保证证施工质质量，缩缩短施工工工期，节节约辅助助设施的的投资，简简化安装装调整工工序，有有效地防防止了焊焊接变形形，可将将焊接应应力控制制在允许许范围内内。1、钢箱拱拱节段采采用无余余量精确确制作，大大大减少少了现场场安装的的切割与与焊接施施工量，既缩短了安装工期，又提高了施工质量，同时也减少了切割与焊接施工产生的废气、废渣。2、采用精精密测量量、控制制节段自自由端各各控制点点的三维维坐标值值，吊装装一段即即焊接一一段，安安装调整整简便易行，焊接施工工安全可可靠。3、现场安安装可在在四个工工位同时时施工，进进度快，不不窝工。大大大缩短短了施工工工期。4、对临时时支撑柱柱的要求求低，可可大量节节约成本本，经济济效益显显著。十二、工程程实例武汉公司承承建的西西安浐灞生态态区1号桥工工程为变变截面八八角钢箱箱拱简支支钢箱梁梁拱桥，上、下下游钢箱箱拱节段段拱脚拱拱轴线处处的横向向间距225米，顶部钢钢箱拱节节段拱轴轴线处的的横向间间距41米，单侧钢钢箱拱脚脚轴线的的间距880米。矢高高22米。钢箱