钢箱梁专项施工方案与技术措施

钢箱梁专项施工方案与技术措施一、工程概况××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。二、钢箱梁加工⑴两拼胎架顶（底）板单元和下斜腹板单元首先在两拼胎架上按二拼一施工图完成板单元接宽。两拼组装时，应根据板单元纵、横基线按线组对。组装前应检查两拼胎架的平面度和支撑刚度。为减少焊接变形和火焰修整量，两拼胎架焊缝处向上预留焊接反变形量30mm。反变形预拱制作应在焊接前完成，不得在CO2气体保护焊打底完成后起顶反变形。组装前应复核板单元上的横、纵基线。对于横向定位，两板单元间纵基定位偏差+（2.±05.）5mm；对于纵向定位，对齐横基线和坡口端，检查横接板的位置偏差≤2mm,板单元横、纵向定位后用马板临时定位，检验合格后方可施焊。⑵整体组装胎架整体胎架基础要求夯实，支墩最大沉降不得超过2mm。整个胎架承重钢梁应具有足够的刚度，局部变位不得大于2mm。为避免横隔板焊接及其重量的影响，以及防止焊接变形，整体胎架在横隔板及梁段箱口处要求有横梁支撑，其最大偏离不得大于20mm。整体组装胎架纵向长度及横梁位置按照节段间拼装工艺要求，预留加长间隙确定如下：①、两个相邻节段（编号为2n-、12n（n=1,2„23））拼装成一个梁段（即吊装段）节段间的预留间隙为6mm；②、梁段（即吊装段）间的预留间隙为50mm。③、钢箱梁节段组装分6轮5个批次，分别在拼装场的南胎架和北胎架上进行。⑶整体组装控制钢箱梁节段板单元的组装精度，减小温差影响，桥梁中心线处底（顶）板单元的定位组装宜在日出前（5:00～7:30）或阴天进行。钢箱梁的定位基准温度为20℃，板单元的横向定位尺寸均要根据这个温度进行调整，补偿的数值以当时环境计算的数据为准。梁组装定位所用测量器具必须经具有相应等级的计量单位检测合格后方可使用。测量过程中，应按计量单位给定的修正值进行修正。长度大于3m的尺寸测量，根据盘尺的要求用弹簧秤加力5kg（50N）或10kg（100N）进行。用来组装定位的盘尺必须专用盘尺具有同等测量精度的盘尺。测量、定位时用的盘尺应与测量对象在相同环境中存放。节段组装按节段整体施工图进行。钢箱梁节段定位用水平仪和经纬仪精确控制。水平仪监测底板的横向和纵向线形标高，经纬仪控制板单元纵向直线度和横向垂直度，整体测量严格按照《XX公路大桥钢箱梁制造整体测量工艺规程》执行。所有板单元组装定位不得与胎架焊接在一起。2）箱梁整体制造纵向拼装的基本原则如下：首先组装0＃段，以0＃节段为基准，纵向按照底板→隔板→顶板→吊耳板的组装顺序，向两侧依次分步组装；其他轮次则以靠近匹配梁段的节段为基准梁段，按照上述的步骤分步组装。3）板单元的组装摆放原则按照下面规定执行：①顶（底）板、检修道板、上（下）斜腹板单元：单号节段（编号为2n，-（1n=1,2„23））坡口端背向跨中方向摆放；双号节段（编号为2n，（n=1,2„23））坡口端朝向跨中方向摆放。②横隔板单元：两侧隔板的加劲肋均朝向跨中方向；1＃、标准和端梁段隔板的加劲肋均朝向跨中方向。4）底板、下斜腹板定位首先定位桥梁中心线处的两拼底板单元，纵基线与标志塔上桥梁中心线的允许偏差为0.5mm。定位前，从板单元的横基线向配切端（无坡口端）返组装检查线，作为板单元纵向定位时经纬仪的测量检查线，并做好标记，以作为顶板定位时端口垂直度的检查线。具体的返线距离为：7950mm。完成定位后依次向两边对称组焊其它的底板和下斜腹板两拼单元。两拼板单元间纵向拼接缝组装定位的预留焊接收缩量为（2.±05.）5mm。组装过程中坡口端允许错边量为≤1mm，横隔板接板的允许错位为≤2mm。下斜腹板马板定位检验合格后，首先进行梁段内下斜腹板间的横向焊缝，无损检验合格后组焊嵌补件。节段的底板单元焊接完成后施焊梁段环缝，无损检测合格后组焊嵌补件，最后焊接下斜腹板与底板间的纵向焊缝，该焊缝必须尊许由中间向两边对称施焊的原则。然后从节段的横基线向配切端返拼接口配切线，横向用经纬仪监测，确保直线度。返线尺寸为：8XX3mm，同时复核两线间距离为32207±2mm。待梁段所有焊接、修整完成后按第14）条同时进行配切。嵌补件的焊接要遵循一头死马一头活马约束的原则，先焊接死马一端的对接焊缝，然后焊接平角焊缝，最后焊接活马一端的对接焊缝。节段间纵向定位底板、下斜腹板横基线间距：序号节段组合节段定位间距允许偏差备注10＋1173062（2n）-＋12n161XX±1n=1,2,3„2232n＋（2n+1）16156n=1,2,3„22445+46125415）横隔板的组装：横隔板的组装从基准梁段开始，按照先中间后两边，由近及远的顺序。横隔板组装前，以底板接板上边缘为基准在接板上划线组装横隔板落位马，根据给定的基线标高和竖基线组装中横隔板。边侧横隔板的定位以横隔板立对接的焊接间隙和与底板上横隔板的搭接尺寸为基准，同时兼顾中隔板和边侧隔板2％的横向坡度。横隔板的安装重点控制横隔板的板面平面度、横隔板间距及与箱梁底板的垂直度。中间隔板组装定位后焊接隔板与底板隔板搭接板的角焊缝；边隔板组焊时，首先进行横隔板的立位对接焊缝，然后焊接横隔板与底板搭接板的焊缝，但不得焊接横隔板与下斜腹板搭接板、隔板连接板的搭接焊缝，此部分仅能用活马组装定位，焊缝在所有两拼顶板单元组焊完成之后，边顶板组焊前完成，以减小节段内部的残余内应力。立对接焊缝完成焊接后进行立对接缝处的修整，保证立对接处的板面平面度符合验收规范的要求。横隔板立对接焊缝完成无损检测后，组焊中间横隔板和边隔板间的水平肋嵌补件。端梁段设有与大位移支座连接的支座加劲构造。为了便于安装和焊接，首先安装支座中心的横隔板，然后向外依次组装支座加劲构造（以孔为定位基准）和其它的横隔板。6）顶板、上斜腹板单元定位根据节段的横基线向配切端返测量检查线，横向以标志塔为基准，纵向用吊铅垂的方法定位桥梁中心线处的两拼顶板单元。以顶底板所返的检查线为测量点，按提供的横隔板倾斜尺寸调整顶底板端口的垂直度。完成中心顶板两拼定位后，横向用盘尺测量定位，纵向用经纬仪定位，依次向两边组焊其它的顶板两拼单元和上斜腹板，坡口边允许错边量≤1。板单元的横向拼接缝组装定位的预留焊接收缩量为（2.±05.）5mm。当除边顶板单元和上斜腹板单元外所有板单元的纵向焊缝完成焊接后，可以进行顶板单元的横向焊缝（环焊缝）的焊接，探伤合格后，进行顶板U肋嵌补件的焊接。完成此部分全部横向焊缝和嵌补件的焊接后，开始组焊边顶板单元和上斜腹板单元。边顶板单元和上斜腹板单元要首先完成纵横向板单元的定位。纵向用少数的马板完成定位，但要能够实现3～4微量移动，首先进行横缝的焊接，探伤合格后组焊嵌补件，并完成与风嘴角单元连接板的角焊缝、与下斜腹板、边顶板的纵向焊缝（按照施工图的标识，锚箱范围内的纵向焊缝不焊）。节段间纵向定位顶板、上腹板横基线间距：序号节段组合节段定位间距允许偏差备注10＋117307.52（2n-）1＋2n16106.5±1n=1,2,3„2232n＋（2n+1）16157.5n=1,2,3„22445+4612542.5组装检修道单元：检修道定位时主要控制检修道的横向1.％5向内滚水坡以及检修道单元的半宽尺寸。用经纬仪放线组装检查车轨道，保证轨道的直线度和轨道中心的半宽尺寸。板单元定位检验合格后，先焊接梁段内检修道间横向焊缝环缝，无损检测合格后组焊嵌补件，完成检修道与上斜腹板的纵向焊缝及与托架的对接焊缝。7）完成梁段的整体焊接后，组装桥面系构件（泄水槽、防撞栏杆立柱底座等）。8）钢箱梁锚箱与钢箱梁总体组焊钢箱梁锚箱与钢箱梁总体组焊应按照钢箱梁分步组装的步骤，待完成梁段其它板单元的所有组焊工作后，按照施工图中锚箱的定位尺寸和开天窗的板块尺寸划线切割上斜腹板。用水平仪测量吊耳板的高程（测量样冲眼处），配切吊耳板12）总拼胎架工作完成后，在指定部位标明“梁段号及跨中方向”，完成总体检测后梁段下胎进行梁段及端口的修整，组装其它部分附属工程零部件，完成梁段的涂装。三、钢箱梁运输钢箱梁在厂家加工完毕后，厂家负责河床上运输到场，在现场组拼。四、钢箱梁顶推安装特点和难点（1）该工程梁体宽49m，单榀梁段最大重量233，.采5t用定型龙门吊或大型浮吊（至少千吨以上，且无法进来）成本过高，需临时设计2台150t以上龙门吊进行钢箱梁吊装。（2）该工程为单缆面自锚式悬索桥，仅在主梁中间5m范围内有腹板，顶推滑道间距小，梁体宽，顶推过程中倾覆稳定性控制很重要，必须采取可靠的防倾覆措施和纠偏限位措施。（3）主梁成桥线形是带有一定弧度的竖曲线，需带竖曲线顶推，对拼装平台及临时墩结构及顶推过程中线形的控制要求高。为保证顶推施工的顺利进行，应控制好平台上的拼装线形，尽量减少由于线形误差产生的次内力。（4）顶推设备的选择很关键，直接关系到顶推质量和顶推进度。（5）顶推临时结构特别是临时墩位于主航道上，需采取可靠的防撞措施。（6）锚固端受起重设备限制，必须现场散拼，现场拼装定位控制精度要求高、难度大。（7）顶推过程中施工控制至关重要，需监控单位密切配合，采取可靠的监控措施。五、钢箱梁顶推安装施工流程钢箱梁顶推安装前的施工准备包括：临时墩施工；横移顶推拼装平台施工；横、纵移滑道筹备；墩顶滑道筹备；拖拉系统筹备；钢箱梁制造、运输；钢导梁制造；栈桥施工及龙门吊安装调试。钢箱梁顶推安装施工流程如下：（1）导梁在工厂加工制作验收合格用船运至现场，准备起吊安装。（2）导梁通过150t龙门吊起吊至横移平台上，横移导梁至桥位轴线。（3）起吊、横移、纵移，拼接导梁。（4）将拼装完成的导梁牵引至顶推平台前端，调整轴线位置；同时第一榀钢箱梁梁段加工完成运至现场，准备起吊安装。（5）采用2台150t龙门吊起吊第一榀钢箱梁至横移平台上。（6）横移第一榀钢箱梁至桥位处，同时第二榀钢箱梁运至现场准备起吊。（7）第一榀钢箱梁纵移至顶推平台前端与导梁连接，同时第二榀钢箱梁吊至横移平台准备横移。（8）第2～5榀钢箱梁起吊、横移、纵移到位，按照顶推线形进行调整，调整到位后对梁段间接缝按要求进行焊接、检测。（9）第1～5榀钢箱梁梁段焊接、检测完毕后，开始向南岸方向顶推，顶推过程中注意临时结构和钢箱梁结构线形的监控和控制调整。（10）重复以上过程，起吊、横移、纵移、线形调整、焊接、检测和顶推，同时南岸侧锚固端梁段开始进行胎架搭设和拼装焊接。（11）钢箱梁顶推至南岸侧拼装平台，随着顶推的进行，逐步分节拆除导梁，准备南岸侧梁段合龙。（12）南岸侧梁段顶推到位，与南岸侧锚固端梁段合龙，合龙时根据当时的温度加强监测和控制。（13）北岸所有梁段（除锚固端）横移、纵移、调整、焊接到位，拆除龙门吊、栈桥及横移平台，恢复北岸锚固端拼装平台，准备北岸侧锚固端拼装。（14）北岸侧锚固端拼装，全部梁段合龙。六、钢箱梁顶推质量控制1、顶推施工注意事项（1）顶推系统使用前应认真调整好行程开关的位置，系统电源质量应予保证。（2）必须保证油液洁净，经常过滤油液，保证过滤精度不低于20m，并定期更换。（3）每次顶推，必须对顶推的梁段中线和各滑道顶的标高进行测量，并控制在允许范围以内，下滑道面应顺滑流畅。（4）滑板面应保持清洁，顶推中涂润滑油脂时滑板面必须朝下。（5）顶推过程中若发现顶推力骤升，应及时停止并检查原因，特别是检查滑板。（6）每节段开始顶推时，先推进5cm，立即停止、回油，再推进5cm，再停止、回油，反复两三次，以松动各滑动面并检查各部分设施，然后正式顶推。（7）顶推时，应派专人检查导梁及箱梁，发现导梁构件变形、螺丝松动、导梁与钢箱梁联结处变形或箱梁局部变形时，应立即停止顶推，进行分析处理。2、顶推过程中控制重点（1）顶推力确定。根据工况的支点反力计算摩擦力并与油压表相验证，每个工况的支点反力由监测单位提供。总顶推力一每次顶推钢箱梁与各个滑座摩擦力总和+钢箱梁的顺桥向重力分力之和+钢绞线与钢箱梁的夹角水平分力。顶推施工的理论计算和实际顶推力的比较。可以看出：理论计算与实际的误差基本为1O。其原因：在刚启动时会比正常顶推时的顶推力稍大；与顶推钢箱梁的实际前进速度有关，当前进速度取大值时，实际顶推力相应地减小30t左右；同时也与各个支撑点与钢箱梁的相对位置有关，当钢箱梁张拉牵引点在钢箱梁的重心上方时，前进阻力偏小，比如第二次、第三次顶推施工钢箱梁在向上位前进，牵引点均在钢箱梁的前端时实际计算复核摩阻系数只有0.07左右，反之牵引力值较接近。所以钢箱梁的每次指导顶推力与实际最大顶推力之间存在差异，需要根据实际情况考虑。（2）测量观测。主要是测量观测梁体的轴线偏移和墩顶的水平、竖向位移，在顶推过程需用千斤顶及时调整。墩顶位移观测非常重要，将设计允许偏位作为最大偏位值，换算坐标，从施力开始到梁体开始移动连续观测，一旦位移超过设计计算允许值则立即停止施力，重新调整各千斤顶拉力。实际顶推施工过程中，由于各个牵引点（千斤顶）的同步性以及牵引力大小存在差异，钢箱梁顶推前进进程中会出现钢箱梁总体轴线倾斜和偏位情况。实践证明，边钢箱梁顶推施工边用4个10t手拉葫芦进行同步纠偏作业的效果很好，基本能够将钢箱梁的总体线形控制在偏位要求之内。当手拉葫芦不能起到保证线形运动趋势时，必须停机查明原因或改用水平液压千斤顶进行纠偏作业。实际顶推控制中顶推平台的预先限位控制很重要，必须保证每个限位器的位置精确、线形流畅，并且优先采用辊轴式限位器，这样在手拉葫芦的配合下就可以顺利保证钢箱梁顶推施工的总体线形。（3）施加顶推力。顶推力的大小是根据摩阻的大小自行调节的，并通过油表来反映。施工前需对千斤顶和油表进行标定。每工况下施加顶推力时，先将各个墩上的千斤顶逐步加力至计算顶力，如梁体仍不能向前移动，则可将顶推平台或主墩上的顶力加大至该墩允许的最大顶推力（箱梁在该墩的摩阻力加该墩允许的最大水平力，该工程采用100t穿心式千斤顶，最大顶力100t），此时应按上述第2条的要求进行墩顶位移观测。如施加到最大顶推力时梁体仍未能移动，则应进行检查，研究调整顶推力后方可进行继续顶推。（4）滑板的更换。顶推过程中必须使用表面光洁、无破损的滑板，顶推时各支点应有专人检查、更换滑板，保证每个支座顶处滑板不断档，确保连续填塞。在滑板不能及时喂进去时要及时停机，采取加塞或加砂防滑的方法处理后再开机，以保证滑板的连续性，为连续顶推创造必要条件。（5）顶推到最后梁段时要特别注意梁段是否到达设计位置，须在温度稳定的夜间顶推到最终位置，并根据温度仔细计算测定梁长。梁长的控制精度与温度的影响有很大关系，以设计单位提供的设计温度2O℃为基准温度，实测现场合龙时的气温来计算合龙钢箱梁的实际合龙长度及合龙钢箱梁的两端切割长度，以便在计算温度时进行合龙焊接。（6）最后一次顶推时应采用小行程点动，以便纠偏及纵移到位，同时兼顾下道落梁工序的开展最后顶推合龙控制时，及时根据测量监控所得的轴线偏位数据进行预偏和纠偏处理，边合龙边限位纠偏，使合龙后钢箱梁轴线符合设计要求。（7）落梁施工。原落梁工艺为4台500t液压千斤顶同时起顶一个墩（或临时墩）或顶推平台的钢箱梁进行落梁施工，经过工艺改进后，直接在顶推过程中用薄滑板替换厚滑板，在顶推合龙施工最后阶段就完成了大部分钢箱梁的落梁工作。落梁时注意以下细节：1）对钢箱梁的整体线形、标高进行复测，反算钢箱梁底标高与设计标高差值，确定落梁高度值；2）最后顶推合龙前，针对每个滑座处的落梁高度值进行滑座高度调整，将顶推平台滑座顶标高调整到设计高程，同时将合龙段拼装平台滑座高度也调整到设计高程；3）在顶推钢箱梁龙的同时，将水上墩厚滑板替换成薄滑板，完成直接落梁；4）对未完成落梁位置，直接采用4台500t千斤顶顶起钢垫梁，撤换下部橡胶垫板，再落梁。用薄滑板替换厚滑板以及顶推平台部分预先调整到设计标高，直接实现了大部分钢箱梁的落梁工作，大大简化了后续千斤顶落梁施工的工程量和难度，缩短了施工工期，降低了施工成本。七、顶推工期控制因素与措施（1）确定后方顶推焊接平台的长度，以确定每个焊接、顶推回合拼装钢箱梁的榀数。该工程顶推平台为48m，一次拼装顶推4榀。（2）实际顶推施工钢箱梁的焊接和检测工序完成所需时间。该工