澳门路氹连贯公路圆形地行人天桥的施工技术

 姜  昊  吴凯光

 （珠海东方重工有限公司，广东珠海519175）

摘要：钢箱梁结构桥梁具有钢板厚度较大，加劲肋密集，装配精度要求严，焊接质量等级要求高等特点。结合澳门特区的路氹连贯公路圆形地行人天桥的施工实践，从该行人天桥施工的重难点、钢箱梁制作及分段的工艺流程、钢箱梁的装运拼装、钢箱梁的吊装以及临时支墩的计算等方面进行分析总结。

关键词：钢桥；钢箱梁；吊装；施工技术 DOI:10. 13206/j.gjg201604021

1  工程概况

 澳门路氹连贯公路圆形地行人天桥的主体结构为钢结构环形钢箱梁，桥段全长为391 m，半径为62 m，桥面宽6 m，桥面设有顶棚，环形外侧设有5处上落点，各配有楼梯、自动扶梯和升降梯（图1）。钢箱梁的顶板、底板与腹板采用Q345厚度为30 mm的钢材；纵向加劲肋采用Q345的钢材，纵向加劲肋的截面为L 150×20。钢箱梁整体用钢近3 000 t，由14根混凝土桥墩支承。受现场环境制约，14大段的预制件又分成7~9个段长3～4.5 m的构件，以便在现场进行拼接。本文从该桥施工的角度出发，分析施工过程中的主要技术难点，并进行总结，为同类型的桥梁施工提供一些技术参考。

2  施工的难点、重点

 本工程钢结构施工特点及难点主要是：

 1)本工程钢箱梁桥身跨度大和钢构件单件质量大，天桥位于澳门路氹繁忙路段，因此较大质量的钢箱梁桥面吊装显得尤为困难；

 2)在钢结构的施工过程中与土建方面存在交叉，如何充分利用较窄的工作面，保证工程如期竣工；

 3)大跨度钢结构安装过程中对水平度、对接位置、标高等精度要求高，钢结构的安装精度控制是保证整个工程主体质量的一个重要环节；

 4)在钢构件现场安装焊接时，应严格控制钢构件的焊缝质量，钢构件现场焊接应严格按焊接工艺评定进行，同时，还需要对风、雨、冬季低温等环境影响采取有效的应对措施；

 5)钢结构焊接变形一方面影响构件的受力性能，另一方面影响构件美观。在钢结构现场安装过程中，应通过成熟的焊接工艺、合理的焊接顺序等措施来减少构件变形； 

6)施工场地位于澳门繁华路段，且属于高空作业，在施工组织和管理过程中应采取可靠的安全措施，确保整个工程安全施工。

3技术措施

3.1  钢箱梁分段设计

 由于钢箱梁结构整体重量重、体积庞大，整体制作无法进行运输和吊装，要确保整个工程的安装，须对钢箱梁进行分段，确定钢箱梁在工厂制作的长度，以满足运输和现场吊装的要求（图2）。

 影响钢箱梁节段划分的因素：

 1)运输能力。控制节段长度，运输路线；吊车现场起重能力及起重方案；合理的装配工艺和焊接工艺。

 2)钢箱梁预制段在出厂前，应按设计图纸进行预拼装，经检验合格，各项指标以及抽检焊缝质量达到设计要求后方可出厂。

 3)架设临时支墩。不得妨碍地面交通，满足安全生产和文明施工的要求。

 本工程主体为环形结构，根据伸缩缝位置，总体分为7大段；为确保现场安装及焊接精度，工厂计划将每大段进行整体1:1放样制作；每单节长度为3～4.5 m，重为130~190  k N。如图3、图4所示。

3.2  钢箱梁构件的运输

 构件制作符合大板车运输装载条件，构件在厂内使用吊车和铲车进行搬运和装车，在施工安装现场使用吊车进行所有构件卸车、装运（图5）。

 按规定的地点进行堆放，在搬运过程中不要混淆各构件的编号、规格，应做到搬运装卸合理，及时准确地搬运。具体应满足下列要求：

 1)按安装使用的先后次序进行适当堆放；按构件的形状和大小进行合理堆放，用垫木等垫实，确保堆放安全，构件不变形。

 2)零部件、构件尽可能在室内堆放，在室外堆放的构件应做好防雨措施，对于构件的连接摩擦面应重点保护；现场堆放必须整齐、有序、标识明确、记录完整。

3.3钢箱梁构件的焊接拼装

 施焊前，焊工应检查焊接部位的组装次序和表面清理的质量，合格后方能施焊。坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20 mm时，不应用堆焊方法增加构件长度。在测量钢箱梁对接中心线时，对于超出中心线允许偏差范围的，采用调节环缝间隙和微调梁段端口方法进行处理，修正消除其中心线超差部分。由于梁段工地拼接与梁段工厂制作匹配预拼装时受力不一样，容易使拼接接头产生错边现象，出现错边量超过允许偏差，必须进行矫正和调整。

 焊接时作业区的风速达到或超过8m/s时，应设防风棚或采取其他防风措施；焊接作业区的相对湿度不得大于90%；当焊接表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取去湿除潮措施。

 焊接作业区环境温度低于0℃时，应将焊接区各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100 mm范围内的母材，加热到20 ℃以上后方可施焊，且在焊接过程中均不得低于此温度。

3.4  钢箱梁的吊装方案

 单体在现场拼接成合适的次分段后再进行吊装；吊装作业时间仅为夜间封路的6h时段，吊装时吊车立于拼装梁段与桥墩中点，距两边距离为9～12 m，选择两台汽车吊直接将次分段吊至桥墩上方进行安装，因此吊装作业难度较大。图6为钢箱梁大段分段示意；图7、图8为②一④轴钢箱梁吊装阶段横向位移计算结果，理论计算结果与现场实际测量结果基本吻合。

3.5  临时支墩计算

 在分段吊装的钢箱梁接触底部时需设置临时支墩。临时支墩的基础为混凝土方体，上部为4根圆管柱及杆件组成的桁架系统。对于整体吊装的梁段，采用钢圆筒式的临时墩作为防倾覆支撑。

 在每个临时支墩上面布置两个竖向千斤顶，本方案中，最大的箱梁分段重量为550 k N，每个千斤顶需承受的重量应为137.5 k N，为安全起见采用1 000 k N千斤顶。千斤顶的布置如图9所示。

 根据以上对7个钢箱梁进行独立分析，可以得出临时支架J受力最大的设计值为1 021. 14 k N，计算临时支架时取该值，在转化为标准值后，分两点作用在临时支架上。临时支架的主杆选用钢管ɸ325×10，腹杆选用钢管ɸ89×3.5，经计算结果满足要求。

4  结束语

 本文结合澳门特区的路氹连贯公路圆形地行人天桥施工实践，从该行人天桥的施工的重难点、钢箱梁制作及分段的工艺流程、钢箱梁的装运拼装，钢箱梁的吊装以及临时支墩的计算等方面进行了分析总结。

 澳门特区的路氹连贯公路圆形地行人天桥目前已开通，该桥钢箱梁采用的制作工艺和拼接控制要领、运输和架设施工等工程经验，可为同类型桥梁的施工提供有益的借鉴。