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钢箱梁跨铁路施工

Steel Box Girder Construction across the Railway

■ 郭少波 ■ Guo Shaobo

[摘 要] 本文以衡阳市衡酃路(衡州大道)工程(第二标段)道路工程为例，对钢箱梁跨铁路施工工程出现的难点进行分析并提出相应地解决措施，以期给同类工程提供借鉴。

[关键词] 钢箱梁 焊接 安装运输

[Abstract] This paper taking Heng Ling Road, Hengyang City (Hampshire Avenue) engineering (second section) road works as an example, analyzes the difficults appeared in steel box gir- der construction across the railway and proposes solutions, pr- ovides a reference for similar projects.

[Keywords] steel box girder, welding, installation and transpo- rtation

一、 工程概况

衡阳市衡酃路(衡州大道)工程(第二标段)道路西起红湘路，经火车西站家属区、跨过雁城路及铁路西站东货场接蒸湘南路，后延现状道路大庆路接终点蒸阳路。在K0+980处有跨越衡阳火车西站货场的连续钢箱梁跨线桥一座，跨线桥结构体系采用三跨一联连续梁体系，全长152 m，左右幅桥孔跨径均(43+65+43)=152 m。桥梁上部结构采用单箱多室钢箱梁，分幅布置，左右各一联，双向六车道。其中有三跨为钢砼叠合梁，钢结构实物量约2 400 t。跨衡阳火车西站货场部分钢箱梁共分4 段，每段长度为38 rn，宽度为4.88 rn，重为110 t，为当前衡阳市众多钢桥中单段最长、最重的钢箱梁桥梁。 二、 施工工艺流程

本工程钢箱梁制造、运输和安装主要施工内容分二个阶段，总体工艺流程为：第一阶段，原材料进厂复验→原材料抛涂预处理→下料→单件预制→钢箱梁组装、焊接；第二阶段，汽车运输到安装现场→架设（梁段桥位吊装测量）→焊接→桥面附属设施安装→最终验收。 三、 施工难点

1. 钢箱梁集合尺寸的控制要点和措施简述 （1）钢箱梁集合尺寸控制要点。钢箱梁的长宽高和平面度及相邻梁段端口相邻梁段纵向U 型肋要互相匹配。

（2）根据钢箱梁设计的上、下翼长度进行割切，实际的顶板及底板等一些下料的宽度要多出设计宽度3 mm，即使纵基线两侧分别放宽1.5 mm 左右。在钢箱梁的制作车间里面，对个单元板的宽度和U 型肋的间距要准确控制。在相同的焊接和约束条件下对横向收缩变形进行考虑，在开料时适当放大一点。底胎架是控制梁高的外胎，横隔板为内胎。内外胎型控制平整度以对称焊接的方式使翘曲变形防止，可以使平整度有效保持。匹配组装多段箱梁时，临时工艺隔板设置各梁段端口，完成后拆除，精确匹配每块底板、顶板中心线。严格按照设计设置拱度，

将误差控制在1 mm 以内。

2. 钢箱梁制作

（1）顶、底板制造工艺

先进行下料矫正，处理顶、底板下料、打坡口，顶板U 形肋下料后经过矫正、拉制成型（外协加工）。然后组装U 肋时，吊钢板时注意吊装平衡，以防产生永久变形。接着进行焊接，采用CO 2自动焊机施焊，焊后进行适当修整。

（2）横隔板制造工艺

先采用半自动切割下料并进行人孔围板压型；然后采用半自动切割主板周边及大孔；接着在平台上进行检验，严格控制平面度；在组焊竖肋及水平肋时划线组装，预留焊接收缩量；在板单元对接处，板边与胎架固定；在反变形胎架上进行焊接，用CO 2半自动焊机对称施焊，严格控制焊接变形，以减小修整量；在进行组焊围板用CO 2半自动焊机对称施焊，严格控制焊接变形，最后进行修整。

（3）腹板制造工艺

先采用半自动切割机下料，严格控制平面度和直线度；然后刨焊接坡口，在进行T 形肋组焊修时采用CO 2半自动焊，焊后修整严格控制直线度；而在T 形肋与主板组焊修在胎架上用CO 2半自动焊机施焊，以减小焊接变形和修整量；接着组焊人孔围板和竖肋在胎架上用CO 2半自动焊机按工艺规定顺序施焊，严格控制焊接变形，焊后在平台上修整检验。

（4）涂装工艺

先采用喷丸（砂）除锈，将表面油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物消除干净，保证电弧喷涂涂层的质量和涂层与被喷涂基体之间的结合强度；然后采用刷涂，最小膜厚需达到规定厚度的90%以上，接着在进行面漆时采用高压无气喷涂，应光洁美观、色彩均匀，最后整体涂装后修补检验。

3. 梁段制作

为减少占用总拼装胎架时间，缩短总装周期，在顶（底）板参与梁段组装前，先在专用胎架上将二（或三）块顶（底）板拼焊成一个吊装板块。组装时，使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻U 形肋的中心距。为减少焊接变形和火焰修整量，保证板块平面度，在焊接前预置反变形。

首先进行组焊底板：先将中间一块底板单元置于胎架上，使其横、纵基线在无日照影响的条件下与胎架上的基线精确对正，将其固定；然后依次对称组焊两侧底板板块；以底板的横、纵基线为基准，先组装横隔板的中间块，并焊接其与底板的焊缝；然后依次交替组装横隔板的边块和纵隔板；用火焰修整，严格控制平面度；用水准仪控制外腹板的角度；接着组装中间两顶板板块，施焊纵向对接焊缝。组装顶板时应注意控制顶板的标高，并用水准仪监控箱体高度；最后组焊附属及打磨和修补。

4. 运输及安装钢箱梁

钢结构加工厂现场对钢箱梁分解，然后按设计

要求采用大型平板车分段运输。一般要对钢箱梁大型构件进行分段吊装。

（1）按设计进行分段。

（2）对孔进行配套钻好，再在分段处解体分开。 （3）将钢箱梁的分段处的马板进行切割及磨平，将保护膜贴在坡口处。

（4）钢箱梁安装总体流程为：

测量桥墩安装主轴线→钢主梁运到桥位→安装橡胶支座→吊装主梁→钢主梁定位。 四、 焊接合格率是钢箱梁质量控制的重点

根据以前的工程经验，焊接质量影响钢箱梁发生的问题。如果出现焊缝问题，会对整个工程的质量产生直接影响。所以要对焊缝质量进行控制，提高焊缝合格率。

一般采用埋弧焊和CO2气体保护焊接钢箱梁钢板。工作范围狭窄可采用手工焊；以向下横焊和立焊的焊接方法，使焊接的质量得到保证。特殊区域特殊情况也可采用仰焊。

钢结构焊接施工会出现焊缝不饱满、焊缝超高、焊瘤、表面气孔和夹渣等问题。对于这些问题要从四方面进行把握。第一，要求焊接工人要技术过关；第二，焊接机械要求合格完好，因为焊接机械的优劣对焊接质量产生直接影响；第三，焊接施工工艺是关键，控制好这个环节可以使整个钢箱梁的质量得以控制；第四，要控制好施工环境。下面着重对施工工艺进行介绍。 五、 焊接流程

1. 对接焊缝焊工艺

（1）全熔透双面焊可以采用X 型坡口焊(平焊和立焊)。如果比18 mm 大的板厚，要对照图1-A 进行单面焊，然后在其背面碳刨清根进行再焊；如果板厚不大于18 mm 时，坡口如图1-B，进行单面焊，然后在背部清根再焊。

（2）如图1-C 采用背部衬垫板的V 型坡口焊进行全熔透单面焊。

（3）为使钢板的弯曲变形得到有效防止或减少，可以在装配过程中将先焊面适当凸高一些，或

者将焊加固板装设在焊缝两侧板上再进行施焊。

图1 V 型坡口示意图

（4）接焊。对接焊缝腹板与底板及顶板要错开250至300 mm，坡口要按照（1）、（2）要求，其错开尺寸如图2

所示。

图2 对接示意图

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（5）所有拼接焊缝要注意焊缝余高不得超过 2 mm。

2. 角接组合焊缝的焊接工艺

（1）全熔透双面焊采用K 型坡口焊平焊、立焊和仰焊，根据不同的板厚，对坡口形式进行选择。首先进行单面焊，然后在背部清根后再焊，如图3

所示。

图3 K 型坡口示意图

（2）采用背部衬垫板的V 型坡口焊进行全熔透单面焊（平焊、立焊和仰焊）如图4-A 所示。

（3）采用K 型坡口焊进行部分熔透的焊缝（平焊、立焊和仰焊），图4-B 为坡口形式，可使熔焊

深度得到保证。

图4 角焊坡口示意图

（4）要采用分段对称焊的焊接方法进行焊接，

防止变形。

3. 在进行焊缝对接接头、T 形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝的两端设置焊件与材质与坡口形式相同的引弧和引出板。

埋弧焊的引弧和引出的焊缝长度要大于80 mm，而手工电弧焊及气体保护焊应大于50 mm。焊接完后要对引弧和引出板采用气割切除并修磨平整。

角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10 mm；角焊缝的端部不设置连续焊缝，最好能够填满弧坑，还要对焊材和木材的搭配注意。

4. 焊接完毕检查

焊工对焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物进行清理，气割切除引弧和引出板并且进行修磨平整，不得用锤击落。对焊缝外观质量检查，使每条焊缝及

与母材过渡圆滑。 五、 结语

本文是对钢箱梁施工主要问题的一些体会，当然在施工中也会有其它问题出现，所以要根据施工现场出现的情况制定相应的措施。对钢箱梁施工过程中的问题认真解决，促进社会效益和经济发展。 参考文献

[1]梁中书.跨铁路线钢箱梁架设施工方案—— 广州笔村立交桥改造工程[J].城市建设理论研究,2011(19).

（作者单位：广东省建筑工程机械施工有限公司，广州 510500）

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筛分出的杂质含有粒径小于50 mm 的混凝土块，若有需要仍可进行进一步的回收利用。

节段型大尺度废弃混凝土的取得，业界已经设计了一种处理方法，施工简便。 五、 再生钢筋混凝土混合构件的施工

再生混合构件包括再生混合钢筋混凝土构件及再生混合钢管混凝土构件，可利用的大尺度废弃混凝土又分为节段型和块体型。节段型废弃混凝土可用于再生混合钢筋混凝土梁、柱及再生钢管混凝柱中，混凝土楼板由于本身的施工工艺及受力特性，不适于利用废弃混凝土节段。块体型废弃混凝土适用面更广，可用于钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙及钢管混凝土构件中。

1. 节段型再生混合构件

对于节段型再生混合钢筋混凝土柱的施工，可参考钢管再生混合柱施工工艺。全现浇混凝土柱施工顺序为“柱钢筋—— 柱模板—— 梁板模板—— 柱混凝土—— 梁板钢筋—— 梁板混凝土”，废弃混凝土节段可在支好的板模平台上利用简易钢管吊架，在浇捣柱混凝土时吊入柱的钢筋笼中（如图2）。

1.支模板帮扎钢筋浇捣部分混凝土

图2 节段型再生混合钢筋混凝土柱施工工艺

废弃混凝土节段吊入钢筋笼中，与模板相隔，所以不必像再生钢管混合柱施工那样设置环箍，可简化施工。吊装废弃混凝土节段时，先按节段放置位置浇捣部分柱混凝土。吊装完成后，浇捣剩余部分柱混凝土，其它施工步骤与全现浇混凝土结构相同。

由于简易钢管吊架使用方便且易于取得，可同时用作支撑架，即废弃混凝土节段吊装至柱钢筋笼合适位置并保持悬吊状态，然后进行混凝土浇筑。待混凝土初凝后，再拆除钢架。这样可以控制混凝

土节段在混凝土柱中的位置，使节段能在柱中均匀分布。

节段型再生混合钢筋混凝土梁施工时，先将梁箍筋套入梁纵筋，分别推到梁两端。这时将节段型废弃混凝土放入梁钢筋笼内并垫上垫块，再将两端箍筋按间距向中间帮扎绑扎（如图3）。

1.安装梁模板，梁主筋两端套入箍筋

2.放入节段型废弃混凝土

3.绑扎箍筋，浇捣混凝土

图3 节段型再生混合钢筋混凝土梁施工工艺

2. 块体型再生混合构件

块体型废弃混凝土适用范围广，施工时如果能找到一种自动投料装置，将大大减少人工消耗，提高施工效率。为此，本文设计了一种块体型废弃混

凝土自动投料器。原理简图如图4

所示。

图4 废弃混凝土块体自动投料工艺简图

再生混合钢筋混凝土构件建议的块体废弃混凝土添加量为混凝土总量的1/5～1/3，可计算出再生

混合钢筋混凝土构件所要添加的块体量，分格装入储料格。当浇筑再生混合钢筋混凝土柱时，导料斗对准柱模板口。将对应储料格里的废弃混凝土放落到料斗里，开启传送带于现浇混凝土同步倒入柱模板中。此装置的核心是可控制速度的带隔板传送带，隔板可控制每次倒入模板中的废弃混凝土块体的量。控制速度使其在构件混凝土整个浇筑时间内将块体废弃混凝土投放完毕，还能使块体在构件中的均匀分布。浇筑梁时，导料机与梁模板垂直。待现浇混凝土充满模板近一半时，开启传送带，转动导料斗，使块体废弃混凝土均匀投入梁模板。然后将剩下部分的混凝土浇筑，并进行振捣。 六、 结语

（1）从大尺度废弃混凝土的强度关系到再生混合构件的混凝土混合强度，在旧建筑拆除前可用回弹法及钻芯法检测各部位的实际强度，按强度做好标记。拆除后按不同强度对废弃混凝土归类，便于取用及加工。

（2）旧建筑拆除依次分步先拆除装修、门窗、墙体并及时外运，最后拆除混凝土部分。避免多种杂质混杂在一起，使后续机械处理工作简化。节段型大尺度废弃混凝可使用带有液压钳的挖掘机，拆除旧建筑梁、柱后处理获得。

（3）提供了一种废弃混凝土块体的处理流程，简单且使用机械较少。设计了一种块体型大尺度废弃混凝土自动投料机模型，为块体型再生混合构件的机械化施工提供一些思路。

（4）简单介绍了节段型及块体型再生混合构件的施工方法。

（5）再生混合构件的施工方法及工艺在传统工法基础稍加改动便可实现，再生混合构件具有良好的工程施工适应性。 参考文献

[1]吴波,刘琼祥,刘伟.钢管再生混合构件初探[J].工程抗震与加固改造,2008(04).

（作者单位：仲恺农业工程学院，广州 510225）

钢箱梁跨铁路施工

作者：郭少波

作者单位：广东省建筑工程机械施工有限公司,广州 510500刊名：

城市建筑

英文刊名：Urbanism and Architecture

年，卷(期)：2013(6)

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