钢箱梁施工技术探讨

钢箱梁施工技术探讨

门文龙

中国水利水电第七工程局有限公司  四川省  610000

摘要：近年来，为了解决钢材产能过剩的问题，国家在政策上引导加大钢结构桥梁占比，除却之外，一些大跨度桥梁为了减轻恒载，不得不采用较轻的刚主梁结构。同时随着交通建设的大步伐的推进，汽车保有量的不断增加，越来越多的改扩建项目需要满足新环境下的荷载等级提高、桥面加宽、规划航道的通航新要求等因素的影响，在能利用既有的下部结构的基础上，刚结构桥梁替换既有混凝土旧梁的项目也是越来越多。基于此本文主要探讨钢箱梁的优缺点和施工方法。

1钢箱梁的优缺点

（1）适用范围：钢箱梁的体积较大，在场区加工制作完成后，在其运输和吊装的过程中仍会对现场的交通产生一定的影响，因此一般适用于不便于封闭交通的交通枢纽或者是立面造型比较复杂、主线与匝道发生层叠的位置处。

（2）材质方面：虽然钢材的整体耐火性以及耐腐蚀性能较差，但钢箱梁通体采用钢材承重，相比于其它材质而言大大减轻了结构的自重。

（3）经济方面：钢箱梁所需要的施工工艺较高，使用的数控机械较多，因此解放了大量劳动力的同时又大大减少了人工费用。

（4）施工工期：钢箱梁的加工和制作全部在场区完成，而不占用实际的施工时间，从而大大缩短了施工工期，但由于其在吊装过程中对现场交通会产生一定影响，所以又很难做到连续联的同时施工。

（5）安全质量：钢箱梁全部使用钢材，便于对其的质量控制，并且如若需要返工，难度相对较小，但其在运输和吊装的过程中需要大型器械，此时的安全协调工作量较大。

（6）后期维护：，钢箱梁相比其他桥梁比较方便，但是涂装的维护时间较短，经济成本以周期考虑较高。

图1 钢箱梁

2、钢箱梁桥施工方法

钢箱梁相对其他桥梁而言，在我国近些年来，是较大跨径的桥梁比较提倡的一种结构形式。由于外面成壳状，内部中空类似箱子故叫做钢箱梁。钢箱梁一般由顶板、横隔板、U形肋、底板、内外腹板以及水平加劲肋等通过全焊接的方式连接而成。其中顶板是由上表面的盖板和下方的纵向加劲肋组合而成性质为正交异性的桥面板。大跨度的钢材料桥梁的施工主要有以下几类：整体吊装法、悬臂拼装法、分段吊装法、顶推法以及高空滑移法这五种。

（1）整体吊装法

整体吊装法是指，钢箱梁在预制工厂中先进行小节段的预制，然后将小节段拼装为大阶段，之后大型的吊装设备将大阶段钢箱梁起吊，当就位到预设的位置之后立即将其固定。这种方法对环境的适应能力较强，会大大减少临时支架的数量，并且钢箱梁的制造全部在工厂内完成，大大缩短了施工工期；但其线形的控制难度较大，温度的影响也较大，对起重设备的要求较高，这种方法主要适用于跨径不大的连续梁桥或者是简支梁桥。本论文的背景工程，杭宁高速的新展桥以及龙溪港桥的跨中大节段钢箱梁合拢段施工时，采用的便是此方法的施工工艺。

（2）分段吊装法

分段吊装法是指，整体的钢箱梁桥按照一定块段比例分割成为若干个小节段，在工厂预制完成之后，按照施工顺序将分割好的小节段钢箱梁以此运输到施工现场进行吊装，精确平纵标高就位后，对其进行焊接，使之成为一个整体。分段吊装法的优点有：相比其他，起施工时的难易程度低，对施工技术层面上的的要求不是很高，但时其对施工的精度的要求较高，平纵方向的定位要准确。而且在现场施工方面来看，分割成为小节段后的吊装，由于自身自重相比整体减小，所以对起吊设备的要求不是很高，但是在定位阶段对支架的需求较多，对人力资源的需求量也较大，从安全和成本两方面来看，分段吊装法是比较耗费人力物力的一种方法。本文工程背景新展桥与龙溪港桥靠岸边跨的小节段钢箱梁采用的便是分段吊装的施工工艺。

（3）高空滑移法

高空滑移法是指，将小节段钢箱梁在预先已经安装好的滑移轨道上进行滑移，使之滑移到钢箱梁的设计位值，之后拼装焊接为一个整体的施工方法。这种方法施工速度快，而且不需要大型的起重设备，但这种方法的施工难度相对较大，容易出现各种技术上的难题，并且施工质量也较难得到保证。

（4）顶推法

顶推法是指，在桥梁的前端，对每一小节段进行逐断拼接，利用三向千斤顶将小节段梁体精准移位，依次类推至临时支座。顶推法相比其他几种方法来看，其主要的优势是在于其需要使用的仪器设备较简单，施工时并不会用到大型的起吊设备，对施工场地的状况要求较低，并且以此方法对桥梁结构施工时不影响桥下净空，桥下通航可以保持畅通状态。梁体在工厂内预制，一来，可以保证梁的质量；二来，可以提高效率减小施工工期。其采用千斤顶进行顶推的方方式，在提高了工程的安全性的同时，又可减小了部分人力资源的使用。本文背景工程新展桥与龙溪港桥的边跨小节段钢箱梁在就位过程中便是采用顶锥法的部分施工工艺。

（2）悬臂拼接法

悬臂拼接法是指，有待安装的小节段梁体在起重设备的作用下处于悬吊状态，然后起吊到目标的设计位置与已经安装的梁体进行焊接，如此向前施工直到合拢为止。这种方法的施工效率较高，由于是小节段安装，桥面线形相对容易控制，工程质量能更好的得到保证，一般适用于多跨连续梁桥的施工。本论文的背景工程，杭宁高速的新展桥以及龙溪港桥的中跨悬挑段钢箱梁施工时，采用的便是此方法的施工工艺。

3、小结

基于国家在政策及行业规划需要，刚结构桥梁替换既有混凝土旧梁的项目也是越来越多，本文探讨了钢箱梁的优缺点和施工方法，从适用范围、材质方面、经济方面、施工工期、后期维护、安全质量几个方面分析了钢箱梁的优缺点，并对大跨度的钢材料桥梁的施工整体吊装法、悬臂拼装法、分段吊装法、顶推法以及高空滑移法这五种方法进行阐述，旨在为从事土木行业人员提供参考。

参考文献

[1] 韩国栋.大跨径钢箱梁桥施工控制研究[D].山东交通学院,2021.

[2] 李敏.公路桥梁工程中钢箱梁顶推的施工技术[J].建筑技术开发,2022,49(16):137-139.