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浅谈大跨度钢结构人行天桥现场分段吊装工艺及质量控制方法

李豪
  
安家(建筑与工程)
2021年31期
中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 西安 710000

摘要:人行天桥常用于交通繁忙的城区和城市主干道,钢结构天桥以其施工快捷、造型美观、绿色环保等优点在城市建设中的应用越来越广。本文结合笔者参与建设的实际工程案例,对钢结构天桥跨街段现场安装施工工艺流程及施工技术进行了较系统的研究,并总结出施工过程中控制吊装精度、保证焊接质量的一些方法,希望能为今后遇到的同类型工程提供一定的参考。

关键词:人行天桥;钢结构;吊装;焊接;现场施工

1工程概况

遂宁市“五彩之心”景观绿化项目景观天桥(弦乐桥)全长215m,为钢桁架结构,桥梁跨越景观公园中的1#、2#地块,并横跨市政道路,桥面宽度4m。其中跨越道路部分跨径、起吊重量、起吊高度最大,跨径为31.027m、桥高8.209m、钢结构总重67.68t,最大起吊高度约6m,上部为圆钢管桁架结构,本文主要对跨街段主梁吊装施工工艺进行阐述。

2跨街段施工布置

2.1钢梁分段

弦乐桥跨道路段由于跨度较大,无法整跨运输至现场,现场将该跨划分为三段,长度分别为5.394m、20m、5.394m,两端的5.394m分别与跨街段两边侧的15m梁跨在工厂内连接加工为整体。20m跨梁段两端为现场焊缝,焊缝设置在跨街段距两端的1/5位置处,弯矩较小,分段点设置较为合理。

2.2安装顺序

钢柱安装→支撑架搭设→20m段主梁(下部结构)吊装就位→两侧梁体与主梁对接→拼接上部结构→拼接其他杆件→支架拆除。

跨街20m段钢桁架梁由于地理位置、运输条件、自身结构特点和自身重量限制,无法一次性整体吊装完成,须分部位进行吊装。先在其下部搭设满堂架进行支撑,然后将20m段梁下部结构(含上下弦杆、腹杆)吊起,起吊重量24.9t,起吊高度6m。用100t吊车将该段置于支撑架顶部横梁上,然后分别进行跨街段两侧的主梁吊装,将两侧与中部20m主梁对拼焊接。20m段主梁上部的弧形杆件及其它杆件,由于整片运输较为困难,分段运输至施工现场后,将上部结构弧形杆件与系杆在现场加工成整片,然后依次吊装,与主梁拼接。

3跨街段钢梁安装工艺流程

3.1支架布置

为使跨街段钢梁吊装定位后的精度满足要求,确保焊接时位置稳定,不发生不移位,20m跨梁体吊装前,在梁体的下部搭设支撑架,其按照立杆横距为60cm、纵距为60cm、水平杆杆步距为120cm组合形式布置,立杆上部每隔60cm横方向设置14#工字钢横梁。

3.2吊装准备

(1)跨街段20m主梁采用4点起吊,在工厂内焊接好吊耳,吊耳规格尺寸需经过严格的设计计算与验证。

(2)钢丝绳选型时考虑动载系数,安全系数不小于6,吊装时钢丝绳与铅垂线的夹角不得大于45°。

(3)在吊装前,应充分考虑吊车的摆放位置,尽量减小作业半径。

3.3吊装就位

(1)20m段钢梁起吊时,吊车臂转到钢梁顶上垂直起吊离地,当构件离地20cm时,应停止起吊,检查受力点是否牢固,中心是否偏移,构件是否变形,确保无误后再继续起吊。

(2)当钢梁吊至距其就位位置上方200mm时,使其稳定,对准位置后缓慢下落,下落过程中避免磕碰。

(3)钢梁吊装过程中,于钢梁侧设置缆风绳索,人力控制摆动进行微调,揽风绳与地面夹角不大于60度,保证钢梁稳定地进行拼装。

(4)平面就位还差10mm至50mm的时候,吊车无法精确调整,此时采用倒链将钢梁就位。

3.4两侧对接

20m段主梁两端的梁体为整体吊装,安装就位时用手拉葫芦及缆风绳辅助就位,两侧梁体吊装就位后首先保证与主梁焊缝宽度满足设计要求。钢桁架合拢焊接温度变化对构件有热胀冷缩的影响,应选择一天中温度较低的时间段,选择清晨或傍晚进行作业,避免次应力的产生。

4.质量控制要点

4.1坡口加工与清理

为便于操作和清理焊渣,获得较好的焊缝成型,钢管对接焊缝部位需开双面V型坡口。对于一级焊缝,采用坡口机加工坡口,坡口切割完毕后要检查对角线误差值是否在规定的允许范围内。如偏差较大,则按要求进行修磨。焊缝坡口加工完成后检查表面氧化物是否清理彻底、有无裂纹、夹杂,坡口的角度、咬边深度可通过焊接检验尺进行检验。

在施工现场焊接前,管端坡口如有机械加工形成的内卷边,用砂轮机整平,应注意不得伤及坡口边沿。将外表面坡口两侧15mm范围内清理至显出金属光泽,被焊表面均匀、光滑,无铁锈、焊垢和其它影响焊接质量的有害物质。

4.2对接部位设置内衬管

跨街段两侧与主跨段进行对接时,20m主跨段上弦杆圆管端部外侧设置加劲板,方便对接时定位,上弦杆内部设置内衬管,两侧梁段端部与主梁准确就位后,将内衬管移至拼装接头中部,对接头位置进行固定,控制主梁对接的精度,使两段的上弦杆在同一轴线上,保证对接的管件轴心受力。

内衬管外径宜比上弦杆内径小5~10mm,具体以现场实测的上弦杆内径为标准,壁厚采用25mm厚。内衬管两侧焊接钢条,在上弦杆对应位置开口,对接时通过滑动钢条来调整内衬管连接位置,并保证焊缝两侧的钢套管长度均不小于25cm。

4.3焊缝要求

主梁焊缝对接过程中,严格按照设计图纸要求控制主梁对接的精度,对接完成后保证每个接头的的对接焊缝坡口母材的距离为6±1mm,并通过验收后,方可进行焊接施工。

4.4主梁吊装精度控制

20m段主梁吊上支撑架之前用水准仪测量各工字钢支撑顶面高程,将各顶面高程调整一致。各支撑要保持竖直,根部应牢固。

在上弦杆端部布设观测点,采用全站仪对其进行监测,在支撑架工字钢上标出控制线,用于控制钢梁就位后的平面位置。支架搭设时将顶面工字钢高程调整至略大于钢梁底面高程3mm,以抵消支架承重后发生的沉降,若承重后工字钢顶面标高仍大于设计高程,则将钢梁重新吊起,通过调整支架顶托来调整支撑架顶面标高,然后再将钢梁吊装就位,直至高程误差满足要求。

5、结束语

钢结构天桥施工重点为安装质量的控制,施工工艺不当易造成安装、焊接精度不达标,影响桥梁整体的安全性,施工过程中相关工作人员须严格把控。本文以具体实例对钢结构景观人行天桥跨街段施工工艺进行了介绍,阐述其吊装及焊接过程中的施工质量控制方法及要点。希望能对同类工程施工提供相应的借鉴和帮助,对于本文中不够完善的内容,还有待各位同仁在今后的工程实践中进一步探索完善和总结。

参考文献

1、《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69-95);

2、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2020)

3、《钢结构焊接规范》(GB50661-2011);

4、设计技术交底资料及现场实施方案。

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