[发明专利]大跨度钢结构箱型梁和防撞墙一体化施工技术

说明书

技术领域

市政桥梁和道路工程钢结构箱梁和防撞墙一体化施工技术。 

背景技术

随着我国经济的不断发展，高架桥梁和道路正处于高速发展阶段，在工程的施工质量上，人们不但注重工程建设的内在质量，且更加注重外观质量，因此也就对工程建设外观质量提出了更高的要求。防撞墙作为公路桥梁的一种安全防护措施，对缓冲车辆冲击力，确保交通安全，保护人民的生命财产以及成桥线型的美观等方面均具重要作用。在北翟路中环线立交桥梁项目施工上，由于该项目施工周期短，工程量大(钢结构重量约10663吨)施工现场交通繁忙，人流量大，钢桥线形复杂且大跨度(三次跨河，二次跨越中环线，最大跨度98米)，质量要求高，因此防撞墙施工工艺改进的要求是保证内在质量和外观质量；满足施工进度要求；减少现场安装的工作量。针对以上困难我们通过技术人员的研究和技术论证，提出了箱型梁和防撞墙一体化施工的概念，并在北翟路桥施工中加以采用该技术。钢结构桥梁断面见图1。 

发明内容

钢结构桥梁由于跨度大，其纵向拱度值也较大，而且还有向行车方向弯曲的结构形式，特别是构件体积庞大，还要考虑到运输的问题，因此对其防撞墙的施工带来了很大的困难，既要有横向横坡，更要保证纵向的拱度和弧度；呈空间三维结构，可谓难度极大。历来钢结构桥梁防撞墙的施工，一般都是采用散件下料，现场组装(或者加工成标准段长度2～3米，然后到现场组装)。这样施工的缺陷是现场的施工面大；工作量大；对接接头多；由于现场的施工条件限制，内在质量和外观质量都很难保证；特别是在人车密集的道路上方施工，高空作业的安全隐患极大。针对以上弊病，我们在北翟路工程的防撞墙施工工艺上作了大胆改进，把大量原来在工地施工的散件改为工厂整体加工制作并按设计标高整体预拼装，收到了极好的效果，彻底解决了以上的弊病，提升了工程的质量，加快了施工进度，确保了安全施工。 

为了确保工厂加工时能顺利将防撞墙与主桥整体组焊，从而来保证施工质量与进度，因此需从控制以下几点来满足。 

1)钢结构桥梁的出厂分段控制 

防撞墙与主桥整体组焊后，必需具有可运输性，在满足可运输的前提下，尽可能的减少分段数量，以此来减少现场安装的对接量，因此确定合理的分段部位和尺寸极为关键。根据钢箱梁的设计图纸要求结合施工现场实际情况，我们在横向采用了以下的分段方式，在行车方向的分段，考虑到横向分段方式中两侧翼的钢性，我们一般控制长度尺寸在15米左右，以免构件过长，在吊运和运输过程中引起变形。 

对此我们也从两方面做了相应计算分析： 

1.吊装时的挠度变形分析：计算模型按简支梁考虑，简支梁跨中挠度计算公式为f＝5πl⁴/384EI根据公式显示影像挠度变形的因素有：跨度、材料、截面(I)。当跨度与材料不变的情况下，截面形式为“一”形，当安装上防撞墙时截面形式为“L”形。“一”形截面形式的截面惯性矩I＝bh³/12(见图2)。“L”形截面形式的惯性矩I＝1/3(By₂³-bs³+cy₁³)(见图3)。在b＝B，h＝d＝C的情况下“L”形截面形式的截面惯性矩I要大于“一”形截面形式的截面惯性矩I，故得出结果当“翅膀”安装上防撞墙时吊装时的挠度变形要小。这样安装就位后的矫正工作量要小的多，对加快进度更为有利。 

2.构件自身的刚度分析：刚度公式K＝p/δp为施加的荷载，δ变形量。在前面的挠度变形分析时已经得出结论当“翅膀”安装上防撞墙时对控制变形是有利的，在变形得到相应控制时，由刚度公式可以看得出构件自身刚度将得到提高。由于构件自身刚度得到提高，其在运输及现场堆放时的变形量将大大得到控制。对后期的吊装及组装时的变形控制同样相当有 利。 

2)防撞墙拱度与行车方向弯曲及标高落差的控制 

要保证防撞墙拱度与行车方向弯曲及标高落差，还要保证防撞墙垂直大地的要求，最合理的方法是根据设计数值，搭设符合拱度值，弯曲值，标高落差值的组装胎架，只有在此组装胎架上组装的防撞墙才能满足各项要求。我们在实际施工中，按两轴线之间的跨度搭设组装胎架，使主桥面的各项数值均符合设计值，然后将主桥面与胎架采用特制夹具固定牢，减少防撞墙在组焊时产生的变形值，最后开始组装防撞墙，两轴线之间的跨度作为一整体组装焊接，待成型后再根据按15米左右的长度尺寸进行分段，以此保证现场安装时的接口偏差。 

附图说明

图1是钢结构桥梁断面图。