摘要：钢箱梁分段吊装施工是国内桥梁施工中较为常见的一种施工技术，该施工技术工序复杂，施工精度要求较高。文章以实际工程为例，全面分析并介绍了钢箱梁分段吊装施工工艺以及钢箱梁线型监测技术。实践证明，该技术取得了良好的施工效果。
关键词：钢箱梁；分段吊装施工；变形监测
钢箱板也叫作钢板箱形梁，常见于大跨径桥梁的施工。在早期施工中，桁架式钢加劲梁是钢板箱形梁主梁的主要结构形式，随着施工技术以及焊接施工技术的不断发展，钢板箱形梁中，高强度钢的应用也越来越广泛。建设现代桥梁时，为了提高施工时的高效性和灵活性，施工企业都会选择应用高强度钢进行钢板箱形梁施工。
1工程概况
某高速公路项目全长
63.9415km，公路施工涉及一座大桥的建设，该桥梁主桥结构包含路基、引桥、吊索、钢箱梁、主索鞍等施工内容。该大桥主桥跨径为1836m，施工涉及的分项工程有锚碇、索鞍以及钢箱梁等，将各分项目结合成为一个整体。结合该项目，文章深入地研究并介绍了桥梁施工中钢箱梁分段吊装施工工艺与变形监测技术。
2钢箱梁分段吊装的施工方法
2.1钢箱梁制造
制作钢箱梁所应用的钢材必须符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591—2018）技术标准中的相关规定和要求[1]。该项目钢箱梁制作中需要应用到的原材料有Q345C钢材、直径为20mm的圆柱头焊钉和直径为15mm的圆柱头焊钉。制作材料准备就绪后，可以进行钢箱梁的制作，这里需要注意，采购部门在采购钢材时，应尽可能采购大规格钢材，以便减少拼装操作。焊接操作在坡口角的位置完成，U型加劲肋与顶板之间的间隙的宽度应≤0.5mm，以进一步提高结构的抗疲劳性能，焊缝结构端需要充分地打磨匀顺。应用气体保护焊接的方式将钢箱梁和梁段连接起来。
2.2桥面板施工
为了确保超高韧性混凝土的强度等级符合要求，混凝土中水泥掺和标准必须超过42.5级，钢纤维的抗拉强度也必须超过1600MPa。桥面板施工应用的浇筑方式为一次性浇筑成型，浇筑施工的最佳温度为20℃，注意做好天气预测，严禁在大风天气或者雨天施工。桥面板的混凝土浇筑施工完成后，及时进行保湿养护，必须控制桥面板的湿度＞95%，对凹凸不平的位置进行充分的打磨处理，保证表面足够光滑，然后铺装乳化沥青黏层。
2.3分段吊装方法
因为钢箱梁体积较大，需要分段进行吊装、焊接和拼装。对钢箱梁整体进行合理地划分，体积较大的部分需要分段吊装到指定的位置上，再应用人工焊接的方式将其焊接成一个整体结构；体积相对较小的部分，则在地面进行焊接，然后将其吊装到指定的位置，再和其他结构焊接在一起。
2.4钢箱梁吊装施工的注意事项
（1）开口箱梁扭转。钢箱梁开口是钢箱梁施工中十分常见的问题，一旦出现开口问题，钢箱梁结构的抗扭刚度将会大大降低，如果得不到适当的处理，可能会导致极大的扭转变形问题的发生，桥梁结构的承重能力也会大大降低，进而影响桥梁结构的使用寿命。施工时，需要多加考虑，可以将杆件的长度、断面高度以及断面厚度相差较大的弹性杆件作为薄壁杆件。断面杆件的状态也会影响箱梁开口的情况，如果断面杆件形状为非封闭形状，那么很容易出现开口断面问题，这类问题的发生也会使得杆件容易发生扭转[2]。所以，在实际施工中，工作人员必须严格做好设计和计算，避免断面开口问题的发生。（2）开口箱梁加固。对箱梁结构进行精密的计算，判断其是否存在开口或者扭转的风险，评估其对整个桥梁项目的影响。如果钢箱梁结构存在扭转风险，必须采取有效的加固措施对其进行加固，避免其对整个桥梁结构产生影响。经常应用到的加固方法主要有两种。①钢板式加固法。对钢箱梁进行检查，如果结构存在开口问题，立即采取焊接施工技术对其进行处理，避免扭转问题的发生，进一步提高钢箱梁的抗扭转刚度。②桁架式加固法。对钢箱梁结构进行检查，如果存在开口问题，可以应用桁架式加固法进行加固和处理，进一步提升钢箱梁结构的临时加固效果。不同的加固施工方法，具有不同的特点和优劣势。比如钢板式加固法的应用可以明显提升钢箱梁的刚性，保障加固效果，但是这种方法一般需要使用到数量较多的钢材，焊接施工的工作量较大，钢板拆除过程过于烦琐，施工操作时很容易发生安全事故。桁架式加固法的应用焊接施工方法简便，钢板拆除过程简单，钢材用量较少，但是其对于钢板箱刚度的提升效果有限，施工时，可以作为临时性加固选择。因此，应综合考虑项目的实际情况，选择最为合理的加固方法进行加固施工。例如，经过分析发现，某桥梁建筑结构存在一定的扭转风险，但是扭转现象的发生不会对桥梁产生过大的影响，因此，从成本控制的角度出发，就可以应用施工过程较为简便，施工原材料耗费较小的桁架式加固法进行加固施工。
2.5钢箱梁线型控制
施工前必须依照设计所得数据、现场安装情况，对预拱度值进行计算，计算出箱梁截面、跨度特性。然后根据计算结果完成相应的布置。根据设计中的焊接变形、预拱度、横坡度、纵坡度等，对其宽、长尺寸及高程等的三维数据进行计算，然后根据计算结果完成施工图的绘制，并且在实际施工中严控其制作加工。对于某些零部件，如横隔板，构造较复杂的情况，进行放样施工时可以利用CAD，其比例值为1∶1。对其工序进行模拟时，必须对加工的尺寸进行严格控制，组装尺寸须核准，严格控制箱梁的宽度、长度等重点位置的轴线长度，保证与相关设计规定相符。切割号料时可以采用无余量切割的方式。通过该方式进行号料切割必须严格控制钢板的变形量，并注意焊脚、接口处宽度变化情况及伸缩量变化情况等，并以此为基础，计算出CAD上钢箱梁相对应的尺寸。支架拼装时，需注意墩柱上的箱梁节段是其总长度上的控制点。安装完成墩顶钢箱梁之后，方可进行中跨安装。焊接处理前，根据要求对焊接材料进行试验，并根据试验所得数据，对变形数据进行记录，基于初始数据进行整理归纳，建立相应的数学模型。这些数据将是判断材料在完成焊接以后是否会出现变形情况的重要依据。焊接时，优先采用二氧化碳保护焊，该方法的特点在于焊接时所产生的能量比较低，能够降低其变形量；还可以选择埋弧焊、手工焊，但采用这两种焊接方式所产生的能量普遍较高。严格控制板料开口坡度，以35～40°为宜，最大开口度不可超出该范围。掌握好组件缝隙宽度，最大应≤7mm，最小应≥5mm。打坡口时为了让其焊接质量得到控制，可以采用机械冷加工的方式完成处理。
3桥梁变形的监测方法
3.1人工测量法
人工测量法即工作人员应用仪器进行测量。测量工作中，常见的测量设备有两种：机械仪器和光学仪器。前者主要是应用百分表级别以上的仪器对桥梁变形情况进行监测。例如，桥梁结构处于正常的符合状态时，应用传动装置测量桥梁的相对位移、裂缝问题，这种测量方法过程简便，设备也可以重复利用，可以为施工企业节省施工成本。在人工测量法中，水准仪测量法也是一种常见的测量方法，应用这种测量方法对桥梁变形情况进行测量时，先对桥梁进行测量放样，确定基准点，然后将水准仪设置在基准点上，通过水准仪对桥体加载前后的高程差进行测量，最终得出桥梁结构实际的变形值。
3.2自动测量法
自动测量法主要适用于桥梁短期测量工作，测量结果较为精准，属于远程测量。自动测量法主要有两种形式：GPS变形测量和激光图像变形测量。前者主要是利用先进的卫星定位技术，实现桥梁的变形监测。该方法的技术基础为GPS技术，其应用不会受到时间、地质以及气候条件的限制。具体来说，在桥梁一端的参考点固定GPS信号接收机，然后在桥梁变形点上固定另一台信号接收机。通过对接收到的卫星信息进行分析，得出桥梁结构的实际变形值。激光图像变形测量法的原理是，激光具有较强的方向性，如果桥梁出现变形，其方向就会发生移动。具体来说，将激光测量仪器固定在桥梁被测点上，桥梁的实际情况会通过激光光斑反馈在光电接收器上。工作人员对这些信号进行检查和分析，通过计算光斑位置的偏离情况，就可以得出桥梁结构的实际变形情况。
3.3测量方法的对比
人工测量和自动测量方法的应用成本、测量精度有所不同，而且不同的方法适用的桥梁类型以及重复使用的能力也有所不同。在对桥梁进行变形监测时，应注意综合考虑桥梁的实际情况，选择符合桥梁实际情况的监测方法。
4结束语
综上所述，针对跨度较大的桥梁，常用的施工方法是钢箱梁分段吊装。实际施工时，设计人员以及施工人员都应该注意，结合实际情况选择适合工程项目的施工方法进行施工；综合考虑开口箱梁出现扭转时，如何才能更好地加固以确保工程施工质量。另外，桥梁项目完成施工后，需要严格监测，避免其出现变形问题，可以根据桥梁实际情况，选择最合适的监测方法，提高监测准确度，保障桥梁运营安全。
参考文献：
[1]GB/T1591—2018,低合金高强度结构钢[S].
[2]王中海.钢箱梁分段吊装施工关键问题及变形监测[J].工程技术研究,2020(2):77-78.
作者:朱文军 单位:中交公路养护工程技术有限公司