斜拉桥钢箱梁维修加固施工

第43卷第3期

2017 年1 月

SHANXI ARCHITECTURE

山 西建筑

Vol. 43 No. 3Jan. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 03-0178-03

斜拉桥钢箱梁维修加固施工

田改枝

(山西路桥第三工程有限公司，山西忻州034000)

摘要:介绍了海河大桥的工程概况，分析了该大桥钢箱梁内与开口段的主要病害类型，并从钢箱梁横隔板加固、U肋腹板开裂加 固、现场焊接等方面，阐述了钢箱梁的维修加固方案，以延长桥梁的使用年限。关键词:斜拉桥,钢箱梁，桥面板,U型肋，维修加固中图分类号:U445.7

1 工程概况

海河大桥主桥为钢混接合梁独塔斜拉桥，为310 m(主跨）+190 m(边跨）=500 m，主塔墩为21号墩，两边墩分别为17号、22号墩，边跨设3个辅助墩，墩号分别为18号、19号、20号，将边 跨分为4孔，跨径组合为(3 X 48 + 46) m，横向桥面全宽23 m。

图1为桥位布置图。

预应力混 凝土箱梁

6号伸缩缝

2407号伸缩缝480型

型

预应p 1

)平面图

图

1

b桥型布置图

钢箱梁的结构特点和主要尺寸:钢箱梁按索距划分标准节段

长16 m,共划分为20个节段,节段与节段间采用螺栓连接，钢箱 梁大部分梁段处于5 000 m半径的竖曲线上。

钢箱梁横断面为双箱并列，中间以横梁连接，顺桥向横梁间 距3.2 m,桥梁中线处梁高3.0 m,到人行道外缘减为1 m。人行 道外缘设导风嘴以提高抗风性能。箱梁顶宽23.0 m，斜拉索中距 22.3 m，钢箱梁桥面板顶板一般段钢板厚度14 mm。梁体横向分 3块，中块宽7.3 m为底面开口段，两侧箱梁宽9.077 m。

桥面板U肋横向布置36道，上下游侧箱室内顶板各布置 12道，中间开口段布设12道，U肋开口 30 cm,间距30 cm,板材厚 6 mm,见图2。

主塔:主塔外观为钻石形，总高167. 3 m，塔柱采用中空形式， 具体塔柱形式见图3,图4。

2钢箱梁病害

1)钢箱梁内主要病害:横隔板开裂、U型肋开裂、焊缝开裂、

桥面板开裂。

a.

横隔板开裂。横隔板开裂均出现在中空式普通横隔板上，裂缝主要出现在U肋穿横隔板掏空弧段处及横隔板竖向加劲肋 上端。

b. U型肋与横隔板间焊缝开裂。U型肋与横隔板间焊缝开裂 主要出现在中空式普通横隔板上，拉索锚固的实心横板上出现的

焊缝开裂病害较少，U肋与横隔板间的裂缝开裂出现在掏空弧段 起焊段，箱梁内行车道范围内U肋与横隔板间脚趾焊缝均存在开

收稿日期=2016-11-14

作者简介：田改枝（1976-)，女，工程师

A23 000

a)主桥钢箱梁索吊点主梁横断面图

23 000

-O

Se

b )主桥钢箱梁非索吊点横隔板处主梁横断面图

23 000

(0主桥钢箱梁一般段主梁横断面图

图

2

主桥钢箱梁主梁横断面图

600

1 1941,289.6

1

06寸9oeslI / 2 460.4 |

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.

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3 456

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图

3

主塔正立面图

图

4

主塔侧立面图

横隔板上裂缝出现位置示意图见图5。

c.

U型肋与顶板间焊缝开裂。U型肋与顶板间焊缝开裂出现 位置见图d6。

. eU型肋腹板开裂。.

桥面板钢板开裂。桥面板顶板开裂顺桥向出现在横隔板

交接处。

2)钢箱梁开口段主要病害:U型肋开裂、焊缝开裂。

3钢箱梁维修加固施工方案

文献标识码:裂病害。

第4

3卷第32 0 1 7年1

期月

田改枝:斜拉桥钢箱梁维修加固施工

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-焊缝开裂位置

图5横隔板上裂缝出现位置

上

游侧

t_焊缝开裂位置

图6 U型肋与顶板间焊缝开裂位置

钢箱梁分为箱室内维修和开口段维修，维修时所用的钢夹板、U肋在加工厂内进行。开口段利用检车天车搭设平台进行 维修。

1)钢箱梁横隔板加固施工方案。本次横隔板加固采取夹板 方式进行加固，栓接方式采用高强螺栓进行连接。钢夹板在加工 厂内制作，打孔采用激光切割工艺，保证孔精准度。现场栓接时 先将钢夹板固定在设计的加固位置，再用磁力钻进行横隔梁打孔 作业，最后进行高强螺栓的施拧，见图7。

图7钢箱梁横隔板加固方案示意图

2) U肋与桥面板间焊缝开裂加固施工方案。U肋与桥面间

焊缝开裂病害，应对相应开裂部位的桥面铺装剔除后，检查相应 部位的桥面板母材是否开裂，确定对应U肋与桥面间焊缝开裂病 害维修方法。

对于U肋与桥面板间焊缝开裂的病害，采用箱梁内角焊缝 焊接。3) aU肋腹板开裂加固施工方案。

. U肋与横隔板连接处。U肋与横隔板连接处U肋腹板开 裂病害，采用外贴“L”形钢板局部加固，加固钢板的连接设计为 “L”形钢板与横隔板和bU肋均采用高强螺栓连接。. U肋腹板开裂。U肋腹板开裂及U肋与桥面板焊缝开裂 延伸至腹板开裂病害，采用局部U肋重新制作，并与原有U肋 焊接。

4) U肋与横隔板连接处焊趾焊缝开裂施工方案。U肋横隔 板间脚趾焊缝开裂病害，采用局部焊缝清理，重新焊接维修。

5)

桥面板母材开裂加固施工方案。横隔板顶端桥面板母材

开裂病害，采用桥面贴钢板局部加固。

6) 钢箱梁开口段维修加固施工方案。施工部位位于桥下，梁底板距海河河面净高40多米，工程施工部位无施工工作面。 施工部位只能通过仅有的一部检修小车进行人员、设备、材料等 输送。检修小车距离需维修焊缝净高为5 m。河面经常有船通

过,施工期间需做好防坠落措施。风力大,需做好相应焊接质量 措施及施工安全措施。

我单位根据现场现有施工环境，考虑施工工期及施工安全等 因素制定了以下施工方案：

在施工区域范围内T字腹板之间搭设井字架脚手架,架子宽 度为横梁档距3 200 mm。长度为8 000 mm,横桥向通长布置。脚

手架上方满铺50 mm跳板，并在跳板上方铺设防火布即作为作业 施工平台又作为安全防护平台使用。并利用两侧钢箱梁做支点， 铺设高空作业防坠落安全网。平台的铺设根据现场施工进度进 行。在施工第一阶段，只铺设第一阶段施工作业平台，待第一阶 段施工完成后,aU再铺设第二阶段施工平台。

. 肋与桥面板间焊缝开裂。U肋与桥面间焊缝开裂病害， 应对相应开裂部位的桥面铺装剔除后，检查相应部位的桥面板母 材是否开裂，确定对应U肋与桥面间焊缝开裂病害维修方法。对

于U肋与桥面板间焊缝开裂的病害，采用箱梁内角焊缝焊接。

b.

U肋腹板开裂。U肋腹板开裂及U肋与桥面板焊缝开裂延 伸至腹板开裂病害，采用局部U肋重新制作，并与原有U肋焊接。

7) 现场焊接。本次施工焊接采用C02气体保护焊，焊接变形

小，焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量相对来讲大大 减少，抗裂性提高。由于焊接施工作业时焊接电流密度较大，这 样施焊时电弧热量的利用率就相对较高，以及焊后不需清渣，因 此提高了生产率。与普通的焊条电弧焊相比较而言，C02焊的生 产率要高2倍~4倍。可最大程度缩短施工工期。

焊接残余应力消除的工艺有很多种，常用的有焊件整体/局 部高温回火、机械振动消应力法、超声波锤击消应力法等,根据本 桥钢结构的设计要求及施工特点，对比几种常用的消除残余应力 方法，采用超声波锤击法进行焊接残余应力的消除。

焊接完成后，进行100%无损检测。经检测合格后，进行防腐 刷漆。并对现场施工垃圾进行清理。

8) 高强螺栓的施工。9) 钢结构施工注意事项。

a.

钢箱梁各项维修工作应做好统筹安排，避免相互干扰响施工质量和进度。

b. 焊接焊缝、打钢夹板施工时，应禁止车辆通行。

c. 焊条应采用低氢性或超低氢性焊条，焊条在使用前必烘干。

d. 高强螺栓的栓杆长度按下式计算：

L = ^5 + //[ + 25! + (5 mm ~7 mm)。

其中，；£3为被连接钢板的总厚度;尽为螺母高度;在为垫

圈高度；5 emm ~7 mm为预留量。. 高强螺栓穿孔施工时，应人工穿人孔内，不得使用器械强 行敲人，螺栓穿人方向应保持一致，以便操作和养护检查。安装

高强螺栓采用扭矩法进行，高强螺栓施工前应进行螺栓扭矩系数 的试验，求出数理统计值作为施拧依据。节点中心附近的螺栓应 优先予以紧固，使之承受部分恒载，后以此为中心向周围残差进 行紧固，四周端部螺栓在其余螺栓全部紧固完成后最后拧紧，使

受力均匀。施工中，必须确保其达到设计预应力值。M22高强螺

栓预应力要求190 kN。f. 施工期间应在箱梁内安装通风、照明、防火等安全设备，桥 证人员安全。参考文献：

[1 ] JTG/T J23—2008,公路桥梁加固施工技术规范[S].

[2]

GB 50017—2003,钢结构设计规范[S].

保 ，影

须

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第43卷第3期

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SHANXI ARCHITECTURE

山西建筑

Vol. 43 No. 3Jan. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 03-0180-02

谈隧道施工中塌方的预防与处治措施

汤

(山西远方路桥（集团）有限责任公司，山西大同037006)

摘要:论述了隧道塌方的危害性，从水文地质条件、隧道设计、施工方法等方面，分析了隧道施工中发生塌方的主要原因，并探讨

了预防和治理隧道塌方的措施，旨在保障隧道施工的安全进行。

萍

关键词：隧道，塌方事故,断裂带，预防措施

中图分类号:U458.3

文献标识码:A

〇引言

现代社会对于隧道施工质量的要求不断提高,而隧道施工难 度越来越大，地质条件日趋复杂。隧道施工的规模和地质条件的 复杂性对隧道施工技术以及安全性的要求越来越高，例如在隧道 施工中由于地质应力过大而导致地质不稳，地温过高影响隧道施 工强度，隧道内部结构不稳定问题等都是引发隧道塌方的主要因 素，也是隧道施工中常见的问题。为此在隧道施工各个阶段进行 塌方监测，及时采取预防措施，施工中一旦发现有可能塌方第一 时间保证人员安全，及时分析塌方可能产生的原因，有针对性的 采用合理的施工方案。

2.1不良的水文及地质条件

1)

隧道穿过断裂带地层结构，或处于断层错动地段，机械开

挖造成地质结构应力不均，导致岩层结构遭受破坏，易引发塌方 事故。如果地层结构过于松散，岩层颗粒的胶结强度低,机械设 备开挖过程中松软地质很容易出现大面积的塌方。

2) 隧道穿越地层厚度不足的地区，如丘陵浅层、沿河傍山、沟 谷地带等，由于地层厚度难以吸收应力，极易出现大范围的塌方。3) 地下水作用也是造成隧道塌方的重要因素。地下水降低 了岩层软弱夹层的强度，稍加外力极易导致滑塌事故。

2.2 隧道设计不恰当

1)

隧道施工选址时对当地地质结构的分析存在漏洞，未发现

地质结构松散地段。2) 对施工当地水文条件探测不到位，导致施工设计忽视地下 水作用。

1隧道塌方的主要危害

隧道在实施或操作过程中由于外部环境或施工技术的影响，

出现顶部和侧面或隧道末端的部分岩石、外观石、土岩、混凝土层 有一定面积的塌陷或剥落下降的现象。引发隧道塌方的因素众 多，隧道塌方在时间上也存在较大的不确定性，导致隧道塌方事 故的危害性也非常大，一旦发生隧道塌方事故将引起严重的事 故。在隧道建设期间，除了给建筑工人带来生命安全威胁，也导 致施工周期延长，造成施工成本的增加。另外在后期实际运营过 程中，隧道塌方事故在给人们带来生命财产威胁的同时也会给社 会造成不良后果，影响社会的稳定性。事故频发主要是由于隧道 施工塌方监测技术尚不成熟，理论研究还缺乏实践检验,项目施 工企业对隧道施工中塌方监测技术的重视程度不高等。

2.3施工方法和措施不当

1)

隧道施工方法与当地地质条件不相适应;出现顶部和侧面

或隧道末端的部分岩石、外观石、土岩、混凝土层有一定面积的塌 陷或剥落下降的现象。施工支护不恰当，或“先拆后支”的方法， 导致地质层暴露时间过长，都可能导致周围岩土结构的变化，造 成塌方事故。2) 施工前测量并未严格按照标准规范执行，导致测量数据不 全面，影响施工决策的准确性。3) 爆破炸药量计算不准确，导致地质震动过大，对塌方危险 的检测不到位，危石处理不当，造成岩层塌方事故。爆破用药量 过多，震动过大。对危石检查不及时、不重视，处理危石措施不 当，引起岩层坍塌。

4) 喷锚支护方法错误或不及时，降低支护质量。

2发生塌方的主要原因

隧道开挖时可能由于自然因素或人为因素导致塌方。其中

自然因素包括岩层类型及强度、岩体受力状态、地下水的情况;人 为因素则体现在不符合地质条件的设计，以及不适当的施工方 法上。

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3

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隧道施工中塌方的预防措施

SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-O-S 9-O-S SO-S 9-O-S 9-O-SSO-S 9-C

SO-S9O-S9O-SSO-S9O-SSO-S9O-S9O-SSO-S9O-S9O-SSO-S9O-SSO-S9O-S9O-S

-

>-S SO-S 9-O-S 9-O-S[3] [4]

GB 50661 —2011,钢结构焊接规范[S].

GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范[S].

，

[5] JGJ—91,钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程

[S].

Tian Gaizhi

(Shanxi Highway Bridge 3rd Engineering Co. , Ltd, Xinzhou 034000, China)Abstract ： The thesis introduces Haihe bridge engineering conditions, analyzes major diseases types of the bride steel box girder inner and open­ing section, and illustrates the steel-box girder maintenance reinforcement scheme from aspects of steel-box girder horizontal-isolation board rein­forcement, U-style rib board cracking reinforcement and filed wielding, with a view to prolong the bridge serving life.Key words： cable-stayed bridge, steel-box girder, deck board, U-style rib, maintenance reinforcement

收稿日期=2016-11-16

作者简介:汤萍（1979-),女,工程师

Maintenance reinforcement construction of steel-box girder of cable-stayed bridge