北二环东延与国道 307 辅道连通工程,是完善石家庄东北部交通路网的关键项目。项目路线全长 0.732 公里,采用单向两车道标准建设,设计速度 60 公里 / 小时。其中第一联(29.6+30)m 单箱双室钢箱梁,以 336 吨的总重量、1.8m 的梁高,上跨北二环主路,施工难度极大。本文将结合专项施工方案,深度拆解这一联钢箱梁的现场施工全过程。
一、工程概况:上跨主干道的关键钢箱梁
本项目第一联钢箱梁采用 Q345qD 材质,顶板和底板标准段厚度 16mm,采用全焊接连接。箱梁需跨越北二环主路,且桥面横坡从起点 2.9% 渐变至终止端 - 1.5%,对制作和安装精度提出严苛要求。
项目施工场地受限明显,北侧紧邻石津总干渠(最近距离仅 20m),南侧为既有高架,周边堆土较多。同时,施工需面对交通流量大、无法长时间断交的现实难题,施工组织难度突出。
二、三大施工重难点,精准施策破难题
1. 场地狭小 + 交通繁忙,施工组织难度高
钢箱梁上跨东二环主路,吊车站位空间有限,且白天无法断交吊装。
应对措施:
- 合理规划吊车站位区域,吊装时临时封闭北二环东延主路,将车辆导行至辅路。
- 构件采用 “当天到场、当天安装” 模式,减少现场堆放时间。
- 吊装、支架搭设等需断交的工序,全部安排在夜间车流人流低谷期进行。
- 优化钢箱梁分段设计,采用组合门式支架作为临时支墩,减小对主路空间的占用率。
2. 结构精度要求高,毫米级管控是关键
钢箱梁采用厂内分段制作、现场整体架设模式,桥面横坡渐变设计,要求钢梁安装线型与支座对位精准无误。
应对措施:
- 建立全桥监控测量体系,采用全站仪等精密设备辅助安装,在钢梁关键位置设置观测点并做好标记。
- 厂内按隔板位置划分控制轴线,提前拟合道路中心及两侧标高数据,匹配横坡渐变需求。
- 梁段就位后复核标高,对偏差节段采用千斤顶调节,确保线型符合设计要求。
3. 高空作业风险高,安全防护全方位
钢箱梁安装为高空作业,下方车流量大,存在吊机机械伤害、火花掉落、高空抛物等多重隐患。
应对措施:
- 白天施工时,在跨主路焊接区域搭设施工平台,铺设防火布防止火花、螺栓掉落。
- 每日开展安全晨会,强化作业人员安全培训与防护意识,落实个人防护装备佩戴要求。
三、核心施工工艺拆解:从支架搭建到箱梁卸载
(一)临时支撑体系:钢箱梁的 “临时骨架”
临时支撑是钢箱梁吊装就位的关键保障,本项目采用两种钢管格构式支架,搭配混凝土基础,确保承载稳定。
- 支架选型与布置共设置 3 组支架,分为 1.5m 标准支架和 2×3m 标准支架两类,支架顶部用 H 型钢搭设纵横垫梁,支撑点对应钢梁腹板与隔板位置。
- 支架基础施工
- 1.5m 支架基础:采用 C25 混凝土,高 0.6m、宽 2.5m、长 5m,底部设 0.15m 厚 C15 垫层,地基承载力需满足 120kPa,基础内预埋 300×300×20mm 埋件与支架焊接。
- 2×3m 支架基础:C25 混凝土高度提升至 0.75m,预埋 600×600×20mm 埋件,确保与支架连接牢固。
- 节点构造强化支架顶部与垫梁、底部与路基箱均采用满焊连接,并加设 100×100×12mm 加筋板,焊脚尺寸不小于 6mm,提升节点抗剪能力。
(二)钢梁吊装:350t 吊车领衔的精准作业
钢箱梁共分为 6 个吊装节段,重量从 24.2t 到 67t 不等,吊装高度 11.8m,采用 350t 汽车吊为主力设备,严格遵循 “由西至东” 的安装顺序(GL1A→GL1B→GL2→GL3A→GL3B→GL4)。
- 吊装设备选型针对最重 67t 的 GL1A 节段,选用 350t 汽车吊,搭配直径 52mm、公称抗拉强度 1870MPa 的 6×37 纤维芯钢丝绳,以及 S-DW25 型卸扣,确保吊装安全。
- 分段吊装工况
- GL1A/GL1B:单机吊装,吊车站位于主辅路之间,吊装半径 14m,臂长 31m,额定起重量 78t,载荷系数分别为 88% 和 72%。
- GL2:双机抬吊,两台 350t 吊车分别站位于主辅路,协同完成 92.7t 节段的吊装就位。
- GL3A/GL3B/GL4:采用单机吊装,利用夜间封路时段快速完成作业。
- 吊装测量与微调梁段就位后,通过全站仪复核轴线与标高,利用千斤顶、手拉葫芦分别调节垂直、水平位置,偏差控制在规范范围内。相邻梁段中线相对偏差≤5mm,梁顶高程偏差≤±10mm。
(三)现场焊接与补涂装:筑牢结构 “生命线”
焊接质量直接决定钢箱梁的结构安全,现场焊接需严格遵循工艺标准,同时做好防腐涂装。
- 焊接工艺要求
- 焊接环境:风力<5 级、温度≥5℃、湿度≤80%;不满足条件时需预热母材,预热范围为焊缝中心两侧各 100mm。
- 焊接方法:底板对接采用平位 CO₂气体保护焊,腹板立对接采用立位 CO₂气体保护焊,焊缝均要求全熔透。
- 缺陷修补:焊缝出现裂纹、气孔等缺陷时,需用碳弧气刨清除缺陷,预热后补焊,同一部位返修不超过两次。
- 补涂装工艺
- 焊缝处理:焊缝两侧 30-50mm 范围用砂轮除锈,确保表面粗糙度>40μm,及时喷涂环氧富锌底漆。
- 破损修补:针对不同漆膜缺陷,采用打磨、补涂等方式处理,修补区域需与周边涂层重叠≥50mm。
- 工地面漆:全桥焊接完成后统一喷涂面漆,喷涂前需对表面进行净化处理,确保漆膜附着力与外观质量。
(四)卸载与拆除:平稳过渡,安全收尾
钢箱梁焊接完成并验收合格后,需进行卸载作业,将荷载从临时支架转移至永久支座。
- 卸载条件
- 全桥焊接质量经监理、第三方检测合格,成桥线形测量数据审核通过。
- 人员设备到位:检测人员 3 名、切割人员 8 名、安全监护 2 名、指挥人员 1 名,配备气割设备、全站仪等工具。
- 卸载控制工艺遵循 “同步、分级、对称” 原则,从中间向两侧卸载,每次切割支撑高度不大于 30mm,全程跟踪测量线形变化,确保结构平稳受力。
- 支架与钢便梁拆除卸载完成后,采用 50t 吊车拆除临时支架与钢便梁,拆除前需设置警示区域,专人看护,严格按操作规程作业。
四、交通导改:最小化影响的智慧方案
为减少施工对市民出行的干扰,项目制定了精细化交通导改措施:
- 所有需断交的工序均安排在夜间 10 点后进行,缩短封路时间。
- 封路区域上游 500m 设置 “前方施工、车辆慢行” 警示牌,下游设置解除标志,安排专人引导车辆绕行辅路。
- 临时支架旁设置防撞桶,施工现场采用围挡封闭,夜间开启爆闪灯警示。
结语
石家庄北二环东延钢箱梁施工,是一场对技术、组织、安全的全面考验。通过精准施策攻克施工重难点,严格执行标准化施工工艺,项目将稳步推进建设进程。项目建成通车后,北二环由西向东车辆可快速驶入国道 307 辅道,为市民出行带来更便捷的体验。
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