一、核心技术原理与设备适配
互通立交匝道小箱梁架设的核心挑战在于适应小半径曲线(最小 42 米)、高墩(68-73 米)及复杂坡度(最大纵坡 4.25%、横坡 6%)的工况。其技术原理是通过架桥机多维度姿态调整与动态补偿,实现节段梁空间坐标精确匹配。例如,宜金高速 XJ2 标新市互通 B 匝道采用自主研发的曲线架桥机,通过全跨行走姿态模拟与放点控制,解决了传统架桥机在 42 米小半径曲线上无法过孔的难题。设备配置上,需重点改造架桥机转向机构:主梁与导梁通过铰轴和转向油缸连接,可实现 ±15° 角度调节;天车横移机构配备顶推油缸,横向调整精度达 ±2 毫米;中支腿集成横移与回转功能,确保架桥机在曲线过孔时主梁角度与桥墩位置精准对应。
二、精细化施工工艺与过程控制
节段预制与运输优化
小箱梁预制采用短线法匹配施工,通过三维激光扫描逆向建模,使节段几何误差控制在 ±3 毫米内。运输环节采用特制转向运梁车,轴距可动态调整以适应曲线半径变化。例如,康略高速寨子枢纽互通 D 匝道钢混组合梁运输时,运梁车通过液压转向系统实现半径 42 米曲线段的平稳通行,运输速度控制在 3 公里 / 小时以内。
架桥机过孔与节段定位
过孔前需进行架桥机姿态预调整:前支腿转向油缸将下支撑梁旋转至与桥墩平行,中支腿横移机构推动主梁横向偏移,使导梁前端准确落位至前方墩顶。节段定位采用 “先粗调后精调” 策略:先用架桥机天车将梁段吊至设计位置上方,通过调梁工具车进行三向微调(纵向 ±5 毫米、横向 ±3 毫米、高程 ±2 毫米),最终通过全站仪极坐标法复核线形。
湿接缝施工与预应力张拉
湿接缝混凝土采用 C55 早强微膨胀混凝土,3 天强度需达设计值的 90%。张拉顺序严格遵循 “对称同步、分级加载” 原则,例如濉溪梁场采用五阶段张拉工艺,预张拉(60% 强度)→初张拉(80% 强度)→终张拉(100% 强度),张拉控制力偏差≤±1.5%,伸长值误差控制在 ±6% 以内。对于曲线梁,需额外施加横向预应力以抵消弯扭效应,张拉顺序优先考虑腹板束,再依次张拉顶板束与底板束。
三、典型工程案例与工艺创新
宜金高速新市互通 B 匝道
针对 42 米超小半径曲线梁架设难题,项目团队联合厂家研发了可转向架桥机,通过 “三点定位法” 建立局部坐标系,利用 BIM 模型预演架桥机转向路径,最终实现节段对接误差 ±2 毫米,较传统工艺工期缩短 40%。施工中采用 “对角异侧自平衡合龙法”,通过顶推与桥面吊机卸载实现无配重合龙,确保 2880 枚高强螺栓与钢主梁孔位毫米级啮合。
康略高速寨子枢纽互通 D 匝道
该项目采用 “钢混组合梁 + 临时支架” 方案,通过优化支架布置与吊装顺序,解决了跨高速施工安全风险高的问题。钢箱梁现场组拼时,采用 “先箱体后悬挑梁” 顺序,纵缝焊接优先采用埋弧自动焊,环缝焊接通过 CO₂气体保护焊实现,焊缝探伤合格率达 100%。
兰武二线河口南黄河特大桥
采用 ZQL32/64 型造桥机施工 600 米半径连续弯箱梁,主梁设计为上下叠置双箱结构以增强抗扭能力。施工中通过调梁小车实现梁段三向精确调整,湿接缝浇筑后通过同条件试块控制张拉时间,最终成桥轴线偏差≤4 毫米,支座标高偏差≤2 毫米。
四、质量控制与安全管理
材料与工艺检测
设备验收:架桥机液压系统需进行 1.2 倍额定荷载预压测试,压力传感器精度≤0.5% FS;
节段匹配度:三维扫描对比设计模型,允许误差≤3 毫米;
焊缝质量:C 形焊缝超声波探伤脱粘面积≤5%,拉拔试验需混凝土破坏而非胶层失效。
安全风险防控
高墩作业:支架外侧设置护笼式爬梯,配备 24 米高空作业平台辅助安装;
临时支撑:H 型钢支墩预压荷载为设计值的 1.2 倍,弹性变形≤L/1000;
交通疏导:跨高速施工时提前办理封闭手续,设置限速标志与交通协管员,确保车辆绕行安全。
五、实施要点与经验总结
设备选型:根据曲线半径选择架桥机转向能力,42 米半径需配备液压转向机构与三维调梁系统;
施工顺序:优先施工直线段过渡至曲线段,采用 “逐跨拼装 + 湿接缝同步施工” 模式;
多专业协同:组建 “设计 - 测量 - 施工” 联合团队,提前解决曲线梁预拱度与预应力张拉的技术接口问题;
环境控制:选择夜间气温恒定时段进行节段调整,避免温差导致的测量偏差。