一、任务来源
钢箱梁桥具有自重轻、承载能力大、跨越能力强等特点，且便于工厂加工制造、安装速度快，可大节段工厂制造、运输，现场吊装拼接。在跨越城市交通主线时，钢箱梁能大幅缩短施工工期且不中断交通，所以非常适合应用于城市高架桥。对于城市立交中的跨线匝道桥，多为小半径曲线，桥下墩位布置不仅要求能跨越下行线桥梁，而且要满足地面交通车道布置要求，在施工工期短、施工组织要求较高的情况下，混凝土曲梁难以满足要求，钢箱梁是最理想的选择。但是钢箱梁在设计、建设和使用过程中仍存在一些亟需解决的关键问题。
二、应用领域
曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术术成果属于桥梁工程领域，适用曲线钢箱梁施工工程。
三、技术原理
曲线钢箱梁制造与安装采用：零件下料加工→单元件制造→钢箱梁节段组装及预拼装→钢箱梁节段涂装→钢箱梁节段运输→工地连接及补涂等程序。
施工方法及操作要求：
（一）单元件制造
1.面、底板单元件制造工艺
（1）零件下料：采用精密切割，按图纸要求开制坡口；
（2）板零件定位划线：将板零件吊上专用平台上，划出加劲肋定位线线
（3）加劲肋装配：过装配机自动对中固定，加劲肋端头定位装置进行自动定位，在移动式球扁钢装配机上进行板单元无马装配；
（4）加劲肋角焊缝焊接：将单元件置于液压反变形亚船形焊摇摆机上采用多头龙门焊机进行焊接；
（5）单元件矫正：采用机械滚压矫正机进行连续矫正；
（6）单元件检查及标记：按图纸要求做好标记、标识。
2.横隔板单元件制造
横隔板单元件制造焊完横向、竖向和人孔加劲后，再上激光切割机对齿形口进行二次下料切割，保证齿形口的精度。
（1）零件下料；
（2）在隔板划线平台上完成自动划线，进行下料切割；
（3）在龙门式板肋装配机上进行纵横向加劲的自动对线压紧定位焊；
（4）采用半龙门式双机器人焊机对纵横向加劲及管线孔加劲及撑杆节点
板进行双面全位置焊接；
（5）采用压点可移动式油压矫正机进行校正；
（6）将单元件吊到专用检验平台上，检查单元件长度、宽度、对角线差、焊接质量和
平面度等。合格单元件标记后转入存放。
3.单元件存放工艺
单元件经检验合格后，通过平板小车转运至板单元存放区。存放区域应保持通风与排水畅通，重型钢构件存放区域地面应满足承载要求，钢构件须按图纸给定的临时支点或强结构下方进行搁置，钢构件存放应按工期需要按顺存放，标志标识清楚，醒目。
（1）吊装保护措施
转运吊装过程中注意对板单元的保护，设计对于各类板单元有专门的吊具进行转运吊装，严禁使用虎口夹进行吊装，损坏单元件板边及坡口。
（2）单元件存放保护
板单元间用枕木垫实，存放高度不得大于5层且不超过1.5米与地面间
的净空不得小于300mm；U肋开口处采用橡胶块封堵保护，支撑钢墩上垫橡胶板保护节段。
（二）钢箱梁总成及预拼装
1.基准底板单元先上胎架定位，预留一块底板单元件后焊，控制整体外观尺寸；
2.在胎架上定位安装腹板间的隔板单元件，并用角钢支撑；
3.在胎架上定位安装腹板单元件；
4.定位安装腹板外侧底板单元件；
5.安装外侧隔板单元件；
6.安装外侧腹板及其它未装纵向加筋；
7.安装腹板处的面板单元件，作为定位基准；
8.安装其它面板单元件；
9.校正；
10.钢箱梁涂装；
11.完工报检，转入下道工序；
在梁段拼装时，先将梁段余量按照监控数据放样和余量切割，在拼装专用钢墩上调节梁段直至达到监控线形。梁段预拼装检测合格后，采用激光经纬仪，钢带等仪器工具，按工艺要求绘制梁段纵向中心线位置线、端口横向检查线及梁段桥上吊装时监控测量点等各类标记。依据施工工期需求发运至工地。
（三）焊接工艺
1.焊接工艺制定
（1）焊接工艺必须按照评定通过的焊接工艺评定报告编制，焊接工艺评定须符合设计要求。施焊将严格执行焊接工艺卡的规定。焊接参数只能在工艺卡规定的范围内调整，不得随意变更。
（2）制造过程中，在保证焊接质量的前提下，尽量采用焊接变形小和焊缝收缩小的焊接工艺。
（3）焊接顺序的设计将尽量减小周边构件对焊件的约束。
2.板单元的焊接
板单元采用双丝气保焊工艺，在注重提高板单元焊接自动化程度的同时，采取多方面的技术措施提高焊接生产效率，实现高效化焊接，具体措施如下：双丝气保焊是一种高效的焊接方法，可分为双丝单熔池与双丝双熔池两种形式，在钢箱梁板单元焊接中采用了双丝双熔池气保焊，两根焊丝间隔一定距离，根据焊缝成形需要，焊丝可横向错位适当间距，且焊接参数可分别设置，相比单熔池双丝焊，对于较大尺寸的角焊缝，焊缝成形更容易得到有效控制。板肋板单元角焊缝采用双侧双丝同步焊接时，为达到良好的焊缝外观成形，需要注意两点：一是根据坡口尺寸大小选择合适的双丝横向间距，前丝置于下方，后丝置于上方；二是前丝选用较大的焊接规范参数，后丝选用较小的焊接规范参数。
3.节段拼装的焊接
平位拼接焊缝采用陶质衬垫，单面焊双面成形工艺，CO2气保焊打底，埋弧焊填充、盖面，埋弧焊分道焊接，提高焊缝韧性，其余焊缝采用CO2气保焊。钢箱梁梁段总成在匹配胎架上进行反造法制造，首先进行面板的装焊，再进行横隔板、腹板的装焊，其次进行顶板的装焊。
四、性能指标
1.支架技术参数
每搭设完一步支模架后，及时校正水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差。立杆的垂直偏差不应大于模板支架总高度的1/500，且不得大于50mm。
立杆底托布置完成后，按照先立杆后水平杆再斜杆的搭设顺序，形成基本的架体单元，然后以此扩展搭设成整体支架体系。立杆通过立杆连接套管连接，水平杆扣接头与连接盘的插销应用铁锤锤击至规定插入深度的刻度线。钢管斜撑随每根立杆设置，回拉杆与各根斜撑相扣后拉结为抵抗外侧模的侧向位移，设置钢管斜撑和回拉杆，形成三角形拉结体系。
顶托安装：顶托可调范围应≤45cm，立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平，杆的悬臂长度应≤0.65m，且丝杆外露长度严禁超过400mm，可调底座插入立杆或双槽钢托梁长度小于150mm。
支架搭设完成后，质检部、安全部联合组织对支架布局、剪刀撑的设置、盘扣的拧紧情况、立杆的垂直度等内容进行验收。
2.钢箱梁技术参数
钢梁顶板厚度16mm，腹板厚度为16mm，底板厚度在中支点左侧4m和右侧8m范围内为18mm，其余均为16mm顶板纵肋采用板肋，截面为18x210mm，底板纵肋采用板肋，截面为16x190m;腹板竖肋采用板肋，截面为16x190m;实腹型隔板和横肋厚度为12mm，支点处隔板厚度分别为20mm和28m;本桥分跨线与道路中心线均为正交。其中第二号墩柱为固结墩，固结墩顺桥向宽度为1.5m，横桥向长度为4m，钢梁与混凝土墩柱采用承压钢横梁+墩帽的固结形式，传递横向、纵向和竖向力;钢梁在固结处设置三道实腹型横隔板，间距0.75m，隔板厚度为20mm，在隔板上设置竖向承重加劲板和横向加劲肋，厚度为20mm在钢梁底板下方设置矩形墩帽，外形尺寸同墩柱，高度为2.02m，钢板厚度为20m，钢板通过抗剪钢板和剪力钉与墩柱有效结合，形成整体固结；墩柱主筋伸入墩帽，距离钢梁底板50mm处截断。
五、与国内外同类技术比较
传统施工工艺对比
1.比较传统的吊装技术，研发了新型钢箱梁吊装定位用对接安装装置，在固定架上设有驱动机构，驱动机构分别与丝杆、双向螺杆和定位机构活动连接，有效的提高设备在吊装的精准性，使设备在吊装安装时效率更高，进一步提高了设备的实用性。
2.相比较传统的吊装技术，提出了一种曲线连续钢箱梁跨线少支架施工设备，摒弃笨重的框型支撑架的支撑方式，通过结构上的改进，使得钢箱梁的支撑架使用更少的支架钢材，减轻重量便于搬运，提升设备环保性和使用的便捷性。
3.相比较传统的支架防护措施，本技术重点是较少结构产生的次应力，通过设置卡板绕中心销轴旋转，方便消除支架因为移动导致其扭转产生的内应力，减少内应力扭坏支架的可能性，可以大大保护结构安全。
六、成熟度
1.根据钢箱梁的工作特性，提出合理的支架施工方案，运用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型对吊装过程中钢箱梁结构受力和整体稳定性进行分析，分析了钢箱梁施工的温度变化特性和疲劳寿命预测，并提合理的架设脚手架方式，保证施工的稳定与安全。
2.提出一种连续钢箱梁吊装定位用对接安装装置，有效的提高设备在吊装的精准性，使设备在吊装安装时效率更高，进一步提高了设备的实用性。
3.提出一种曲线连续钢箱梁跨线少支架施工设备，利用三角形的力学稳定性，能够使得整个施工设备与地面很好的支撑，避免整个支架的倾斜，从而摒弃笨重的框型支撑架的支撑方式，通过结构上的改进，使得钢箱梁的支撑架使用更少的支架钢材，减轻重量便于搬运，提升设备环保性和使用的便捷性。
七、成果创新性、先进性、
曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术，有效的提高设备在吊装的精准性，使设备在吊装安装时效率更高，进一步提高了设备的实用性。
节省大量人力物力，避免了支架搭设及使用过程中的安全风险。相比较传统的支架防护措施，本技术重点是较少结构产生的次应力，通过设置卡板绕中心销轴旋转，方便消除支架因为移动导致其扭转产生的内应力，减少内应力扭坏支架的可能性，可以大大保护结构安全。
本技术的研究应用,可以实现简便、经济、高效的钢箱梁吊装施工所期望的效果,达到整体性好、安全性高的目的,使我国钢箱梁施工技术更进一步。
本技术满足了施工现场安全的相关要求，同时显著的降低了施工成本。
八、推广应用的范围、条件和市场前景
本项目技术成果属于桥梁工程领域，适用于钢箱梁施工工程。
曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术，可广泛推广应用于钢箱梁少支架施工工程。可有效提高提高施工效率和工程质量、降低工程成本。
推广应用措施：
1.少支架结构施工整体稳定性等相关工程进行推广应用；
2.钢箱梁吊装工程进行推广应用。
九、存在的问题和改进意见
1.存在问题：
焊接部位不洁净，存在油污，或者焊条受潮以及电流和焊接速度过大时，焊接部位会出现小气孔。
2.改进意见：
（1）焊接前清除坡口及附近母材上的油污及杂质。
（2）焊条存放在干燥、清洁的地方。
（3）控制焊接电流及速度。
（4）采用气体保护时，控制保护气体的流量。
十、基础研究成果重点表述科学价值
开展曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术研究。结合室内试验、理论分析与数值模拟，研究了匝道曲线钢箱梁桥的倾覆问题，对抗倾覆影响因素、解决措施等方面做了研究分析，研发少支架施工抗倾覆保护装置，对钢箱梁铺装层的使用性能和受力性能进行研究，分析铺装层的力学性能和使用优势，以及对钢桥面板的疲劳性能影响，分析钢箱梁参数对温度场的影响进行评估，研发针对曲线钢箱梁的实时监测系统，开发钢箱梁损伤识别预警系统。曲线连续钢箱梁在温度荷载的作用下，会在内侧支座形成脱空，从而引发倾覆失稳风险，并提出相应的处理对策。
十一、应用研究成果突出技术价值
1.曲线连续钢箱梁少支架施工抗倾覆保护装置研发
由于曲线钢箱梁桥结构自重轻，在车辆偏载作用下易倾覆，抗倾覆稳定性已经成为控制小半径曲线钢箱梁设计的关键。研究匝道曲线钢箱梁桥的倾覆问题，对抗倾覆影响因素、解决措施等方面做了研究分析，主要研发少支架施工抗倾覆保护装置，解决了施工过程中的稳定性关键技术难题。
2.基于实时监测数据的曲线连续钢箱梁温度效应及预警系统研发
研发针对曲线钢箱梁的实时监测系统，该系统可以远程实时对实桥温度场、应力场进行现场监测、建立有限元模型并对温度场进行理论拟合，形成了方便于工程运用的钢箱梁温度场模式。结合温度场和温度场影响下的应力及位移进行实时观测，并对相关数据进行整理分析构建钢箱梁温度场随时间变化的规律，开发钢箱梁损伤识别预警系统，分析钢箱梁参数对温度场的影响进行评估。曲线连续钢箱梁在温度荷载的作用下，会在内侧支座形成脱空，从而引发倾覆失稳风险，有必要提出相应的处理对策。
3.曲线连续钢箱梁抗疲劳性能研究
钢箱梁桥面铺装的力学性能关系到钢桥面板的抗疲劳性能，然而钢箱梁桥面铺装破损问题严重，直接影响到钢桥耐久性和后期维护成本。对钢箱梁铺装层的使用性能和受力性能进行研究，分析铺装层的力学性能和使用优势，以及对钢桥面板的疲劳性能影响。
相关研究成果可直接应用匝道曲线连续钢箱梁施工关键技术，并可为后续相关工程项目建设提供强有力的技术支撑，优化施工工艺。
十二、技术开发和产业化成果注重经济价值
依托工程在S103济枣线市中红符路口南至济南泰安界段旅游公路路面及大中桥施工济南南部山区,路线起减位于市中区红符路口南侧，向南经仲宫街道，跨越玉符河与S317交叉，经门牙景区、柳埠街道、济秦高速柳埠东出入口窝铺村,到达项目终点济南泰安界，路线总长度为29.437公里。其中起点至榔瞳拓宽改建段长21.850公里，采用双向六/四车道一级公路技术标准建设，设计速度80公里/小时。山东汇通建设集团有限公司与山东交通学院等单位成立课题组，通过室内试验、理论研究和实体工程等方式,研发提出曲线连续钢箱梁少支架施工抗倾覆保护装置由于曲线钢箱梁桥结构自重轻，在车辆偏载作用下易倾覆,抗倾覆稳定性已经成为控制小半径曲线钢箱梁设计的关键。解决了施工过程中的稳定性关键技术难题;研发针对曲线钢箱梁的实时监测系统，该系统可以远程实时对实桥温度场、应力场进行现场监测。
曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术，有效的提高设备在吊装的精准性，使设备在吊装安装时效率更高，进一步提高了设备的实用性。节省大量人力物力，避免了支架搭设及使用过程中的安全风险。相比较传统的支架防护措施，本技术重点是较少结构产生的次应力，通过设置卡板绕中心销轴旋转，方便消除支架因为移动导致其扭转产生的内应力，减少内应力扭坏支架的可能性，可以大大保护结构安全。
本技术的研究应用缩短工期6个月,直接节省成本600万元，其中人工费用180万元、材料费用260万元、机械费用160万元。实现简便、经济、高效的钢箱梁吊装施工所期望的效果，达到整体性好、安全性高的目的。
因此，本项目施工技术有显著的经济、社会效益和环境效益。

一、推广应用前景
本项目技术成果属于桥梁工程领域，适用于钢箱梁施工工程。曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术，可广泛推广应用于钢箱梁少支架施工工程。可有效提高提高施工效率和工程质量、降低工程成本。
二、推广应用措施
1.少支架结构施工整体稳定性等相关工程进行推广应用；
2.钢箱梁吊装工程进行推广应用。
三、推广应用的范围、条件和前景
本项目技术成果属于桥梁工程领域，适用于钢箱梁施工工程。
曲线连续钢箱梁跨线少支架施工整体稳定性及成套施工关键技术，可广泛推广应用于钢箱梁少支架施工工程。可有效提高提高施工效率和工程质量、降低工程成本。
推广应用措施：
1.少支架结构施工整体稳定性等相关工程进行推广应用；
2.钢箱梁吊装工程进行推广应用。
四、存在的问题和改进意见
1.存在问题：
焊接部位不洁净，存在油污，或者焊条受潮以及电流和焊接速度过大时，焊接部位会出现小气孔。
2.改进意见：
（1）焊接前清除坡口及附近母材上的油污及杂质。
（2）焊条存放在干燥、清洁的地方。
（3）控制焊接电流及速度。
（4）采用气体保护时，控制保护气体的流量。