鋼箱梁施工管理技術探究

李 國

（中交路橋華南工程有限公司,廣東 中山 528400）

0 引言

鋼箱梁是箱梁的一種，通常用于大跨度橋梁。其外形就是一個盒子，是常見的大跨度橋梁結構，也稱為鋼板箱形梁。鋼箱梁通常由工廠進行加工，然后送到工地進行安裝，可采用全鋼或部分采用鋼筋混凝土鋪裝層。鋼箱梁的施工工藝對鋼箱梁的施工質量有著重要影響，同時施工工藝對既有道路的交通影響巨大，因此開展鋼箱梁的施工工藝研究具有重要的意義。

1 工程概況

該項目全線均在合肥市境內。項目起點順接S14滁州至合肥高速公路滁州段，途經肥東縣、長豐縣后，終點順接S16合肥至周口高速公路壽縣劉崗至保義段。項目路線總長85.9 km。路線起點至在建高速約7.4 km，采用雙向四車道標準建設，路基寬27 m。高速至合肥段終點，約78.5 km，采用雙向六車道標準建設。項目全線設計速度120 km/h，瀝青混凝土路面結構，橋涵設計汽車荷載等級采用公路I級。

下塘互通主線橋跨合水路處采用45+75+45 m鋼箱梁跨越（左幅Z7聯，第Z18、Z19、Z20跨，右幅Y6聯，第Y18、Y19、Y20跨），合水路現狀路基寬度為48.1 m。45+70+45 m鋼箱梁主梁采用分體式鋼箱梁，主梁高度為3.5 m。鋼梁箱室內頂板采用箱肋，間距60 cm，底板采用一字肋，間距為30 cm。腹板采用一字肋，根據受力情況配置。鋼主梁采用4箱室。

下塘互通AK0+921.0匝道橋跨越合水路采用45+70+45 m鋼箱梁（第3、4、5跨）。主梁采用三箱單室分體箱，橋面全寬17.5 m，梁高3.5 m，箱室間距均為2.75 m，懸臂寬度為1.5 m。鋼梁箱室內頂板采用箱肋，間距60 cm。底板采用一字肋，間距為30 cm。腹板采用一字肋，腹板根據受力情況設置腹板加勁，間距83 cm。

2 鋼箱梁施工的總體施工方案

施工準備→材料采購→外觀檢驗、取樣復檢→拋丸、噴涂底漆→放樣、下料→切割及開坡口→拼接→焊接→焊接檢查→胎膜搭設→組裝檢驗→組裝焊接→焊接檢查→外觀及尺寸檢查→除銹刷油→編號→驗收出廠→運輸→現場拼裝→吊裝就位。

3 鋼箱梁施工的關鍵施工技術

3.1 吊裝前的準備工作

（1）在吊裝之前，地面標高、混凝土柱頂標高、支架頂標高、跨距等按有關圖紙進行重新測量，不得超出容許范圍。如果出現問題，要及時與監理、甲方等有關部門協商，及時處理。根據這一情況，對鋼箱進行了定位和放線。

（2）吊耳安裝是指在確定了橋段的重心位置后，在設有隔板和加勁肋的地方，根據需要對橋段的箱梁進行加固。在每個橋段各設置4個吊耳。在吊裝過程中，鋼箱梁的吊裝使用2對鋼絲繩卸鉤，即每個橋段由4根鋼絲繩進行吊裝。拆下吊耳，吊掛完畢后，使用氣割割斷，拆卸時要在距母材10～30 mm的地方進行，然后再進行拋光，不得損壞母材[1]。

（3）吊裝機械的選擇。鋼箱梁箱體分段運到工地后，采用一臺220 t汽車和一臺100 t汽車吊進行吊裝。到場的索具、卸扣、掛鉤、鋼絲繩、手拉葫蘆等機具嚴格按以下規范進行檢驗：《起重機 鋼絲繩 保養、維護、安裝、檢驗和報廢》（GB/T5972—2016）、《起重吊鉤》（GB/T 10051.3—2010）、《吊環》（GB/T 8395—2007）、《手拉葫蘆》（GB/T 7334—2007），索具、卸扣、掛鉤、鋼絲繩、手拉葫蘆等檢驗不合格的索吊具嚴禁用于施工作業。

（4）在起重期間，為減少施工對交通的影響，鋼梁是在夜間進行的，出于安全起重的考慮，必須在白天進行。

3.2 吊裝施工工藝流程

3.2.1 吊裝的工藝流程

吊裝施工的工藝流程圖見圖1。

圖1 吊裝施工的工藝流程圖

3.2.2 各分段鋼箱梁吊裝工況分析

參與吊裝的所有起重設備均應安全可靠，所有的吊裝鎖具、卸扣等均無嚴重磨損。在起重過程中，統一指揮，按照起重之前的工作分工，按照指令進行作業，以對講機為主。口哨是后備的輔助信號，由指揮員發出的信號必須清楚、響亮。起重機作業人員應具有執業資格證書。吊鉤操作員在啟動前檢查吊環、吊鉤、鋼絲繩等設備，確認指令信號。在起重之前，應向全體工人進行技術知識和安全教育[2]。通過對此次吊裝施工中的難點、重點、技術規范、規范、要求進行分析，使全體員工了解整體吊裝作業流程及相關注意事項，嚴格按照制定的施工方案實施步驟，確保安全、進度、質量得到有效控制。起重機在吊裝重物的過程中，要產生慣性荷載，即動荷載，一般取動荷載系數K1=1.1；因此在計算荷載時，要計入動荷載。雙機起吊時考慮不均載取系數K2=1.1。

3.2.3 橋段的吊裝

該鋼箱梁，分段最長35 m，吊裝段最重為55.513 t，吊裝高度最高為3 m。單機起吊時，根據100 t汽車吊性能表，當作業半徑為5.5 m，臂長13 m時，可以吊65 t。單機起吊，考慮動載系數取1.1，計算荷載為55.513×1.1=61.1 t，65 t＞61.1 t，滿足要求。220 t與100 t雙機抬吊時，根據220 t汽車吊性能表，當作業半徑為16 m，臂長27 m時，可以吊38 t。雙機抬吊考慮動載荷系數及不均載系數，55.513×1.1×1.1/2=33.6 t，38 t＞33.6 t，滿足要求。移梁及吊裝站位示意圖見圖2。

3.2.4 吊裝指揮

吊裝指揮機構是一種臨時性的組織，其功能是根據制定的吊裝方案統一指揮、調配，使吊裝工作井然有序，保證吊裝質量、安全、工期。吊裝指揮機構由總指揮長任總指揮，負責整體吊裝工作的整體指揮和調度，并指定一位具有一定技術水平的施工技術人員擔任指揮長，負責具體的起重工作，并在總指導員、副指揮長的帶領下，配有施工技術員、質檢員、安全員、物資調度員、持證駕駛員、特種作業人員，和一定數量的技術人員與一般員工。吊裝指揮方式擬采用“口哨”“對講機”進行哨音、語音指揮[3]。

3.3 計算鋼箱梁吊裝基礎承載力

計算吊車支點基礎承載力，以該工程最重吊裝段為例進行分析。箱梁重55.52 t，220T吊車自重71 t。承載力計算考慮吊車4個支腿受力均勻。吊車支腿下墊鋼板尺寸為1.2 m×1.2 m×0.03 m。

N=1.2×71×10+1.4×72.6×10=1 868.4 kN

A=4×1.2×1.2=5.76 m2

P=N/A=324.4 kPa

式中，P——基底平均壓應力；N——基底產生的豎向力；A——基底底面面積。取1.2倍的安全系數，則地基承載力為fa≥1.2P=389.3 kPa，即現場吊車支點基礎碾壓夯實后的地基承載力必須大于等于389.3 kPa。

4 鋼箱梁施工的安全防護措施

4.1 吊裝作業、現場作業及高空作業安全措施

（1）進入施工現場，必須正確佩戴安全帽及勞保設施。杜絕一切違章操作，吊裝作業區設置安全警戒線，無關人員不得進入，在車輛分流的路口設置醒目的安全警示標志，并派專人協調管理。

（2）在吊裝前進行安全技術交底，包括吊裝工藝、構件重量及使用時應注意的問題。吊裝設備進場后，經過檢驗、驗收，按照有關要求進行試驗，包括靜載和動載試驗，以及對各類安全設備的靈敏度、可靠性進行檢測，并檢測起重機所處的地面承載力。對參加起重的工人進行安全知識、安全意識、技術要點、重點難點的交底，以保證整個施工的安全。

（3）吊車行走道路應進行強度檢查，達不到地基承載力要求時應及時進行加強處理。吊車站位搭腳的地面應平整、堅實、牢固，當吊車須在回填土處站位搭腳時，應在吊車的支腿下墊設增大傳力面積的鋼板，以增大地面的受力面積，減少地面沉降從而確保吊車支腿搭設的穩定、牢固[4]。

（4）抬吊時，必須信號統一，指示明確，由專人負責指揮，所有人員密切配合。起重機操作人員應聽從指揮，當信號不清和錯誤時可拒絕執行。

（5）吊裝前，應對所有鋼絲繩、索具、手拉葫蘆、滑輪、纜風繩等吊裝用具進行檢查，合格后方可投入使用。吊索嚴格按計算所選用的規格、長度使用。作業前，應先試吊，確認制動器靈敏可靠后方可進行作業。

（6）在各橋段接頭處，應根據實際情況搭設懸挑操作支架及吊籠，為安裝人員提供操作平臺。懸空及高處作業人員應掛牢安全帶，安全帶的選用與佩戴應符合國家現行標準《安全帶》的有關規定。

（7）起重設備的起重指揮、司索、操作人員要有執照，在施工之前要進行身體檢查，不適宜高空作業的人員不能進行高空作業。起重人員要身體健康，雙眼視力不能低于1.0，無色盲、聽力障礙、高氣壓、心臟病、癲癇、突發性昏厥及其他影響起重的身體疾病。

4.2 鋼箱梁現場涂裝安全措施

（1）工作場所及倉庫禁止燃放煙花爆竹。操作人員必須了解消防設備的位置及操作方式，在工作場所應配備充足的滅火器。

（2）工作場所要保持清潔和通風。在使用過程中，應佩戴防護面罩。

（3）在高空工作時，請系好安全帶以防滑落。工具、漆桶要妥善放置。在集裝箱中進行操作，應采取有效的通風措施。在夜間工作時，必須使用防爆燈，并與可燃物保持一定的安全距離。在箱內工作時，必須用12 V的安全電壓供電。

（4）在油漆作業場所10 m以內，不準進行電焊、切割等明火作業。

（5）需油漆、噴漆的工件，應放置穩固，擺放整齊。

（6）在帶電裝置及配電箱周邊1 m范圍內不得噴涂油漆，不得將可燃物置于下面。除有明火作業之外的其他工作，應保持1 m以上的間距，并放置隔板。禁止油漆運行中的設備。

（7）在清除毛刺時，移動磨盤必須有保護罩，操作人員要戴防震眼鏡、面罩，操作前要按手持式電動工具的操作規程檢查電源、工具，5 m范圍內不能有易燃、爆炸的東西。

（8）在配制含鉛粉末或溶劑易揮發的涂料時，必須佩戴防護面罩。不要使用汽油或香蕉水來洗手。

5 結語

該施工方案分析了鋼箱梁施工中的關鍵吊裝技術，精準計算鋼箱梁吊裝基礎承載力，保證了鋼箱梁的施工質量，并且提出鋼箱梁施工的質量與安全保障措施，為鋼箱梁施工提供了很好的經驗借鑒。