鋼箱橋吊裝施工技術(shù)及實例

任東平

鋼箱橋吊裝施工技術(shù)及實例

任東平

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸系統(tǒng)在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起到了越來越重要的作用。高速公路作為交通運輸系統(tǒng)的重要組成部分，在近些年得到了迅速發(fā)展。新修高速公路和既有的公路、鐵路之間的交叉越來越多，施工環(huán)境越來越困難，施工難度也越來越高。鑒于鋼箱梁橋自重輕、強度高、跨度大、對施工環(huán)境影響小等優(yōu)勢，而逐漸較多應(yīng)用到跨越既有線的橋梁建設(shè)當中。但同時鋼箱梁運輸及吊裝又受到現(xiàn)場施工環(huán)境的影響，這就要求在跨越高速公路施工過程中采取車流導改和合理分段吊裝技術(shù)措施，這些技術(shù)在實際工程的應(yīng)用中取得了良好效果。

一、工程概況

四川省簡陽至蒲江高速公路，新市樞紐互通主線上跨成渝高速公路中橋橋梁上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱梁，橋跨組成為20m+30m+20m，橋梁設(shè)計角度為94°。本工程鋼箱梁橋施工難點在于鋼箱梁的運輸與吊裝。鋼箱梁的分段需結(jié)合制作、運輸和安裝工況全面考慮，分段過小，加大現(xiàn)場安裝難度甚至無法安裝；分段過大，要求有大型加工場地、同時對道路運輸和現(xiàn)場吊裝條件要求高。因該橋上跨的成渝高速公路車流量較大，經(jīng)過對道路運輸情況和現(xiàn)場工況踏勘，需在中跨鋼箱梁架設(shè)時將成渝高速改到兩側(cè)緊挨的JS3、JS4集散匝道，因此，將橋梁運輸和吊裝寬度控制在6m以內(nèi)，長度控制在20m左右，確保橋梁順利運輸和吊裝。

二、吊裝方案提出

1.交通導改方案

先施工在新市樞紐互通區(qū)內(nèi)緊挨成渝高速公路的JS3、JS4集散匝道，待集散匝道施工完畢后，在新市樞紐互通上跨成渝高速公路中跨鋼箱梁架梁過程中，成渝高速公路上過往車輛導改到JS3、JS4集散匝道上，集散匝道做為臨時便道，雙向四車道通行，待新市樞紐互通上跨成渝高速公路橋中跨梁架梁施工完畢，再將交通改回成渝高速公路。如下圖1所示。

圖1　交通導改示意圖

2.鋼箱梁吊裝分段方案

本工程鋼結(jié)構(gòu)全部采用汽車運輸，主體鋼結(jié)構(gòu)部分分為40段分段制作的鋼箱梁部件加工制作。分段構(gòu)件長度21m，最大寬度5.9m，最大高度1.8m，構(gòu)件重量在35~55噸之間。本工程鋼箱橋采取工廠分段制作好后運至現(xiàn)場分段吊裝。鋼箱橋三跨總長度為70m。長度方向中間30m跨鋼梁在高速路中心線處斷開，兩端20m跨各為一個吊裝段；寬度方向，11.75m寬的橋從中間劃分，16.25m寬的橋均分成三幅。根據(jù)以上劃分原則，整個鋼箱橋劃分成40個吊裝段，具體分段示意圖如圖2所示。

圖2　構(gòu)件吊裝分段示意圖

3.鋼箱梁安裝順序

從左到右開始安裝，即從簡陽方向向蒲江方向安裝。具體安裝流程如下：安裝吊裝左側(cè)21m鋼箱梁、焊接、現(xiàn)場涂裝完→施工完成成渝高速公路兩側(cè)的輔道→封閉成渝高速路，將車流引入兩側(cè)輔道上，安裝中間跨的臨時支墩→吊裝中間跨、完成焊接及現(xiàn)場涂裝、防撞護欄→清理成渝高速路上的施工設(shè)備→還原成渝高速路，成渝高速正常通行→安裝右側(cè)18m跨鋼箱梁，完成現(xiàn)場焊接及其涂裝→安裝完畢。

4.鋼箱梁吊裝實施

（1）主橋安裝吊車選型

根據(jù)鋼箱梁吊裝方案，以吊裝最重55t鋼箱型梁為例，選用徐工200t汽車吊，根據(jù)徐工200t汽車吊性能，滿足吊裝要求。

（2）吊裝步驟

現(xiàn)場吊裝順序從左到右，由于中間跨安裝時需要將高速路改道，因此需提前施工完成高速路兩側(cè)的JS3、JS4集散匝道。安裝中間跨時，JS3、JS4集散匝道作為輔道保證成渝高速道路車流正常通行。吊裝順序由跨中向兩邊依次進行。

①安裝左側(cè)21m鋼箱梁。在安裝21m鋼箱梁前，需要提前施工完成成渝高速兩側(cè)JS3、JS4集散匝道，達到車輛的通行能力，首先吊裝此跨，具體詳見圖3所示。

圖3　21m跨吊裝示意圖

②焊接與涂裝21m跨如圖4所示，該跨現(xiàn)場焊接及其涂裝完成再進行下一步安裝。

圖4　21m跨涂裝示意圖

③安裝中間跨臨時支墩及吊裝中間跨。安裝前，聯(lián)系好交警和路政，將車輛導行至集散匝道，封閉主路。安裝臨時支墩，支撐基礎(chǔ)擱置在已有高速路道路中間，底部墊實。安裝臨時支墩及車輛通行示意圖詳見圖5所示。中間跨12.6m跨吊裝過程如圖6所示。

圖5　中間跨臨時支墩安裝及車輛通行示意圖

圖6　12.6m鋼箱梁吊裝示意圖

④18.4m鋼箱梁吊裝順序。吊裝完12.6m鋼箱梁后，開始吊裝18.4m跨，吊裝示意圖如圖7所示。

圖7　18.4m吊裝示意圖

⑤安裝完中跨后，完成所有現(xiàn)場焊接、涂裝以及護欄，其施工布置詳見圖8所示。

圖8　中間跨現(xiàn)場施工布置圖

⑥中間跨安裝完畢，將車流改回成渝高速，兩側(cè)集散匝道禁止車輛駛?cè)耄瑴蕚浒惭b右側(cè)跨的18m鋼箱梁橋。鋼箱梁運輸車輛及其汽車吊進入，吊裝完畢后，完成該段所有現(xiàn)場焊接及其涂裝。其施工布置圖詳見圖9所示。

圖9　18m鋼箱梁現(xiàn)場施工布置圖

（3）臨時支墩可靠性驗算

臨時支墩設(shè)置是本工程鋼箱梁吊裝的重要步驟，本工程臨時支墩方案圖如圖10所示。

圖10　臨時支墩方案圖

本工程11.75m寬箱梁自重為365噸；中間30m跨自重160噸；兩端20m跨自重為102.5噸。選取的施工荷載為2.0KN/m2。施工荷載取值為：2.0*11.75*15=352.5KN，合計35.25t，結(jié)構(gòu)自重80t，吊裝荷載（按活荷載考慮）： F1=43.3t、F2=29t、F3=43.3t。根據(jù)上述方案和工況分析，建立分析模型。其應(yīng)力簡圖如圖11所示。通過用midas Gen軟件校核，臨時支墩滿足設(shè)計要求。

圖11　應(yīng)力簡圖

三、結(jié)語

本工程鋼箱橋施工難點在于鋼箱梁運輸與吊裝和既有高速公路疏導。通過對現(xiàn)場起吊能力、位置布置及安裝順序?qū)蝮w劃分為若干吊裝區(qū)塊，最終橋梁運輸和吊裝寬度控制在6m以內(nèi)，長度控制在20m左右，確保橋梁順利運輸和吊裝，同時提高了工效，并實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。從本工程實施效果表明，該工程鋼箱梁橋所采取的吊裝方案是可行的，為同類工程施工提供參考實例。

（作者單位：中鐵二十局市政公司）

由于值班編輯審查疏忽，本刊2012年11月期，刊登的《EPC工程項目須注意的問題》完全剽竊了楊秀梅同志《大型EPC項目中總承包商須注意的問題》一文，特向楊秀梅同志表示歉意，并對吳大平的剽竊行為予以譴責。