鋼箱橋吊裝施工技術(shù)及實(shí)例

任東平

鋼箱橋吊裝施工技術(shù)及實(shí)例

任東平

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到了越來(lái)越重要的作用。高速公路作為交通運(yùn)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(lái)越多，施工環(huán)境越來(lái)越困難，施工難度也越來(lái)越高。鑒于鋼箱梁橋自重輕、強(qiáng)度高、跨度大、對(duì)施工環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)，而逐漸較多應(yīng)用到跨越既有線的橋梁建設(shè)當(dāng)中。但同時(shí)鋼箱梁運(yùn)輸及吊裝又受到現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的影響，這就要求在跨越高速公路施工過(guò)程中采取車流導(dǎo)改和合理分段吊裝技術(shù)措施，這些技術(shù)在實(shí)際工程的應(yīng)用中取得了良好效果。

一、工程概況

四川省簡(jiǎn)陽(yáng)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(jì)角度為94°。本工程鋼箱梁橋施工難點(diǎn)在于鋼箱梁的運(yùn)輸與吊裝。鋼箱梁的分段需結(jié)合制作、運(yùn)輸和安裝工況全面考慮，分段過(guò)小，加大現(xiàn)場(chǎng)安裝難度甚至無(wú)法安裝；分段過(guò)大，要求有大型加工場(chǎng)地、同時(shí)對(duì)道路運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)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(guò)對(duì)道路運(yùn)輸情況和現(xiàn)場(chǎng)工況踏勘，需在中跨鋼箱梁架設(shè)時(shí)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(yùn)輸和吊裝寬度控制在6m以內(nèi)，長(zhǎng)度控制在20m左右，確保橋梁順利運(yùn)輸和吊裝。

二、吊裝方案提出

1.交通導(dǎo)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(guò)程中，成渝高速公路上過(guò)往車輛導(dǎo)改到JS3、JS4集散匝道上，集散匝道做為臨時(shí)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(dǎo)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(yùn)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(zhǎng)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(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)分段吊裝。鋼箱橋三跨總長(zhǎng)度為70m。長(zhǎng)度方向中間30m跨鋼梁在高速路中心線處斷開(kāi)，兩端20m跨各為一個(gè)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(gè)鋼箱橋劃分成40個(gè)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(kāi)始安裝，即從簡(jiǎn)陽(yáng)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(chǎng)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(shí)支墩→吊裝中間跨、完成焊接及現(xiàn)場(chǎng)涂裝、防撞護(hù)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(chǎng)焊接及其涂裝→安裝完畢。

4.鋼箱梁吊裝實(shí)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(chǎng)吊裝順序從左到右，由于中間跨安裝時(shí)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(shí)，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(jìn)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(dá)到車輛的通行能力，首先吊裝此跨，具體詳見(jiàn)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(chǎng)焊接及其涂裝完成再進(jìn)行下一步安裝。

圖4　21m跨涂裝示意圖

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

圖5　中間跨臨時(shí)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(kāi)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(chǎng)焊接、涂裝以及護(hù)欄，其施工布置詳見(jiàn)圖8所示。

圖8　中間跨現(xiàn)場(chǎng)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?zhǔn)備安裝右側(cè)跨的18m鋼箱梁橋。鋼箱梁運(yùn)輸車輛及其汽車吊進(jìn)入，吊裝完畢后，完成該段所有現(xiàn)場(chǎng)焊接及其涂裝。其施工布置圖詳見(jiàn)圖9所示。

圖9　18m鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)施工布置圖

（3）臨時(shí)支墩可靠性驗(yàn)算

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

圖10　臨時(shí)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(jì)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(jiǎn)圖如圖11所示。通過(guò)用midas Gen軟件校核，臨時(shí)支墩滿足設(shè)計(jì)要求。

圖11　應(yīng)力簡(jiǎn)圖

三、結(jié)語(yǔ)

本工程鋼箱橋施工難點(diǎn)在于鋼箱梁運(yùn)輸與吊裝和既有高速公路疏導(dǎo)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)輸和吊裝寬度控制在6m以內(nèi)，長(zhǎng)度控制在20m左右，確保橋梁順利運(yùn)輸和吊裝，同時(shí)提高了工效，并實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。從本工程實(shí)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(shí)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(xiàng)目須注意的問(wèn)題》完全剽竊了楊秀梅同志《大型EPC項(xiàng)目中總承包商須注意的問(wèn)題》一文，特向楊秀梅同志表示歉意，并對(duì)吳大平的剽竊行為予以譴責(zé)。