大節段鋼箱梁長懸臂吊裝施工技術

張 洪 濤

(中鐵(貴州)市政工程有限公司,貴州 貴陽 550025)

0 引言

根據不同的橋梁結構特點，現場施工條件和現有施工技術，可以將大跨度鋼箱梁橋的施工方法分為多種，常見的吊裝方法有分段吊裝、整體吊裝、懸臂拼裝、整體提升等方法[1-4]。鋼箱梁的安裝受到場地和橋梁結構等因素的限制，需要綜合考慮，結合經濟性進行選擇。

大節段吊裝法施工將鋼箱梁劃分為較長節段，在工廠內完成梁的制造，利用運輸設備將大節段運送到指定位置，利用吊裝技術，將節段吊裝到指定位置。大節段吊裝施工由于施工靈活，有效地提升了施工效率，被越來越多應用于施工中。

在連續鋼箱梁橋的吊裝施工過程中，對各節段的焊接要求精度較高，且在橋梁施工中受到多種因素的影響，如施工荷載，施工材料，現場測量以及施工方案等。在橋梁合龍梁端轉角及成橋線形時，需要根據實際的施工順序，對誤差進行分析控制，確保每個施工階段可以順利進行，保證施工質量[5-7]。為了保證連續鋼箱梁橋的吊裝施工的安全，確保橋梁的施工質量，需要對吊裝施工技術開展相應的研究。

1 工程概況

該連續箱梁橋位于貴安新區核心區。該地區地形高程總體上西高東低、南北高中間低，主要用地高程在1 200 m～1 300 m之間，區域外圍的西、南、東北方向均有自然連續山體，作為城市的景觀背景。

貴安新區中心大道—百馬大道立交工程，立交工程包含中心大道、百馬大道兩條主干路。其中，中心大道主線以地道形式下穿交叉口，路線全長700 m。百馬大道經改建的楊梅寨中橋后，以高架形式跨越交叉口，路線全長900 m。橋梁設計荷載為城市A級，橋梁設計基準期為100年，設計使用年限100年，結構安全等級為一級。

2 吊裝施工整體布置方案

考慮到本項目橋梁架設于地下空間之上，而最大的吊裝節段長度超過了17 m，重量達70 t，因此結合場地實際條件布置合理的起吊位置，需要同時滿足地基承載力及起吊懸臂長度，本橋梁的節段吊裝施工時，起重機位于下拉槽之中，吊車位置基本固定，以保持良好的吊裝視野和機械的回轉空間，起重機的位置和吊裝區域的空間關系如圖1所示。工程現場必須進行場地堅實且平整，清除施工障礙，修筑道路，場地要滿足構件運輸車輛的行駛及轉彎半徑的需要。

3 吊裝節段劃分

本鋼箱梁橋采用工廠預制，現場焊接拼接，分塊吊裝施工模式，其中箱梁分塊預制工作在本公司成都工廠完成，分塊箱梁通過公路運輸至施工現場，然后在現場按照箱梁線性布置拼裝胎架。在箱梁與箱梁的接頭處，為了避免蓋板的對接縫與腹板的對接縫重合，以及出現十字焊縫，將蓋板的對接縫與腹板的對接縫相互錯開300 mm，同時U型肋、板條肋均留400 mm的工地嵌補段。整座鋼箱梁橋共有左、右兩幅，單幅在縱向各分為前述A,B,C,D,E五個區，其中A區一段有3個吊裝單元，B區兩段有6個吊裝單元，C區五段有10個吊裝單元，D區兩段有6個吊裝單元，E區一段有3個吊裝單元，單幅小計28個吊裝單元。兩幅共計56個吊裝單元，如圖2所示。按照上述分塊方法，確定出分塊中最大鋼箱梁規格尺寸為：17.3 m×6.7 m×2.2 m，最重箱梁重約78.6 t，采用目前通用運輸板車即可完成運輸工作。

4 吊裝工況分析及施工順序

上跨橋的吊裝施工包含了兩大類工作，一是臨時支架的吊裝架設，二是箱梁節段吊裝施工。其中臨時支架采用了25 t級別的汽車吊進行施工；箱梁節段按照分區不同，采用不同吊裝機械進行施工，A,E兩區節段重量較小，且離下拉槽中履帶式起重機距離超過90 m，吊裝穩定性保證困難，因此采用了130 t級的汽車吊進行施工，其余節段均采用350 t履帶吊施工。主要的施工流程如下：

1)測量放點，用25 t汽車吊安裝臨時支撐架；

2)用130 t汽車吊在PM10吊裝左幅ZA1-1,ZA1-2,ZA1-3，右幅YA1-1,YA1-2,YA1-3，共計6個構件；

3)使用350 t履帶吊超起工況吊裝左幅ZB1-1,ZB1-2,ZB1-3，共計3個構件，完成右幅YB1-1,YB1-2,YB1-3的吊裝施工，共3個構件；完成左幅和右幅B區構件的施工ZB2-1,ZB2-2,ZB2-3,YB2-1,YB2-2,YB2-3，共計6個構件。

按照上述施工順序，分別依次完成剩余C區、D區和E區的各梁段吊裝施工，并逐漸焊接各段。

5 橋段吊裝定位技術

大節段吊裝施工過程中，將受到各種因素的影響，如材料彈性模量、梁重、施工臨時荷載、溫度等參數的誤差，加上施工中的測量、施工誤差，均會引起橋梁施工狀態與理想狀態的偏差。這些偏差的累計將會影響橋梁的內力和線形，影響大節段連接，造成超寬焊縫或者焊接前的大節段梁端轉角過大，導致合龍困難，也可能導致橋面標高達不到預期要求，橋面鋪裝厚薄不一，影響工程質量、鋪裝質量。

起吊拼裝前，通過施工現場量測控制網對臨時支架上所有支點及橋梁支座進行觀測，確保所有控制點的空間位置差異在控制范圍內。節段起吊至支座附近時，暫停起重機升降及旋轉，采用了人工大致調整結構空間位置，然后緩慢降低結構高度，直至結構完全安放于橋梁支座上。此時保證起重機工作狀態，以控制相對空間位置。

根據本橋梁的吊裝施工工序，主要分為粗定位和精調定位。根據工廠制作鋼箱梁時每個節段上做好測量標記，按監控要求告知對應每個測量點的X，Y，Z的坐標值，節段吊裝時以橋梁中心線為基準，采用全站儀進行鋼箱梁的粗定位(見圖3)，以減少微調時的工作量。精調定位分為縱橫向調整和橫向調整。鋼箱梁粗定位后首先進行縱橫向位置的調整，其方法是先利用4個螺旋千斤頂將鋼箱梁微微頂起約30 mm，然后通過手拉葫蘆移動千斤頂下部的雙向滑塊，以實現梁段的縱橫向移動。用螺旋千斤頂將鋼箱梁頂起，通過調整鋼墩的高度將梁段頂起或落下，每次約10 mm～20 mm，反復此過程，直至達到監控數據的要求。各節段吊裝落架的三維坐標根據施工監控提供的數據確定。鋼箱梁體定位公差符合要求后馬板固定并與鋼墩點焊，要求定位焊有足夠的強度。避免連續焊，盡可能的減少對梁底板材的損傷。圖3為施工現場測量放樣。

6 結語

本文以百馬立交上跨大橋施工為背景，針對復雜施工環境下長懸臂大重量鋼箱梁節段吊裝施工問題，從施工整體布置、吊裝節段劃分、吊裝工況及施工順序等方面進行了分析，并結合實際情況提出相應的橋梁線型控制技術。通過本文所研究的施工技術，本項目橋梁施工質量和效率得到了很好的保證，研究結果可供類似項目參考。

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