山區跨線鋼箱梁吊裝施工的分析及應用

楊仁杰，田 恩

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401121）

1 工程概況

金安互通鋼箱梁為三跨連續梁，跨徑為24m+30m +24m； 箱梁結構形式為單箱雙室；箱梁采用等高變寬截面，頂寬9.0m，底寬6.0m，高1.5m；總重363.151t。施工區域地勢陡峻，墩柱高達30m，箱梁不能運輸到吊裝位置，鋼箱梁上跨主線連續T梁結構，不具備汽車吊等吊裝設備在地面上直接吊裝作業的條件。經研究，只能考慮在主線橋上布置起重站位點進行吊裝。

2 鋼箱梁加工

2.1 鋼箱梁節段劃分

受起重條件、連續T梁結構受力限制，必須將鋼箱梁進行分解后分塊吊裝。鋼箱梁縱向分成10個節段，第1節段長5.5m，第2節段長10.36m，第3節段長8.85m，第4節段長6.9m，第5節段長8.7m，第6節段長6.9m，第7節段長6.9m，第8節段長5.4m，第9節段長6.87m，第10節段長8.5m。箱梁縱向分段時避開支座中心和跨中位置，縱向分段及分段參數如圖1和表1所示。將鋼箱梁沿橫橋方向分成4塊，分塊寬1.5～3.1m，橫向分塊時避免沿著箱梁腹板、翼緣板根部劃分，在箱室中間劃分時避開箱梁的縱向肋板，如圖2所示。

2.2 鋼箱梁制造工藝

分段采用正造法，通過胎架保證分段的整體線性。（1）鋼箱梁分段制作過程中頂板、底板、腹板長度方向兩端均留20mm余量，梁段匹配制造完成后切割余量[1]；（2）合攏段的頂板、底板、腹板長度方向不留余量，待工地分段架設時根據實際測量長度進行切割；（3）縱肋現場嵌補長度為400mm。

3 鋼箱梁吊裝施工技術要點

3.1 臨時支架

鋼箱梁臨時支架基礎采用在承臺安預埋錨件、地面上的樁基礎及主線T梁安裝預埋件3種方式（考慮支架基礎傳遞荷載和汽車吊吊裝工況下的組合荷載，經設計院驗算，主線T梁受力滿足要求）。臨時支架采用φ600×10mm的鋼管樁少支架，每個節段設置6根承重鋼管樁，采用[25做平聯及斜撐，平聯間距為6m，鋼管樁帽采用1.0m×1.0m×0.02m的鋼板，鋼管樁頂內采用兩塊的鋼板呈十字交叉進行加固，鋼管樁頂采用雙拼56a工字鋼作承重梁，如圖2所示。

圖1 鋼箱梁分段及臨時支架布置圖

表1 鋼箱梁分段分塊重量及吊距統計表

圖2 鋼箱梁橫向分塊及支架斷面圖（單位：mm）

3.2 鋼箱梁吊裝

（1）平面布置及吊機選擇。經過現場勘查，考慮在金安立交左右幅橋面及11#橋臺位置布置5個汽車吊吊位，其中左幅橋在鋼箱梁大小里程兩側布置1、2號吊位，吊裝鋼箱梁1～3號節段，從線路1、2運輸至起吊位置；右幅橋在鋼箱梁大里程側布置3、4號吊位，吊裝4～8號節段，從線路3運輸至起吊位置；11#橋臺位置布置5號吊位，吊裝9～10號節段，從匝道路基運輸至起吊位置，如圖3所示。鋼箱梁節段分塊參數如表1所示。因每節段1號塊和4號塊為翼緣板，重量較輕，表中未列參數，但吊裝位置同相應節段。8號節段4號塊的吊幅最大為21.8m，最大起重量為2號節段2號塊，為21.7t，最大吊裝高度為第5節4號塊，為19.4m；最大吊裝力矩為9號節段的2號塊，其吊幅為17.3m，吊重14.4t，吊裝力矩為2484kN?m。因此，選擇120t汽車吊進行鋼箱梁吊裝可滿足要求。

（2）吊裝順序。吊裝時縱向分段以從1～10的順序依次吊裝，每個節段先吊裝2、3號塊，2、3號塊焊接并就位固定完成后，再吊裝1、4號塊。每個節段吊裝就位完成后進行下一節段的吊裝。

（3）吊耳設計。①吊點位置的確定。鋼箱梁吊裝的吊點位置設計在梁段重心線上，布置在有隔板的位置，當吊耳位置無法設置在隔板位置時，吊耳位置的頂板局部加厚補強。②吊耳的選擇。該次吊裝最大構件約為21.7t，采用4個吊耳同時起吊，則單個吊耳所受的垂直拉力P=21.7/4×10=54.25kN=5.5t。以鋼絲繩與水平面的夾角為30°計算，單個吊耳所受的斜向最大拉力F=P/sin30=54.25/0.5=108.5kN=10.85t。故選用承重150kN的吊耳可滿足要求。

圖3 鋼箱梁吊裝平面布置圖

（4）鋼絲繩及卸扣選擇。①鋼絲繩選擇。該次吊裝最大構件約為21.7t，經計算，鋼箱梁吊裝選擇直徑為36.5mm的公稱抗拉強度為1700MPa的6×37+1型鋼絲繩可滿足施工要求。②卸扣選擇。根據計算，單根鋼絲繩最大受力為10.85t，選用20t的卸扣可滿足施工要求。

（5）支座安裝。①永久支座與梁底楔形鋼板。鋼箱梁均采用JPZ（Ⅲ）系列單向（DX）、雙向（SX）及固定（GD）盆式橡膠支座。通過測量放樣將支座邊線畫出，按照支座邊線將支座吊裝到位，并經測量后調整支座標高和支座頂面水平度。支座就位后，仔細檢查其位置、標高，無誤后再進行支座灌漿，待灌漿料達到設計強度后擰緊錨固螺栓，完成支座安裝。鋼箱梁梁底楔形鋼板由鋼箱梁廠家根據支座處縱坡及橫坡加工制造，與鋼箱梁一起運輸至現場后安裝在支座上，再行吊裝。鋼箱梁整體焊接完成后，與梁底楔形鋼板焊接固定。②臨時支座。臨時支座采用雙拼[25型鋼卸荷塊，設置在支架主承重梁上，每排承重梁上方在每個節段2、3分塊的邊腹板下方各設置1個，在2、3分塊的縱向拼縫下方設置1個，即每節段鋼箱梁下方設置6個卸荷塊。卸荷塊與承重梁焊接固定，卸荷塊尺寸根據實測承重梁標高與鋼箱梁梁底標高差進行下料，下料長度略長于實測高差，卸荷塊安裝完成后，通過二次精確放樣再將卸荷塊切除，使卸荷塊頂面標高及橫縱坡滿足要求。

（6）吊裝及就位。橋面上吊裝需考慮T梁架設完成且濕接縫施工完成后才可進行。吊車在橋面上站位時需使支腿盡量支撐在靠近T梁腹板位置。鋼箱梁分塊直接運輸至汽車吊有效吊距范圍內時，通過汽車吊吊裝至支架上。鋼箱梁安裝就位接口匹配原則是從接口剛性強位置到剛性弱位置的順序依次完成匹配。鋼箱梁接口匹配控制程序為：起吊鋼箱梁與前一段平齊→對齊主腹板→焊接頂板碼板→測量箱梁高程及軸線→調整箱梁前端高程及軸線→焊接底板碼板→測量主梁前端高程及軸線→調整箱梁前端高程及軸線至設計位置。鋼箱梁吊裝就位時，由測量組提供梁段精確匹配高程，將梁段精確定位，梁段精確匹配高程誤差控制在2mm內。

吊裝前，根據臨時支撐處實際鋼箱梁底部設計標高修割標高調節型鋼，型鋼頂部焊接封頭板及鋼板擋塊，并在箱梁下底板外側相應位置做出標記[2]。

汽車吊吊起鋼箱梁至安裝位置正上方時緩慢落梁，在距離臨時支撐頂面50mm左右時停下，然后施工人員參照事先放出的鋼箱梁底板邊線、標記將鋼梁初步定位，之后再繼續落鉤至安裝位置。箱梁安裝至既定位置后，若與設計位置存在偏差，需對箱梁進行精確調整，調整按照先平面位置再高程的順序進行。

具體方法如下：①平面位置精確調整方法。在臨時支架上設置限位擋塊，初步定位橫橋向位置。在安裝完畢的鋼箱梁與待調整的鋼箱梁頂板上焊接兩個反力塊，然后在兩個反力塊間安裝20t千斤頂，通過千斤頂精調鋼梁的平面位置和焊縫寬度，也可用手拉葫蘆對拉吊耳進行調整。先調整橫橋向，再調整縱橋向，調整后再用碼板固定頂板、底板、腹板的對接縫。②垂直方向的調整。垂直方向吊裝前已設置標高調節型鋼，若鋼箱梁安裝就位垂直方向有偏差，則利用千斤頂將鋼箱梁頂起，然后將標高調節型鋼加高或割除即可。鋼梁位置調整完畢后，將梁體兩側及兩端的平臺上焊接限位板與鋼箱梁體焊接固定。

（7）人員通道及防護欄桿搭設。鋼箱梁縱向及橫向焊縫下方及卸荷塊安拆均需設置人員操作平臺，平臺采用3根工12.6型鋼做為主承重梁，橫向用φ12mm鋼筋連接，工12.6上方鋪設面網形成操作平臺，平臺外側設置防護欄桿，欄桿高度1.2m，采用φ48腳手管搭設，立桿與工12.6焊接固定，如圖2所示。

4 結束語

通過方案的實施，嚴格控制了支架體系的設計和搭設、設備選型和站位、吊索吊具計算選型、吊耳設計、鋼箱梁位置標高調整等，有效控制了安全風險，安全可控；標高及平面位置、拼縫寬度（5～8mm）、焊縫均滿足設計及規范要求，質量可控；15d完成吊裝，進度可控。這對山區跨線等類似工程的鋼箱梁吊裝施工具有一定的指導意義。