城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術分析

岳粹歌

(合肥市重點工程建設管理局,安徽 合肥 230001)

1 工程概況

合肥市二環路是合肥市一條重要的環線道路,是眾多車輛進出合肥市區的必經之路,二環路全程約42 km,分別由北二環路、南二環路、西二環路和北二環路組成。

本次介紹北二環自西二環至合武鐵路(暢通二環：西二環-合武鐵路段)，全長約5 km,其中高架長約4.5 km，概算20.3億元，主線橋共37聯，4對上下匝道，5聯鋼箱梁，其中G1(Z2聯)、G3-2(Z27聯)、G3-3(Z35聯)鋼箱梁采用等截面單箱多室魚腹板截面，呈封閉式箱形截面，箱梁中心線處梁高2.67 m，Z2聯鋼箱梁位于主線橋跨懷寧路處，Z27聯鋼箱梁位于主線橋跨四里河橋處，Z35聯鋼箱梁位于主線橋跨規劃潘集路節點處，寬度分別為30 m、25 m、25 m，主線標準懸臂長度為3m。主線橋G2(Z3聯)鋼箱梁位于SE匝道與主線節點處，為高度變寬斷面鋼箱梁，梁截面為單箱多室魚腹板截面，呈封閉式箱形截面，箱梁梁高為2.47 m，頂板寬度為38.7～54.299 m。主線橋G3-1(Z14)聯鋼箱梁位于主線橋跨四里河路交口,為等寬變高箱梁,箱梁全寬25 m,箱梁高度變化由2.27 m～3.57 m,保持翼板5.7 m范圍與魚腹式混凝土現澆箱梁外輪廓梁對齊,中腹板變高的方式變化,梁底采用二次拋物線方式變化,變化范圍為中墩橫梁之外向兩側各 28 m。懸臂梁采用焊接工字梁結構,鋼材材質為Q345qD。鋼箱梁結構特點見表1。

表1 鋼箱梁結構特點

2 鋼箱梁吊裝施工

在高架橋項目建設過程中，鋼箱梁吊裝是非常重要的組成部分，并且在實際施工期間危險系數比較高，因此在施工之前需要做好相應的防護措施，對交通需要改移道路路線，并確保城市交通的正常運輸，減少施工對交通系統的影響。鋼箱梁吊裝現場環境復雜，垂直、水平運輸的制約因素多[1]。同時需要提前準備高架橋梁鋼箱梁吊裝施工的材料，以及相關的施工設備，并根據具體的施工程序制定相應的施工管理措施，對全程施工進行監控。在準備妥當施工的準備工作后，需將施工現場進行封閉，并對周圍的環境做好保護措施，然后進行高架橋梁鋼箱梁吊裝施工，如圖1所示。鋼箱梁吊裝進行接口匹配時則需要進行兩次操作，首先完成接口的粗匹配，其主要目的是調整箱梁線型，確保中心軸線[2]。

圖1 鋼箱梁吊裝施工

在實際施工期間，還需要對鋼箱梁的基礎坐標、大小、高架橋的形狀、方位等進行全面了解，并與施工設計圖紙、施工現場進行核對，同時還需要對現場的組裝、焊接、安裝情況進行檢查，在確保無誤的情況下，將相關的數據做好記錄、驗收后，由專業的安全員對相關的設備進行檢查，確保高架橋梁鋼箱梁吊裝施工的安全質量。

3 施工排架布設

本次主橋鋼箱梁臨時支架結構設計成鋼管立柱格構式支架，在支架頂部長度方向上設置橫撐(雙拼工字鋼)，支架基礎為350 mm厚C20混凝土，長寬尺寸按照圖紙施工，并設置預埋件與支架立柱焊接，如圖2所示。各支架具體位置高度將在施工時，由測量人員再復測并繪圖，現場交底，確保支架位置準確。臨時支架高度以安裝之前現場測量為準，支架采用直徑529×10 mm、420×8 mm的鋼管，材質為Q235鋼。為保證排架的穩定性，在進行實際的施工之時，需要做好鋼桁支架的自重、施工人員和施工設備的荷載以及鋼箱梁節段施工整體過程給予支架所施加的最大荷載的分析，計算出最大荷載時候鋼桁支架需要承擔的應力和內力值，計算出鋼桁支架的位移、反力值以及穩定系數[3]。

圖2 臨時排架布設

在高架橋梁鋼箱梁吊裝施工期間，在安裝過程中主要分為兩個階段，在確保交通道路通行的情況下，需要進行道路中相應排架的鋼箱梁安裝，主要開放部分交通，緩解交通壓力。此外，將道路中間的排架進行拆除，并轉換交通，將剩余的排架鋼箱梁進行安裝，并根據高架橋梁的承受力，將部分的排架進行拆除，或者將相鄰的排架進行拆除，減少對城市道路交通的影響。整體排架的單排寬度、長度以及高度應當保持在現有橋體可以承受的范圍內，并相互搭配以增強排架的可用性與便捷性[4]。

4 鋼箱梁吊裝施工技術

4.1 選擇合適的吊車

高架橋梁鋼箱梁吊裝施工，主要的機械設備為吊車，一般情況下選擇的是雙機抬吊，但受現場的區域環境的影響，有時需要選擇大噸位單機作業，因此在吊車選擇方面需要根據起吊噸位，結合實際的施工環境進行施工方案設計。此外，還需要對施工場地的環境、周圍環境問題等進行全面分析，如果施工環境周圍的障礙物比較多，一般選擇較大噸位的汽車起重機來實施單機吊裝工作，選取的吊車與高架橋建造進行匹配運用，因此吊車選擇期間的參考影響因素比較多。

本工程主橋鋼箱組合梁吊裝吊耳安排在鋼箱組合梁底板上，與鋼箱組合梁腹板和橫隔板結構相交的位置對應。每一節段鋼箱組合梁設置吊耳四個，注意布置需兩端對應，確保四個吊耳均勻受力，最大起重重量為104 t，單個吊耳的允許負荷取35 t。

4.2 鋼箱梁吊裝的施工要點

在吊裝過程中，應盡快將箱梁安裝到位，盡量減少箱梁在高空的長時間停留，鋼絲繩與鋼箱梁頂板應保持合理的角度，一般不宜大于60°[5]。在鋼箱梁放置在支架后，采用靜壓的方式進行處理，一般靜壓的時間為3～7 d，然后觀察檢測支架的沉降程度，并做好記錄，在確保支架沉降穩定后，在吊裝安裝完畢，則采用螺栓鎖定鋼箱，并將支座的鎖定裝置進行鎖定，在高架橋施工結束后，需解除鎖定裝置。

4.3 鋼箱梁吊裝時的精度控制

在鋼箱梁施工期間，為了提高鋼箱梁的施工質量，在吊裝期間不能有任何的差錯，因此在安裝期間，需要確保其精度，并嚴格安裝，才能有效提高吊裝施工的質量。在吊裝施工期間，需要專業度較高的施工人員參與施工，主要在吊裝期間對施工人員進行交底、培訓，并對吊裝施工技術實施進一步加強，提高施工人員的安全意識。此外，在吊裝施工前，還需要采用精密的儀器對施工的中心軸線和邊線進行測定，然后用鋼板設定固定點，有助于方便后續的施工。在吊裝施工期間，需要使用限位碼板，主要防止梁段發生位移，一般情況下，主要采用三角鋼進行固定，減少梁段位移的偏差，并利用固定三角鋼對箱體進行固定，提高高架橋梁鋼箱梁施工的質量。

4.4 提高鋼梁拼裝和安裝的質量

鋼箱梁的吊裝工程在高架橋梁建設施工中屬于重要環節，在梁段安裝后，還需要對其進行調整，以此確保高架橋的施工質量。在調整拼接吊裝之前，需要施工人員做好測量，根據測量的數據進行調整，以便提高拼接施工的精度。對接焊縫端部按規定設置引板，并在引板上起、熄弧，確保焊縫端部質量[6]。一般情況下，在調整期間，從第一節縱梁開始，調整完成一節之后，再進行調節下一節，依次進行調整，同時還要增加依偎板，有助于保持腹板的平直性。在鋼梁起吊期間，需要保持其平穩性，并用依偎板進行緊密貼合，以此確保高架橋梁鋼箱梁的施工質量。

5 結束語

目前，我國城市經濟發展的速度越來越快，城市規模不斷擴大，為了改善城市交通擁堵現象，城市高架橋的建設正在逐步加大，鋼結構箱梁高架橋成為高架橋建設的重要組成部分，鋼箱梁安裝施工需要在施工前做好施工準備，確保施工周圍環境的安全性，選擇合適的吊車，對具體施工要點進行分析，對施工的精度、拼接、安裝的質量進行嚴格把握，保證鋼箱梁的吊裝施工質量，提高鋼箱梁安裝施工技術，從而提高高架橋的整體施工質量。