城市復雜環境下鋼結構橋梁吊裝施工技術

孫彬彬

（中鐵十六局集團第二工程有限公司）

1 工程概況

成安渝大道橋梁工程位于成都市繞城高速內側，分別上跨成安渝高速匝道、成洛大道、大運會連通道、靈龍東路-西江西路連接通道、及一條無名路，橋梁兩側與天府綠道順接，鋼箱梁施工位于字交叉路口，車流量大。工程全長1502.0m，其中跨越大運會直聯通道段長104m，跨徑布置為28m+48m+28m，上部結構采用單箱單室鋼箱梁，下部采用獨柱花瓶墩、下接承臺及鉆孔灌注樁基礎，跨越無名路及成安渝高速、成洛大道段全長340m，跨徑布置為（36m+38m+36m）+（40m+55m+55m+40m+4 0m）。具體橋型布置見表1。

表1 橋型布置 （m）

2 鋼箱梁吊裝總體方案

吊裝是橋梁鋼箱梁施工中的重點環節，此處采用臨時支架+履帶吊聯合吊裝的方案。橋梁第五聯鋼箱梁（11#～14# 墩）有4 個吊裝節段，第十四聯鋼箱梁（36#～39# 墩）有5 個吊裝節段，第十五聯鋼箱梁（39#～44#墩）為10 個吊裝節段，其中第十五聯鋼箱梁吊裝節段（4#、8#～9#）橫向分2 塊進行吊裝。全橋共有26 個鋼箱梁加工塊段，均以設計要求為準，在指定的加工廠制作成型，通過質量檢驗后用平板拖車轉運至現場安裝。

吊裝工作量較大，為順利吊裝，提前搭設臨時支架，然后將各節段安裝到位、焊接、涂裝，確認無誤后將臨時支架拆除。

設備方面，吊裝選用260t 履帶吊。

圖1 為鋼箱梁平面圖，圖2 為鋼箱梁平面位置圖。

圖1 第五聯（11#-14# 墩）鋼箱梁平面位置圖

圖2 第十四、十五聯（36#-44# 墩）鋼箱梁平面位置圖

3 臨時支架的現場布置方式

在現場布設16 個臨時支架（編號為1#～16#）用于臨時支撐鋼箱梁。數量方面，11#～14#墩3 個、36#～39#墩4 個、39#～44#墩9 個，即共計16 個臨時支架。

3.1 臨時支架的結構

單個臨時支架的主要結構為：取壁厚為10mm 的φ350mm 鋼管作為立柱，共4 根；取16a 槽鋼以組拼的方式設置成型，作為連桿；待立柱設置到位后，取合適尺寸的鋼板作為封頂蓋板，然后于上方設雙拼I32a 工字鋼作為分配梁；待分配梁設置到位后，再于上方設壁厚為6mm 的φ180mm 鋼管作為安裝調整支撐點，以滿足鋼梁承載要求，保證受力的合理性，避免鋼梁變形問題；分別為各分配梁設兩個角鋼作為限位擋板，以保證鋼箱梁定位的準確性；除此之外，在鋼管基礎底部設0.6m×0.6m×0.14m 鋼板（錨板）和φ20mm 鋼筋（錨筋）。

3.2 臨時支架的安裝及拆除要點

⑴臨時支架的安裝。原材料運抵施工現場后，詳細檢查尺寸、表觀形態等，確認無誤后加工制作鋼管立柱和分配梁。以焊接的方法使預埋鋼板與鋼管底部連接，構成整體[1]。先用25t 汽車吊將鋼管立柱吊裝到位，經過調整后確保鋼管立柱的頂面標高可以滿足要求，然后設置橫向分配梁。部分鋼結構近墩柱部位底面采用變截面的形式，且存在坡度，因此可能會出現鋼結構滑動的問題，為有效規避，在鋼箱梁底部加墊楔形方木，以焊接的方法在梁底設置擋板。

⑵臨時支架的拆除。逐跨拆除鋼管支架，分別為各支架適配8 臺50t 千斤頂，在鋼管支架上同步頂升，用氧氣乙炔切割的方法拆除鋼管。為了順利完成鋼管支架的拆除作業，8 臺千斤頂交替受力，以分級的方法逐步卸載，并且嚴格控制單次卸載量（≤10mm）。正式卸載前先組織試驗，經過試卸載后判斷千斤頂的實際使用情況，確認無誤后方可正式卸載。有秩序地卸載后方可將千斤頂拆除。然后開始拆除分配梁，此部分以切割的方法劃分為兩段，再聯合應用25t 吊車和鏈葫蘆將分配梁置于地面上，做進一步的拆除。最后拆除連接系、鋼管立柱。臨時支架拆除后分類管理各構件，避免隨意堆放。

4 鋼箱梁吊裝施工的硬件配套及技術參數

4.1 吊機的配套

吊裝機械設備采用1 臺260t 履帶吊，主臂長39m。11#～14# 墩鋼箱梁單個節段最長為32m，吊裝高度12m、作業半徑9m，最大吊重81.5t，履帶吊可吊裝137.5t，滿足要求；對于36#～39#墩鋼箱梁，單個節段最長為25m，吊裝高度7m、作業半徑11m，最大吊重77.9t，履帶吊可吊裝107.25t，滿足要求；對于39#～44#墩鋼箱梁，單個節段最長為26m，吊裝高度13m、作業半徑11m 內，最大吊重98.1t，履帶吊可吊裝107.3t，滿足要求。

履帶吊吊裝施工期間，地面承受壓力存在差異，其中最大值發生在吊裝最重節段鋼箱梁時，綜合考慮吊裝扁擔、吊鉤等附屬裝置，確定最大節段鋼箱梁吊裝時的總重，即鋼箱梁自身（98.1t）和各類附屬裝置（0.5t），共98.6t；還考慮到施工現場配備吊車的自重（260t），因此地面需要承受的最大值F合為98.6+260=358.6t。進一步分析受力情況，單履帶的長度為8.39m、寬度為1.2m，其受力面積S 為8.39m×1.2m=10.068m2。基于前述數據確定地面單位負荷，即q=1.2F合g/2S=1.2×358.6×10/（2×10.068）=213.7kPa。

為保證吊裝設備的穩定性（避免下陷、偏斜等問題），對地面采取壓實措施或做硬化處理，確保地基的承載力至少達到250kPa，在此條件下方可吊裝。

4.2 吊具的配套

⑴吊裝卡環。吊耳孔徑為φ120mm，適配吊裝安全荷載32t 卡環，卡銷直徑68mm。

⑵鋼絲繩?？紤]最重鋼箱梁節段（98.1t），據此展開計算，選擇合適的鋼絲繩。計算時按3 點吊裝考慮，各吊點所受自重為32.7t。具體的受力情況如下：各吊點均有2 根鋼絲繩，單根強度1670MPa，最小破斷拉力為Fg=1140kN，不均勻系數α=0.82，據此展開計算，確定單個吊點鋼絲繩的安全系數，即K=2α [Fg]/32.7×10=5.7，達到“安全系數為5～6”的要求。此外，各吊索計算長度均按18m 考慮，考慮到吊裝安全要求，編制12根，其中有4 根作為備用。

⑶吊耳的配套及安裝。在鋼箱梁的各節段中，最重為98.1t，其余各節段的吊裝重量均小于該值。經分析，認為7#節段屬于最不利吊裝塊段，因此根據該節段的特點設計吊耳。吊索與鋼箱縱向、橫向的水平夾角分別取60°、85°，吊耳的結構如圖3 所示。

圖3 吊耳設計圖

各段鋼箱梁的吊耳數量均為4 個，吊耳材質為Q355C，結構組成包含耳板、加強耳板以及加勁板三大部分。此外，統一將吊耳設在腹板處。

5 鋼箱梁吊裝施工流程及要點

按照如下流程有序吊裝鋼箱梁：

⑴準確界定鋼箱梁吊裝作業區域以及車輛通行區域的具體范圍，根據現場地質條件做硬化處理，確保場地及通道可承受機械設備自重等作用，并全面清理場地上的障礙物[2]。

⑵以鋼箱梁節段劃分情況為主要參考，確定合適的臨時支架安裝位置，對該區域的基礎進行處理，直至滿足承載力要求為止；施工臨時支架基礎，將合適尺寸的預埋鋼板設置到位。在現場適配25t 汽車吊，利用該設備完成1#～16#臨時支架的搭設作業，過程中加強檢測與控制，要求垂直度＜L/1000 并且不超過15mm，否則需調整；在分配梁上測放鋼箱梁支撐點及限位裝置的位置，以焊接的方法將調節鋼管及限位擋板設置到位。支座得到臨時固定處理后，于指定位置安裝節段縱向限位裝置。

⑶于交通流量低峰期或夜間將鋼梁運輸至現場，從小里程向大里程有序吊裝。根據施工要求將260t 履帶吊擺放到位。吊裝前，先在支架平臺上測放橫縱向安裝位置作為參照基準，并配套橫縱向限位擋板，起到輔助的作用。施工全程加強對組裝精度的檢測與控制，盡可能從源頭上避免質量問題[3]。

⑷履帶吊移動至36#～39#墩小里程，運梁車就位，共同參與各節段的吊裝作業。在此階段，按照“1#→5#”的順序依次吊裝。為了保證吊裝的順利進行，先在支架平臺上測放橫縱向安裝位置，配套限位擋板，在實際吊裝過程中依然需要加強檢測與控制，保證鋼箱梁節段準確到位。

⑸在前述基礎上，將履帶吊移動至39#～44#墩小里程，同時運梁車精準就位，按照該方式繼續完成后續各節段的吊裝作業。

⑹鋼箱梁吊裝到位后，焊接并做探傷檢測，保證焊接質量；支座灌漿等配套工作落實到位后施工橋面系；若各方面均無質量問題則拆除臨時鋼管支架及基礎。

6 結束語

鋼結構橋梁吊裝施工是一項系統性較強、細節較多的工作，必須結合實際情況制定鋼結構安裝施工流程，按照特定的順序將各項工作落實到位。本工程中，針對施工現場環境相對復雜的情況，設計了鋼箱梁吊裝總體方案，并在施工過程中加強檢測與控制，最終取得了良好的施工效果。