預(yù)制箱梁吊裝施工技術(shù)研究

金明陽 李寧寧 北京城建七建設(shè)工程有限公司

1 工程概況

某工程橋梁結(jié)構(gòu)采用預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)，橋梁跨度為100m，橋面寬29m。箱梁為預(yù)制廠加工完成后運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行吊裝。預(yù)制梁共計(jì)50 片，每片長度為20m，寬度為2.4m，高度為1.2m。施工場地位于國道東側(cè)，場地周邊無居民住宅樓等其他基礎(chǔ)設(shè)施（無地下管線和地上高壓線纜）。橋梁橫跨丹河，長度共100m。現(xiàn)狀河道內(nèi)水流較大，為方便施工，對現(xiàn)狀河道向西進(jìn)行導(dǎo)改。河道內(nèi)土為沙土，不能滿足吊裝要求，需進(jìn)行換填處理。

2 箱梁運(yùn)輸及吊裝準(zhǔn)備

2.1 吊裝準(zhǔn)備

本工程橋臺及蓋梁處支座采用球式支座，支座型為GQZ-1500GD、GQZ-1500DX，數(shù)量各50 個。支座進(jìn)場后，首先檢驗(yàn)支座的型號、技術(shù)指標(biāo)、規(guī)格尺寸是否符合圖紙要求，合格后方可使用。安裝前，在橋臺、蓋梁上精確定出支座位置。放置支座部位混凝土表面應(yīng)平整清潔，必要時要人工清理干凈，并保證混凝土表面干燥無水分及灰塵，以保證整個面積上的壓力均勻。認(rèn)真檢查所有表面、底座及墊石標(biāo)高。水準(zhǔn)儀測量出支座頂標(biāo)高，設(shè)計(jì)支座頂誤差必須在規(guī)范允許范圍內(nèi)。在吊裝前應(yīng)將支座表面清理干凈。預(yù)制箱梁從預(yù)制加工場運(yùn)出后，須經(jīng)過現(xiàn)況社會道路，計(jì)劃夜間進(jìn)行運(yùn)輸，為滿足吊裝需要，須在橋梁南北兩側(cè)修建15m寬臨時道路以供車輛通行。臨時道路及吊車占位點(diǎn)處均需平整場地至吊裝面，吊裝面及臨時道路標(biāo)高與現(xiàn)狀河道標(biāo)高相等，修建臨時路及吊車就位點(diǎn)用級配碎石回填碾壓。回填時均需分層壓實(shí)，每層0.25m，機(jī)械進(jìn)行整平，采用22t壓路機(jī)壓實(shí)，邊角處人工夯實(shí)，夯實(shí)處理后，并經(jīng)過釬探試驗(yàn)地基承載力大于78kPa，方可滿足吊車就位吊裝需要。

2.2 運(yùn)輸準(zhǔn)備

根據(jù)混凝土箱梁規(guī)格及運(yùn)輸路線的通行條件，混凝土箱梁采用陜汽德龍重型牽引車掛車機(jī)組運(yùn)載，主要由重型牽引車機(jī)組和炮車前后承載方式運(yùn)輸，該車組轉(zhuǎn)向靈活，承重性強(qiáng)，方便運(yùn)輸。

為防止運(yùn)輸過程中因顛簸和傾斜造成預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁位移，裝車后須進(jìn)行捆扎緊固。每車組選用直徑為22mm的鋼絲繩兩套，每車配備倒鏈8只、包角8 只，用鋼絲繩打圍，包角墊在鋼絲繩與預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁體的結(jié)合部位，保護(hù)梁體不受損傷，梁體與車體之間用硬木支墊，梁體與硬木之間鋪墊地毯，防止污損梁體。倒鏈緊固，將混凝土箱梁與前后車轉(zhuǎn)盤緊固為一體。

運(yùn)輸路線選取應(yīng)結(jié)合道路限重情況，每輛汽車運(yùn)輸一片箱梁，并考察運(yùn)輸路線，確保沿線道路橋梁滿足載重車輛運(yùn)輸要求。

3 箱梁吊裝

3.1 吊具選擇

全橋吊裝采用雙機(jī)聯(lián)合吊裝，分別為徐工QYA100t 汽車起重機(jī)和徐工QYA130t 汽車起重機(jī)（見圖1）。

圖1 箱梁吊裝

其中徐工QYA130t 選用臂桿長度為21.28m，最大作業(yè)半徑為12m，最大起重量為38.5t，箱梁最大重量60.06t，加吊索具重量1.52t，（60.06÷2+1.52）÷38.5=0.82，載荷系數(shù)82%。

徐工QYA100t 選用臂桿長度為21.6m，最大作業(yè)半徑為9m，最大起重量為35t，箱梁最大重量60.06t，加吊索具重量1.017t，（60.06÷2+1.017）÷35=0.88，載荷系數(shù)88%。

選用的汽車起重機(jī)符合單機(jī)吊裝不超過單機(jī)額定起重量95%的規(guī)范要求。

鋼絲繩選用Φ50mm6×61+1，長度為10 米4 根進(jìn)行吊裝。

依據(jù)GB/T 5972—2016《起重機(jī) 鋼絲繩 保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)和報廢》進(jìn)行鋼絲繩承載力計(jì)算，鋼絲繩吊索與橋梁水平夾角為90°，箱梁最大重量為60.06t。

每股鋼絲繩吊索受力為：

通過初步估算選用6×61+1，Ф50mm 的鋼絲繩吊索，查表計(jì)算如下：S=P×S1。

式中S——鋼絲繩的最大破斷拉力，S1——查表，F(xiàn)0=6×61+1，Ф50mm 鋼絲繩破最大斷拉力總和為1580kN÷9.8kN/t=161.2t，P——折減系數(shù)，6×61為0.80。

鋼絲繩的安全系數(shù)取6計(jì)算，根據(jù)JGJ 276—2012《建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范》第4.3章），則鋼絲繩最大安全拉力為：

F2＞F1，因此選用的鋼絲繩吊索符合吊裝要求。

3.2 地基承載力計(jì)算

徐工QYA130t型汽車起重機(jī)自重（包括配重38t）為103t，構(gòu)件重量60.06t（按最重考慮）。徐工QYA130t 型汽車起重機(jī)工作時，地基土所承受壓力：N＝60.06/2（梁重）+103（汽車起重機(jī)重量）＝130.03t，每條支腿受力M=N/4=32.5t。

支腿最大受力取1.5 倍不均勻系數(shù)，汽車起重機(jī)支腿下鋪設(shè)2.5m×2.5m×0.3m 方形路箱式墊板，支腿對地面壓力32.5÷6.25＝5.2t/m2，5.2×1.5＝7.8t/m2＝78kPa。

考慮最不利情況，徐工QYA130t 汽車起重機(jī)對地面的壓力為78Pa。根據(jù)現(xiàn)場情況，原狀土多為沙土，需進(jìn)行換填處理，采用級配砂石換填并經(jīng)過釬探試驗(yàn)地基承載力大于78kPa，即可滿足吊車就位吊裝需要。

3.3 吊裝流程

根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度及現(xiàn)場實(shí)際情況，吊裝分兩次進(jìn)行，首先吊裝北幅：①A1-A0軸北幅5片、②A2-A1 軸北幅5 片、③A3-A2 軸北幅5 片、④A4-A3 軸北幅5片、⑤A5-A4軸北幅5片。然后吊裝南幅：⑥A0-A1 軸南幅5 片、⑦A1-A2 軸南幅5 片、⑧A2-A3 軸南幅5片、⑨A3-A4軸南幅5片、⑩A4-A5軸南幅5片。

吊裝①號點(diǎn)時現(xiàn)場1#130t 吊車第一占位點(diǎn)位于A0軸橋臺西側(cè)，2#100t吊車第一占位點(diǎn)位于A1軸與A2 軸之間靠近臨時道路一側(cè)，第二就位點(diǎn)在第一就位點(diǎn)南側(cè)4m處（詳見圖2），吊裝②號點(diǎn)時，2#吊車不動，挪移1#吊車至A3軸。運(yùn)梁車東西向就位北側(cè)臨時道路。支腿下墊2.5m×2.5m×0.3m 箱式墊板，吊裝時由南向北依次進(jìn)行吊裝。

圖2 吊裝流程

吊裝時兩臺吊車同時分別鉤掛箱梁兩端1.5m處，逐漸收緊鋼絲繩，吊離運(yùn)梁車20mm后，停吊5min進(jìn)行檢查（主要檢查索具是否牢固，吊車各部機(jī)構(gòu)、鋼絲繩等是否良好），觀察吊車吊鉤是否垂直，負(fù)載系數(shù)能否達(dá)到要求，檢查沒有問題，吊車再緩慢起吊箱梁回轉(zhuǎn)、變幅至待架梁支座處，緩緩放下就位。就位后檢查箱梁支座是否有松動、箱梁是否平穩(wěn)。如有不平應(yīng)重新起吊校正，直到平穩(wěn)為止。按上述進(jìn)行下一片的吊裝。

吊梁時應(yīng)監(jiān)測汽車吊支腿是否持力，有無脫空、偏移現(xiàn)象；支腿處地基的受力沉降情況；履帶吊行走時是否有下沉、彈簧等情況。

如果吊裝過程中發(fā)現(xiàn)地基軟弱下沉，應(yīng)及時通知吊車司機(jī)停止吊裝，將梁緩慢落下，汽車吊采取加大支腿墊箱或加鋪2cm鋼板的措施加固，履帶吊采取行走路線上鋪墊2cm鋼板的措施加固，通過加固驗(yàn)證效果后，方可繼續(xù)作業(yè)。

3.4 吊裝注意事項(xiàng)

箱梁裝車時，確保車輛承載對稱均勻，保持平穩(wěn)，構(gòu)件支撐點(diǎn)下放置支撐物并固定牢固。構(gòu)件在運(yùn)輸前必須綁扎穩(wěn)固，確保運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定。構(gòu)件裝車支墊點(diǎn)要符合規(guī)定要求，鏢繩打緊并墊上鋼包角，防止混凝土梁邊角處損壞。箱梁卸車，安裝時吊車臂起落要平穩(wěn)，低速，禁止忽快忽慢，避免碰撞而引起構(gòu)件損壞現(xiàn)象。

施工前根據(jù)中心線和墩臺中心及梁支承中心的坐標(biāo)放出每片梁的縱向中心線、蓋梁端線，作為支座安裝和梁吊裝的控制線，同時施工前要在每片梁兩端標(biāo)出梁的豎向中線，作為梁就位控制的依據(jù)；箱梁吊裝就位必須放置平穩(wěn)牢固，落梁位置要準(zhǔn)確，梁體落位后進(jìn)行梁體支撐穩(wěn)固，然后再松吊鉤，嚴(yán)禁梁體受損；箱梁安裝時要邊安裝邊進(jìn)行校正，驗(yàn)收，直到符合質(zhì)量要求方可脫鉤；箱梁吊裝時位置應(yīng)準(zhǔn)確，且與支座密貼。如就位不準(zhǔn)或與支座不密貼時，必須重新起吊，采取墊鋼板等措施，并應(yīng)使支座位置控制在允許偏差內(nèi)，不得用撬棍移動架、板。

4 吊裝安全措施

4.1 設(shè)備安全措施

鋼絲繩的驗(yàn)收應(yīng)依據(jù)GB/T 5972—2016《起重機(jī)用鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)、報廢》中的規(guī)定對鋼絲繩進(jìn)行使用前的驗(yàn)收，確保鋼絲繩潤滑良好，接頭連接正確、牢固。使用吊、索具前應(yīng)檢查其合格證，并試吊，確認(rèn)安全。應(yīng)提供產(chǎn)品合格證、自檢合格證明等文件。

汽車起重機(jī)應(yīng)按照流動式起重機(jī)械檢查驗(yàn)收表相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢查，并要求其產(chǎn)權(quán)單位提供產(chǎn)品合格證、自檢合格證明等文件。對其整機(jī)、鋼絲繩與吊鉤、卷筒與滑輪、電氣系統(tǒng)、制動機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、安全裝置等進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后方可投入使用。

構(gòu)件吊裝時，吊裝面及地面必須各派一名專職安全指揮，項(xiàng)目部安全員監(jiān)督檢查。構(gòu)件吊裝的吊點(diǎn)必須設(shè)在設(shè)計(jì)的吊環(huán)位置，嚴(yán)禁擅自改動。吊裝所用的鋼絲繩、夾具質(zhì)量使用前必須進(jìn)行檢查，保證完好。

吊裝現(xiàn)場四周拉好安全警示標(biāo)志，嚴(yán)禁閑雜人員進(jìn)入吊裝現(xiàn)場。司機(jī)在工作中如發(fā)現(xiàn)吊車有故障或其他異常現(xiàn)象應(yīng)立即停車，必要時會同有關(guān)專業(yè)人員查明原因，排除故障后方能繼續(xù)工作。

4.2 施工過程安全措施

運(yùn)輸途中配合兩臺工程車準(zhǔn)備足夠數(shù)量的備胎及其他備件，安置專業(yè)修理工隨車，遇到特殊情況及時處理排障。梁裝車支點(diǎn)要符合設(shè)計(jì)要求，膘繩要打緊并墊上包角，防止梁邊角處變形破裂；卸車、安裝時吊車臂起落要平穩(wěn)、低速，禁止忽快忽慢，避免碰撞而引起構(gòu)件損壞。

吊裝前應(yīng)配備設(shè)置兩名（佩戴明顯標(biāo)志的）起重工，一名主信號工用對講機(jī)進(jìn)行指揮，另外一名信號工觀察吊車及起吊狀況，與主信號保持溝通。

吊裝開始時要試吊，吊起200mm，停吊5min檢查（主要檢查索具是否牢固，吊車支腿是否牢固），無問題后方可繼續(xù)吊裝。箱梁吊裝時，施工人員應(yīng)聽從指揮，施工現(xiàn)場內(nèi)嚴(yán)禁閑雜人員在已經(jīng)架好的梁上行走、停留。

吊裝作業(yè)時，橋梁下嚴(yán)禁站人，與吊裝作業(yè)無關(guān)人員和不直接參加吊裝的人員，不得進(jìn)入施工區(qū)域。吊裝前檢查起重設(shè)備和吊具，是否符合安全要求，不合要求的杜絕使用。在起重機(jī)工作有效半徑、有效高度及適當(dāng)安全范圍內(nèi)不得有障礙物。吊裝現(xiàn)場地面要平整堅(jiān)實(shí)，以保證吊機(jī)穩(wěn)定作業(yè)，吊裝過程中安排專人觀察站位處的基礎(chǔ)變化情況，并在每次試吊過程中做好觀測基礎(chǔ)的工作。

高處作業(yè)區(qū)域必須設(shè)禁區(qū)并設(shè)置圍欄，禁止行人、閑人通行闖入。高處作業(yè)人員必須按規(guī)定路線行走，禁止在沒有防護(hù)設(shè)施的情況下，沿高墻腳手架、挑梁、支撐、起重臂等處攀登或行走。所需的材料、工具、設(shè)備等必須根據(jù)施工進(jìn)度隨用隨運(yùn)，禁止超負(fù)荷。作業(yè)料具應(yīng)堆放平穩(wěn)，并充分考慮風(fēng)荷載影響，工具應(yīng)隨時放入工具袋內(nèi)，嚴(yán)禁亂堆、亂放和高空拋物。

5 結(jié)束語

預(yù)制混凝土箱梁單件重量大、數(shù)量多，且地處河道地區(qū)，吊裝施工具有一定的安全隱患，通過介紹箱梁運(yùn)輸與安裝安排、汽車起重機(jī)和起重設(shè)備的計(jì)算選擇，吊裝時起重機(jī)的移動與安裝就位等，介紹了吊裝方法、吊裝注意事項(xiàng)與安全技術(shù)措施，以達(dá)到提高安全意識，盡量避免因安全事故導(dǎo)致人民生命財(cái)產(chǎn)的損失，并供類似工程參考借鑒。