跨高速公路鋼箱梁橋吊裝施工的關鍵技術分析

胡紅波

（重慶市建筑科學研究院有限公司，重慶 400000）

0 引言

由于我國城市化進程加快和交通需求增長，城市高架道路系統發展迅速，城市環線高速公路和快速公路組成的主干道在城市交通中發揮著關鍵作用。隨著橋梁技術的發展和城市道路交通需求的不斷增加，鋼箱梁橋的跨度已越來越長，呈現出明顯的增長態勢[1]。

鋼箱梁橋大多采用預制場制作的方式，各構件加工成型后運輸至現場吊裝，吊裝周期短、時間快，如何在不影響交通正常通行、保證橋梁安裝質量和吊裝安全的前提下快速完成吊裝，一直是橋梁工程人員面臨的難題。

1 工程概況

曾家巖北延伸穿越內環新增通道工程（ZK0+000—ZK2+020標段），主線2號橋上跨內環快速路和機場快速路，左幅橋梁全長396.5 m，其中鋼箱梁長度為（25+36.2+36.3+35）m；右幅橋梁全長524.5 m，其中鋼箱梁長度為（28+38+35.3+34.8）m。

此橋道路交通繁忙，交通組織方案復雜，鋼箱梁吊裝需要占道、封道施工，因此，吊裝工序只能在夜間進行，交通轉換、保通、施工組織及管理難度極大，施工安全風險較高。

2 鋼箱梁的現場吊裝及組裝

2.1 施工準備

為保證鋼箱梁吊裝安全，現場施工準備應提前全部就緒，高速公路交通轉換開口及臨時支架支墩應全部施工完畢。

2.2 高速公路交通轉換

根據工程施工特點及道路行車方向，鋼箱梁應按照架設第一跨、第二跨、第三跨、第四跨的順序施工。

高速公路交通轉換：夜間封閉東環至人和方向內環快速路，引導內環車輛駛入機場高速，在機場路遠端開口位置進行車輛分流，二次引導原自內環駛入機場高速路的車輛通過遠端開口駛入內環。

2.3 鋼箱梁分段長度、重量及機械選用

（1）根據分段梁片長度、重量及汽車吊站位位置選擇汽車吊型號，計算統計如表1所示。

表1 計算統計

（2）梁片最大重量、汽車吊最遠輸送距離危險部位分析。①E3梁片吊裝：E3梁片最大重量為76 t，采用一臺400 t汽車吊進行吊裝，最大回轉半徑為13 m，汽車吊吊車負荷率為98%，此工況下400 t汽車吊最大起重量為87.5 t，起吊安全。②G3梁片吊裝：G3梁片最大重量為47 t，采用一臺600 t汽車吊進行吊裝，最大回轉半徑為26 m，吊車負荷率為92%，此工況下600 t汽車吊最大起重量為58.6 t，起吊安全。

2.4 鋼箱梁起吊鋼絲繩、吊耳、卸扣的選用

2.4.1 鋼絲繩繩徑的選擇

選擇鋼絲繩直徑時，一般可根據鋼絲繩受到的拉力（許用拉力P）求出鋼絲破斷拉力總和ΣS0，再查表找出相應的鋼絲繩直徑。其中鋼絲繩的容許拉力可按式（1）計算。

式中：P——鋼絲繩的容許拉力，kN；ΣS0——鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，kN；α——鋼絲繩破斷拉力轉換系數；K——鋼絲繩使用安全系數。

通過各項數據計算，本工程選擇直徑為76.0 mm、公稱抗拉強度為1770 MPa的6×61的鋼芯鋼絲繩，該鋼芯鋼絲繩完全滿足施工要求。需要注意的是，現場提供的鋼絲繩必須有試驗報告。

2.4.2 臨時吊耳的設置

本工程的臨時吊耳設在面板與腹板和橫隔板結構相交的位置，該位置是支撐點，保證了箱梁框架的橫截面尺寸，也是箱梁最堅固的位置，可以保證箱梁在吊裝過程中截面不扭曲或彎曲，顯著提高了承載力。如無法在隔板位置安裝吊耳，吊耳位置處的天花板需要部分加固[2]。

設置臨時吊耳時須計算拉應力、剪應力、焊縫強度。

根據梁體材料重力分部計算得到構件重心位置，在每個節段上設置4個吊耳。

2.4.3 卸扣的選用

當前吊裝施工中吊環銷軸屬于心軸，不傳遞任何扭矩，只受彎矩和剪力影響。本工程最大起重量為78 t，按80 t計算。通過計算最不利工況下汽車吊的位置和起吊角度，并查表，選用4個8級35 t卸扣即能滿足吊裝要求。

3 鋼箱梁吊裝

3.1 鋼箱梁起吊、試吊

（1）先將吊索吊緊，檢查繩索是否牢固、打結或漏捆等，并檢查吊鉤是否與構件重心在同一垂直線上，是否打轉。

（2）確定無誤后拆除支撐架，吊離墊木100 mm后停止上升，每次上升或下降的高度約為0.3 m。

（3）再次檢查以上項目和吊車的剎車性能，確認無誤后方可繼續起吊。

（4）作業中發現起重機傾斜、支腿變形等不正常現象時，應立即放下重物，空載進行調整正常后，才能繼續作業[3]。起重機械在作業中停機時，必須將重物落地，不應將重物吊在空中。

（5）起吊過長、過大的大型重噸位物件時，必須先試吊，且離地不高于0.1 m，經檢查確認穩妥，并用圍繩牽住吊物、保持平穩后，方可指揮起吊運行。要求為試吊2次后方可正常吊運。

3.2 吊車轉臂

由指揮人員指揮吊車緩慢轉臂，箱梁不得碰擦機臂，由輔助人員配合牽引攬風繩，吊車進行勻速轉臂，至指定區域落下。安全負責人隨時檢查吊車、吊臂及各項操作的安全狀況。

3.3 梁體落位

鋼箱梁快落位時，用尺量的方法調整鋼箱梁與臨時支墩上所畫的鋼梁中心線，使其與投影線重合。調整時采用手拉葫蘆的方式進行微調，鋼箱梁到位后才開始指揮鉤下放，最終使鋼箱梁就位在規定位置。

其具體工藝方法是：鋼箱梁定位段落位時，箱梁離臨時支撐鋼管樁頂100 mm時停止下放，然后通過吊車擺臂使鋼箱梁中心線與橋臺或臨時支撐上預先放樣好的箱梁中心線基本重合后（誤差在50 mm范圍內）停止擺臂，在梁段兩頭安放手拉鏈條葫蘆，使其一端固定在鋼箱梁兩端中的一端，另一端固定在橋臺或臨時支撐的預埋件上，通過牽引葫蘆微調箱梁中心線和端頭線，使鋼箱梁與預定定位線完全重合，然后再指揮鋼箱梁緩慢下降，至此完成鋼箱梁對位工作[4]。

鋼箱梁對正后吊車暫不松鉤，采用型鋼或厚鋼板使鋼箱梁與臨時支撐之間錨固，鋼箱梁懸臂底板與臨時支撐或橋臺之間設置型鋼支撐，以增強鋼箱梁的穩定性，待全部錨固妥后吊車再緩慢分階段（75%、50%、25%、0%）卸載，每一階段卸載后均應停留2 min左右，觀察臨時支撐變形情況，如有異常，則應停止卸載并予以加強處理，如情況正常，則可下達松鉤指令。

鋼梁掛鉤時要注意鋼梁的安裝方向，避免出現偏離問題。定位段需與橋臺和臨時支撐調節管之間進行焊接錨固，并在鋼箱梁挑臂端設置防傾鋼管支撐[5]。

3.4 鋼箱梁對接

主梁就位固定、測量檢查位置完畢后，將主梁與上一片梁用馬板臨時錨固，鋼梁對接位置臨時焊接加固后方可解除汽車吊的連接。

后一片梁片與前一片梁片合攏后，在頂板、底板和腹板上用鋼板或型鋼將相鄰兩片梁錨固。

箱梁吊裝完畢后，采用測量儀器測量鋼箱梁，并用千斤頂調整橋的縱坡、橫坡和標高。

4 結語

本文主要介紹了曾家巖北延伸穿越內環新增通道工程（ZK0+000—ZK2+020標段）主線2號橋上跨城市內環及機場路鋼箱梁吊裝的施工過程、保通及安全措施。通過研究得到以下結論。

（1）嚴控施工質量，保障施工安全。跨線橋梁的施工過程對現有交通影響大，社會關注度高，因此，須高度重視橋梁結構的施工質量和安全，務必保證萬無一失。施工單位相關管理人員應及時做好安全技術交底工作，應嚴格按設計及規范要求施工。

（2）認真把關鋼箱梁原材料和加工制造質量。鋼箱梁在駐廠制造時，要做好原材料和加工工藝的事前、事中、事后控制，務必保證鋼箱梁的加工制造質量，嚴格按規范要求的驗收標準進行出廠驗收。

（3）高度重視鋼箱梁吊裝施工對現有交通的影響，嚴格按審批合格的施工方案進行施工。鋼箱梁吊裝前，施工單位應組織吊裝班組全體人員進行施工方案的詳細交底，并可提前做好應急救援預案的演練。本文研究了如何在不影響既有交通，或將對既有交通的影響降到最小的情況下，并在保證質量和安全的前提下，在規定時間內完成鋼箱梁吊裝作業，為類似跨線橋梁工程的建設提供了有價值的經驗。

總體來說，隨著城鎮化建設的深入，對城市規劃的要求越來越高，大跨度鋼箱梁在橋梁建設中的重要性也越來越明顯。當前，隨著先進吊裝設備的更新換代，大跨度鋼箱梁吊裝施工技術大大彌補了傳統吊裝技術的不足，不僅提高了現代橋梁吊裝工程的施工效率、質量和安全性，也為未來的研究提供了實證支持，促進了大跨度鋼箱梁橋施工技術的持續進步。