城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術應用探析

摘要：高架橋作為城市交通網絡重要組成部分，可以充分利用土地，有效減輕交通壓力，提升通行效率。鋼箱梁具有外觀平整、主梁跨度大、力學性能優異、利于縮短工期等特點，在城市高架橋建設中得到了廣泛應用。結合實際項目展開研究，進一步分析城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術的具體要點，可為后續城市高架橋建設提供參考借鑒。

關鍵詞：城市高架橋；鋼箱梁；吊裝施工；應用探析

0" "引言

高架橋作為現代城市立體交通體系的核心部分，其建設質量直接影響著城市交通水平的高低。鋼箱梁吊裝施工技術具有技術先進、應用效果好、采用范圍廣等諸多優勢，合理應用該技術，有助于提高高架橋項目的施工質量和施工效率。本文結合實際項目展開研究，進一步分析城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術的具體要點，為后續城市高架橋建設提供參考借鑒。

1" "項目概述

本文研究的施工對象是B市某高架橋項目。該項目主梁選擇采用簡支鋼箱梁結構，橫跨既有道路。為了更好的支撐梁體，在其兩側各建造6個支座，尺寸約為58cm×17cm。整個項目的總長約為2.6km，鋼箱梁部分中心線長為58.9m，寬度為12.7m，以三箱單室截面，高度約為3.3 m。

2" "施工準備工作

2.1" " 物資準備

鋼箱梁吊裝過程中，會使用到種類繁多的物資，科學高效的準備物資，是項目正常推進的基礎。因此在施工開始前務必科學、高效的完成物資準備工作。其內容主要包括以下兩個方面：

一是機械設備的準備。鋼箱梁吊裝會頻繁用到大型吊裝設備，主要是起重機。首先要根據施工現場的實際情況、項目的具體需求等因素，選擇最符合本項目施工要求型號的起重機。本項目根據前期規劃研究，選擇使用1臺履帶起重機。接下來認真檢查準備入場的起重機，主要排查其是否存在故障或者故障隱患，確保其能連續正常運行且功能保持完整方能入場。最后，使用大型運輸車輛將起重機運輸到施工現場制定區域，對其進行固定，并檢查固定效果，避免發生松動情況，為后續鋼箱梁吊裝作業做好準備。

二是施工材料準備。在鋼箱梁吊裝作業過程中，需要質量優異的混凝土、鋼筋等材料。鋼箱梁本身的制作同樣需要性能優異的鋼絲繩，鋼絲繩的質量決定了再吊裝過程中安全性。在鋼絲繩的選擇方面，主要是根據1個鋼箱梁段的最大重量來選擇。在本項目中1個鋼箱梁的最大質量約為160t，設置4個吊裝點，每個吊裝點受力約為40t。為此鋼絲繩的抗拉強度需超過1700MPa，長度為28～32m，共需要6根，其中4根安裝在吊裝設備上，2根作為備用，兩根相連的鋼索夾角約為60°。

2.2" " 人員準備

人員作為工程建設項目實際的參與者，其技術水平直接影響著整個項目的施工水準。因此在鋼箱梁吊裝作業開始以前，需要從以下幾點做好人員的準備工作：

一是在技術人員和施工隊伍選擇上必須精益求精，結合項目的實際情況和施工要求，針對性的選擇人員和隊伍，確保可以勝任此項施工任務。

二是開展針對本工程的技術培訓，介紹本工程的施工方案和技術方案。針對難度較高或比較新的技術需要進行專題培訓，以確保施工參與人員理解透徹。

三是開展全面系統的施工安全培訓，通過培訓使施工人員掌握施工現場安全相關知識，提高人員的安全責任意識，確保所有現場作業人員都能遵守相關的現場安全規章制度，接受安全責任管理，不發生安全事故，保障工程項目的有序開展[1]。

2.3" " 場地準備

為確保項目的順利進行，在開工前應做好施工的場地準備工作。根據設計規劃要求，明確符合施工需求的場地范圍，并在施工場地外側設置符合國家標準要求的隔板，把施工場地和外部進行隔離，避免內外互相干擾。在施工場地的出入口，設置門衛室，安排人員提前進駐，所有項目參與人員進出現場都需要嚴格檢查。要求進入現場人員必須佩戴安全帽，施工人員著安全服，無關人員不得入內，避免出現安全事故。離開施工場地的人員和車輛也要進行排查，防止現場施工物資丟失。

2.4" " 地基處理

在項目地基處理過程中，需要注意以下內容：在既有道路區域內，需要澆筑一定量的C20混凝土，用來澆筑條形基礎，其寬度與路面相同；在新建道路區域內，先要翻松施工范圍內的土壤，深度控制在0.4m左右，接著在土壤里注入5%的水泥。通過碾壓操作使土壤強度達到200kPa后，建造厚度12cm、寬度3m的混凝土條形基礎。

根據施工現場的實際情況，考慮到構建物的受力情況，可以把條形基礎設定為8m×1.2m×0.4m、1.5m×1.2m×0.5m、9m×1m×0.3m等3種類型。所有條形基礎都使用C20混凝土，并輔以12mm規格的鋼筋網。另外，本項目在施工過程中有可能發生碰撞，所以在基礎實際建設時，高度應比最初設計值加高0.2m，以有效提升基礎的防撞性[2]。

3" "鋼箱梁吊裝施工流程

3.1" " 施工方案

本項目施工地點位于B市中心區域的主干道上，日常車流量很大，且跨越地段為高速的橋梁部分，這很大程度上增加了施工難度。為了減少項目施工對附近交通的影響以及對周圍橋梁結構的破壞，規劃設計單位設計了3套方案，分別是分片吊裝方案、分段吊裝方案及頂推方案，專家組經過對比研究，從施工難易度、工期、成本等角度充分考慮后，決定采用分片吊裝方案。

在項目施工中，為保證施工區域既有道路可以正常運行，并更好的保護既有橋梁結構不受到損傷，傳統做法是在既有橋梁上面搭建支撐結構。而采用鋼箱梁吊裝施工法就不需要如此麻煩，只需在既有橋梁的側面固定起重機，分3次吊裝3片鋼箱梁，然后將鋼箱梁和橫隔梁焊接成一個整體。

為確保吊裝作業的順利進行，每片鋼箱梁進行吊裝時，附近區域都需要封閉交通1h左右，且在施工現場也要盡量將附近車輛和人員清場。在焊接過程中，可將周圍交通恢復正常通行狀態。但仍需要做好作業防護措施，避免發生安全事故。

3.2" " 鋼箱梁分段

在開工前，建設單位需要聯系工廠按照施工要求建造預制鋼梁，然后將其運送到施工現場。為保護施工現場周圍自然環境，盡量避免在現場制作鋼梁[3]。為了便于車輛運輸，需要在鋼梁橫向分箱室制作，在箱梁縱向分成3段，每段長度約為20m。分批將各段的梁體運輸到施工現場后再組裝成一個整體，構建成對應的單箱室。本項目各片鋼箱梁參數見表1。

需要注意的是，車輛將各片鋼箱運輸到施工現場后，各片鋼箱需要在吊裝平臺上組裝成一個整體。各片接頭的對接是關鍵之處，如果對接過程不當，就有可能引發鋼箱梁形變，從而影響梁體的應用效果。

為了確保各片鋼梁能夠順利對接，需要使用專業的接頭對接設備。采用該設備操作簡單，對接效果好，可以避免出現對接事故。

3.3" " 鋼箱梁制作

鋼箱梁的制作主要采用倒裝法，采用無余量精度加以控制。倒裝法的基本流程為：通過測量放樣測出梁體的長寬高；按照各片鋼梁的規格，通過剪切和沖切把鋼板切割成制定的形狀；剛接上面的鋼板，將縱肋進行固定；放置側腹板和側腹板，將下部鋼板、橫隔板及冀緣進行固定；使用BIM軟件模擬拼裝效果，根據效果情況及時進行調整，以期達到最佳效果；為加強梁體的抗腐蝕性，在鋼箱梁表面涂抹特定涂料[4]。

鋼箱梁分段作業中，無余量設置令梁體內有一定的補償量，如果在組合各段梁體過程中，拼接角度位置等不夠準確，會對鋼箱梁整體質量造成影響，給后續使用埋下隱患。因此在施工過程中，需要運用無余量精度控制法，確保鋼箱梁拼接的準確性。結合變形量、焊縫收縮量等數據，根據鋼箱梁實際情況，計算出合理的收縮變形量，避免拼接時發生不能合攏情況。

3.4" " 設置支頂架

鋼箱梁主跨較大，在吊裝過程中，需要在鋼箱梁的兩側設置大小適宜的支頂架，對鋼箱梁進行支撐，避免其發生滑動、掉落等情況。在全部支頂架上部需固定500kN以上承載力的升降機械設備3臺，以起到對鋼箱梁微調的作用，確保其時刻位于最準確位置。支頂架還有另一個用途，即當做鋼箱梁對接和焊接的作業平臺。

3.5" " 鋼箱梁吊點選擇

在本項目施工過程中，結合鋼箱梁的規格和質量，確保其吊裝到指定位置，并在鋼箱梁表面安裝4個吊點。鋼箱梁的內部構造非常復雜，一個箱梁內密度分布不均勻，重心通常情況下并不在中心點，因此使用分片的吊裝方式，并對應計算出每段的重心位置，以此為基礎設置吊點。

梁體整體結構比較大，在吊裝過程中應當采取措施避免其發生形變。在縱向加筋和橫隔交匯處設置吊點，只有設置在這里才最為穩定，否則必須額外進行加固，才能確保吊裝過程中不發生形變[5]。鋼箱梁布置如圖1所示。

3.6" " 鋼箱梁吊裝

在吊裝作業開始前，應當事先進行模擬吊裝演練，以避免吊裝過程中發生事故，確保實際吊裝作業萬無一失。吊裝演練在通常情況下先于正式吊裝，但如果正式吊裝失敗，也可能在后續重新進行吊裝演練。在吊裝演練完成后，應當檢查鋼索和起重機，確認其沒有問題后吊起鋼箱梁。

吊裝過程中提升速度應當低于1.25m/min。把鋼梁吊起到距離橋墩制作面約1m位置處，將機械臂進行延伸為24m。然后根據此距離，結合現場實際情況，調節吊起結構。通過轉動機械臂，將鋼箱梁吊運至制定位置，緩緩放下。當鋼箱梁與梁體距離約20cm時靜止，左右微調梁體位置，確保梁體在最準確的位置，再讓鋼箱梁繼續下落。當梁體碰到橋面后，摘掉吊鉤，檢測梁體的受力情況，根據受力結果調節升降設備，確保梁體狀態最佳[6]。

3.7" " 焊接作業

完成鋼箱梁的吊裝等一系列作業后，需要把鋼箱梁和橫梁通過焊接的方式固定在一起。在焊接過程中，為避免影響周圍的正常交通運行，可以通過移動門架把橫梁轉移到適合作業的區域。接著在兩個橫梁之間鋪設調板，在它上面鋪模板，同時準備防火盆、滅火器等防火滅火設備。采取必要措施防止高空墜物，避免出現安全事故。為了確保各個部分的焊接效果，應當針對性的使用不同的焊接方式，具體見表2。

4" "結語

鋼箱梁施工技術在城市高架橋建設項目中應用較為頻繁，通過應用該項施工技術，提高了施工了質量、縮短了施工時間，同時對周圍交通的干擾降到了最低，為我國城市化建設起到了推波助瀾的作用。然而，鋼箱梁施工技術仍然存在很多可以提升改進的方面，希望通過本文對該項技術應用的探析，為日后相關項目提供參考借鑒。

參考文獻

[1] 楊陽，嚴亞飛，李勝.城市高架鋼結構橋的鋼箱梁制作技術[J].建筑施工，2018，40（12）：2140-2142.

[2] 岳粹歌.城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術分析[J].工程與建設，2021，35（4）：805-807.

[3] 宮潤喜.城市高架鋼箱梁制作與安裝施工技術[J].珠江水運，2020（9）：22-23.

[4] 周韜.城市軌道交通高架段線路接觸軌膨脹接頭安裝曲線優化研究[J].城市軌道交通研究，2021，24（7）：74-78.

[5] 王敏權.城市高架鋼箱梁橫向分塊吊裝施工效應分析研究[D].杭州：浙江大學，2018.

[6] 汪勁豐，張良，向華偉.城市鋼箱梁橋橫向分塊施工分析[J].橋梁建設，2017，47（1）：109-113.