跨既有線鋼混組合梁鋼結構分段吊裝施工技術分析

夏妮娜

（江西省公路工程有限責任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

隨著社會經濟的穩定發展，基礎設施的建設速度日益加快，山區高速公路等項目正在如火如荼地進行，其中山區高速公路拼接及跨設施、線路施工情況較多。因山區地勢起伏大，地質溝壑穿插、地形險隘，會增加線路施工的難度，為滿足跨徑的整體要求，可采用鋼混組合梁形式，確保施工順利進行。施工過程中，需要對施工因素進行綜合考量，評估橋梁荷載、地基承載力等，在保證確保施工質量與安全的前提下，快速完成鋼結構安裝，提升施工效率。

1 工程概況

某山區高速公路項目位于省級要道，其中F 匝道為整體式橋梁，起到貫通南北交通的重要作用。橋長627.63m，橋寬10m，梁高2.5m，第21 跨為鋼混組合梁。該橋上跨既有高速公路，跨徑為42m。施工過程中梁體鋼材選用型鋼+混凝土，型鋼規格和使用數量如表1 所示。

表1 組合鋼梁型鋼材料清單

該項目整體施工難度大，鋼結構吊裝是施工中的重難點。由于該橋梁第21 跨位置特殊，位于既有高速公路正上方，加之兩端頭在陡壁處，臨時搭建支護結構難度較大。此外，鋼混組合梁在F 匝道橋位置，體型和重量均比較大，難以吊裝（該處橋高46m，吊車無法在橋下施工）。綜合上述情況，需借助汽車吊采取分段吊裝方式，夯實鋼結構施工基礎，以確保施工順利進行。

2 跨既有線鋼混組合梁鋼結構分段吊裝施工思路

結合施工現場吊裝需求，需要合理拆分F 匝道橋鋼混組合梁，將鋼結構主梁分為不同的吊裝節段（見表2），并能采用工廠分段制造方法。既有高速公路左右幅中間地勢平穩，可搭設1 處臨時支架，確保整體結構的穩定性。鋼結構分段運至既有高速公路對應橋位處，臨時封閉部分道路，借助吊車進行施工，吊車將結構起吊至臨時支架上，為后續施工提供保障。

表2 分段吊裝明細

3 跨既有線鋼混組合梁鋼結構分段吊裝施工技術

3.1 測量放樣

在跨既有結構箱梁分段吊裝施工中，需落實好測量放樣，以保證吊裝施工品質和效率。在具體實踐中，可借助全站儀進行放樣，確保鋼混組合梁施工的規范性，在放樣階段測出臨時支架的具體參數值。此外，在支座墊石中心點做好相應的標記，明確沉降觀測點的位置。上述步驟完成后，要借助精準的水準儀復核標高等參數，復核已經安裝的節段，確保安裝位置精準無誤，為后續施工提供保障[1]。

3.2 臨時支架基礎施工

測量放樣結束后，要對場地回填平整，并有效夯實。臨時支架基礎施工前還需要檢測場地承載力。結合施工技術要求，若承載力小于300kPa，說明臨時支架基礎處理不到位，無法滿足后續施工需求，需對地基實施換填處理。

臨時支架基礎施工要點如下：

第一，對支架基礎實施標準硬化（采用C30 混凝土夯實），提高地基承載力，基礎內設兩層鋼筋，強化支撐效果，鋼筋同排間距20cm，預埋地腳螺栓，為后續的支架搭設提供保障。支架材質為Q235B，施工中采用標準節搭設，各節段采用法蘭盤連接，且單個法蘭需要配備8 個高強螺栓，以形成一定的支撐力。

第二，為強化施工效果，消除吊裝施工質量隱患，要求施工中所用材料具備較高的耐久性，減少結構腐蝕風險。鋼結構等材料附帶產品合格證及相關性能檢測報告方可進場。此外，要結合行業規定實施標準的抽樣復檢[2]。

3.3 吊裝施工

3.3.1 吊裝準備

吊裝前的準備工作包括以下內容：

第一，搭設臨時支架，并通過相關質量驗收。對150t 汽車吊、吊裝使用的鋼絲繩等設施進行安全性檢測，減少施工風險[3]。需要對吊裝方案、安全措施等進行交底，明確相關技術參數。吊車及鋼結構運輸車要停放在服務區（指定位置）。

第二，由于吊裝施工十分復雜，因此在正式吊裝前需封閉現有高速公路，提前發布施工信息，并聯系相關部門有效疏導交通。

第三，施工區域封閉后，要對支座位置進行精準放樣，以準確確定吊車支腿位置，為后續施工提供便利。結合實踐經驗，采用2m×2m×0.04m 的鋼板材料作為支腿墊板較為可靠，可確保受力均勻，消除施工風險。

3.3.2 試吊

采用150t 汽車吊完成整個鋼結構節段吊裝，每節段吊裝前需先要進行試吊，確保吊裝的合理性。試吊技術要求：2 臺吊車落鉤，同時系好鋼絲繩，經檢驗合格吊車緩慢起鉤，待受力在40t 左右時，吊車停止動作，停頓1～2min 無異常后，繼續完成后續操作。起重機起重量要求如下：

式（1）中：Q1、Q2為額定起重量；Q梁為箱梁的重量；Q索具為索具的重量；常數K為起重機降低系數。

此外，吊裝用鋼絲繩校核同樣不容忽視。設單根鋼絲繩的實際拉力為F1、F2，主梁為對稱吊裝，平衡方程如下：

式（2）中：F1、F2分別為單根鋼絲繩的實際拉力；T為單根鋼絲繩在吊裝階段的作用力。由于F1、F2和箱梁的吊裝夾角為60o，已知起重重量為53.5t，結合公式=G=535N，最終推導出單根鋼絲繩在吊裝階段的作用力T為308.89kN。

3.3.3 正式吊裝

右線鋼結構吊裝時，要明確運輸順序，結合表2，正確的順序為A-l、A-2、A-3，借此保障施工合理性，強化分段吊裝施工效果；左線鋼結構吊裝要秉持同樣的方法與原則，科學調整運輸順序，正確順序為B-1、B-2、B-3，借助分層和分段吊裝，搭建固定的鋼結構。在實際吊裝過程中，需復核其軸線位置及標高等，確保設計符合要求，達到理想施工狀態。鋼結構安裝后（至臨時支架），吊車緩慢卸力，在此過程中需做好變形監測和沉降量估算等工作[4]。配置鋼筋時，為滿足截面承載的具體要求，需精準計算截面抗剪承載力，計算公式如下：

式（3）中：vd為截面抗剪承載力；vcs為截面內鋼筋共同的承載力（kN）；vsd為截面相交位置彎起鋼筋的承載力（kN）；vpd為預應力彎起鋼筋的承載力（kN）。結合技術標準可知，當參數γ取值為1.1 時，最大剪力應為747.6kN，T 梁剪應力要想滿足設計要求，原則上不應大于1.1×747.6kN。

在鋼桁架吊裝過程中，應遵循科學吊裝原則，即先遠后近、先兩側后中間。將兩側的鋼桁架先行吊裝到位，同時落實好標高復測，借助全站儀測量鋼桁架的實際位置，確保施工位置精確。在此基礎上，調整鋼桁架位置，確保誤差在允許范圍內。完成調整作業后，在上下弦處設置并拉緊纜風繩，以調整鋼桁架的垂直狀態，使其始終保持穩定，之后再對鋼桁架進行吊裝，提高吊裝作業質量和效率。

3.4 縱、橫向接口焊接

在鋼結構分組吊裝施工中，焊接環節至關重要，影響整體架構的穩定性。縱、橫向接口焊接為重要焊接內容，需采用CO2氣體保護焊方式，提升焊接質量。焊接順序十分重要，要先進行縱向接口焊接，待質量達標后，再實施橫向接口焊接，以提高整體焊接效果。焊接完畢要進行焊縫外觀檢測，確保焊縫整齊，無質量隱患。經檢查外觀合格，可借助無損檢測方法深度評估鋼結構的整體狀態。上翼緣板頂面是重要部位，原則上不得進行涂裝，因此在安裝前要做好除銹工作，為后續施工提供保障。

超聲無損檢測原理如下：

式（4）中：L 為探傷距離長度（m）；C 為超聲波傳播速度（m/s）；T 為發射到接受的時間（s）。

分段吊裝焊接質量控制要點如下：

第一，鋼桁架定位焊接時，為達到理想的施工效果，在鋼桁架分段吊裝并到達指定位置后，要先進行找平和調整。分段接口處坡口位置，保障焊接效果。

第二，上述環節結束后，可實施定位點焊。為避免焊接變形，在點焊過程中應合理確定焊接順序，并科學調整坡口角度，以有效降低焊接殘余應力，保障焊接施工順利實施。此外，焊接前預熱可提升焊接質量和實操效率。

第三，焊接鋼桁架構件時，應采用多道焊接工序，并保證各工序的質量，焊接后應仔細檢查，存在質量問題應及時返工。

3.5 變形監測

在分段吊裝施工中，變形監測不容忽視。需明確沉降位置觀測點和水準基點，在此基礎上選擇適宜的測量方法，確保監測結果的準確性，為施工方案的完善提供科學依據。

目前常用的變形監測方法有兩種：一是適合小規模監測的人工監測方法，二是自動化水平較高的自動監測法。人工監測法需借助相關儀器展開，監測較為精準，但整體效率難以提升；自動監測法是一種自動化、全方位的橋梁變形遠程監測技術，且能克服外界因素的干擾，監測精準度與效率較高。

結合相關經驗可知，自動監測法較為先進，在橋梁的短期監測中比較有優勢。自動監測法最具特點的是可以借助GPS 變形測量技術完成實際工況評估。在GPS 變形測量期間，通過定位技術和衛星導航對橋梁變形進行監測，能夠實現全天候不間斷監測，便于及時發現結構問題，準確評估施工品質。GPS 變形測量技術的具體操作如下：在橋梁的某一參考點上放置1 臺接收器，用以收集和分析結構變形參數，幫助技術人員掌握橋梁結構變形值，為施工方法優化提供重要參考。

除了GPS 變形監測技術，還可以采用激光圖像變形監測法進行輔助，以掌握動態的結構信息。實際監測過程中，激光光束隨著橋梁變形移動，當固定在某一點位時，技術人員可借助光電接收器采集重要的激光信號，分析結構的變形趨勢，同時結合光斑偏移情況得出變形程度與范圍的參考值。

4 結語

案例項目施工條件復雜，F 匝道橋鋼混組合梁需要跨越既有高速公路施工，施工技術難點較多。經過多次現場勘查，最終選用最佳吊裝方案及運輸方式。同時，在分段吊裝施工中，全面落實技術要點與溝通協調工作，對交通進行封閉管制，并對鋼結構吊裝過程進行全程跟蹤，保證了施工品質。