公路橋梁預制構件吊裝施工探討

摘 要：大型路橋項目常涉及預制構件，這類型構件的吊裝施工難度較大。為提高吊裝施工作業的安全性，結合路橋工程的預制構件數量、尺寸及質量，制定科學的吊裝方案，配備先進的吊裝設備，并優選吊裝作業參數。基于此，通過路橋項目，重點探究了此項目中的預制構件吊裝施工要點，以期為同類型項目提供參考與借鑒。

關鍵詞：公路橋梁；預制構件；吊裝技術

中圖分類號：TU74" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）10-0031-03

1 工程概況

杭州03省道東復線高架南延工程第2標段，項目位于杭州市蕭山區，該標段由北向南起自彩虹大道北側，上跨彩虹大道、蕭紹運河、門前河，與蕭明線、陳端路平交，終點止于現狀03省道東復線與東瑞四路交叉口，全長2.2067 km。主要包含主線高架橋、2處互通（彩虹互通和陳端路互通）、2座地面橋以及沿線路基、路面、防護和排水等工程。高架橋采用一級公路兼顧城市道路功能，設計速度80 km/h，地面道路采用一級公路兼顧城市道路功能。

本項目橋梁上部結構鋼箱梁共12聯，主要是跨彩虹大道、跨蕭紹運河、跨地鐵5號線、規劃13號線以及上跨匝道橋。本路橋項目中，制造廠根據鋼箱梁結構設計圖紙、橋位吊裝環境及公路運輸條件，將鋼箱梁劃分為滿足運輸、吊裝的梁段，進行分段預制與加工。

2 預制構件吊裝方案

2.1 吊點設計

本路橋項目除二次拼裝梁段，其他全部鋼箱梁質量均未超100 t，鋼箱梁長度并不完全一致，最短、最長分別為10.5 m、32 m，這些鋼箱梁需按單機或雙機抬吊4個吊點完成吊裝。項目跨蕭紹運河橋和下穿橋部分有少量鋼箱梁，其質量達100 t以上，最短、最長分別為36 m、58 m。由于質量大、長度長，需利用雙機抬吊法，設置8個吊點。

在設計吊點時除了需考慮構件質量、尺寸外，關鍵應進行受力分析及計算，以保障吊裝作業期間構件相對平衡、穩定。考慮到本項目中鋼箱梁的尺寸、自重等，包含4個吊點和8個吊點兩種情況。以梁的長度為L，4吊點方案下縱向吊點位于距離梁端0.2 L位置，8吊點方案下縱向吊點外側吊點位于距離梁端0.15 L位置，內側吊點位于距離梁端0.3 L位置[1]。設置吊點時考慮在橫隔板、腹板的交接部位，橫向一端布設在腹板處，另一端設置在橫隔板間的臨時支撐處。如吊點不對稱，則需在使用鋼絲繩時適當調整其長度。4點起吊與8點起吊情況如圖1、2所示。

2.2 吊裝準備

正式安裝橋梁之前，相關人員需對已完工部分進行檢查，如墩柱、支座、臨時支架等，一旦存在安裝問題，需及時采取一系列處理措施。由于機械設備在吊裝施工中的重要作用，相關人員需結合吊裝所用設備類型及型號等要求，提前準備設備，檢查設備型號及規格，使所用起重機狀態良好。

吊裝準備工作如下：第一，復核現場的橋墩、臨時支架、永久支座位置、標高等參數。參考設計圖紙中的相關細節，在檢查無誤后利用全站儀在橋墩上測放出全部支座中心點，檢查鋼梁總長度、橋墩跨徑等是否與施工要求相一致。支座中心點放樣結束后，由專人參考圖紙數據復核位置，無異常后檢查支座墊石標高，此后安裝永久支座。施工機械、材料等按照要求進場，參考現場變壓器位置，布置主電源、標準配電柜并接好電源，使現場照明條件達到標準。以臨時支架設計位置為基準，測量并標注道路中心線、分段線，標明支架體系安裝位置。

第二，正式吊裝之前，有關人員需檢查臨時支架的搭設情況，當臨時支架體系穩定性、安全性等達到標準后再進入其他環節的施工作業。臨時支架上還應測放出每片鋼梁的兩側邊線，并清晰標注。安裝梁段外側臨時支架上應焊接限位裝置，并同步設置圍擋設施。

2.3 試吊

為順利進行吊裝作業，正式吊裝前有關人員需在現場進行試吊。第一，試吊前檢查。由專業人員檢查吊車各部件，如發動機、變速箱、軸承等傳動部分，分析這些部位是否有發熱、噪聲、振動、漏油故障，存在故障時及時處理。同時，檢查各轉動部分的潤滑情況是否達標，關注油溫及油量是否與標準情況相一致。只有設備無任何故障時方可進入吊裝環節。第二，空載試車。對吊車大臂升降、伸展、回轉等進行空載試驗，分析試驗過程中是否存在異常現象。第三，靜載試驗。將鋼箱梁吊起，吊離運梁車20 m，靜止5 min，由專業人員檢查吊車各受力點的變化，做好記錄。吊車緩慢出桿到相應的吊裝半徑位置，保持鋼箱梁與地面相距0.1 km，靜止5 min，觀察吊車各受力點的變化情況，做好記錄。第四，動載試驗。將鋼箱梁吊離地面100 m，在吊裝半徑范圍、允許的水平轉角內做臂桿回轉、臂桿變幅、大鉤升降，觀察受力點變化，記錄相應數值。

3 鋼箱梁吊裝施工的要點

3.1 NE05-NE07聯段鋼箱梁吊裝

NE05-NE07聯段鋼箱梁吊裝時，有關人員需參考梁段制作分段結構特征、橋梁所在地的吊裝條件，制定縱向架梁順序、橫向吊裝順序。綜合實際情況，縱向架梁順序為D段→E段→A段→B段→C段，橫向吊裝順序為：D1→D2，E1→E2，以此類推，如表1所示。

本聯段鋼箱梁處于現狀地鐵上方位置，施工現場圍擋內部，場地開闊，具備大規模吊裝作業條件，最大吊裝高度達16.9 m，梁段最大起重量為61 t，現場配備260 t、350 t、500 t汽車起重機各1臺。

本聯段鋼箱梁吊裝施工時，主要需注意以下5方面：①兩臺起重機按照相應要求到達指定區域，運梁車依據吊裝順序進入吊裝現場，停放在起重機外側。運梁車停位并系掛索具后，服從現場統一指揮，進入吊裝環節。②正式吊裝前，相關人員應負責試吊裝，在試驗過程中確定最佳的吊裝參數。③梁段起升超過臨時支架、蓋梁高度后，應根據現場的吊裝作業安排，起重機轉動吊臂來吊裝。如梁段在就位位置上方，由專業人員輔助，保持梁段的相對穩定性，此后起重機緩慢下放梁段，順利就位。④梁段按照相應要求完成就位后，裝配人員、焊接人員需相互配合，按照結構施工規范，做好臨時固定。⑤第一塊梁吊裝后，施工人員應與其他專業人員相互協商，按照上述方式全面吊裝其余9個梁段。

圍繞本次吊裝作業中的B2+C2梁段（預拼后單機安裝）和F2單機安裝工況進行分析：B2+C2梁段吊重78.1 t（含吊具支撐），為符合吊裝作業要求，需配備1臺500 t汽車起重機來進行吊裝。為保障吊裝作業的安全性，減少施工問題，相關人員需參考起重機位置、梁段安裝位置實際施工半徑，以500 t起重機進行受力分析及計算[2]。經一系列計算，起重機出桿31.7 m，作業半徑16 m，起重額定荷載為83 t，明顯高于78.1 t，起重機各方面性能完全符合施工要求。

F2梁段吊重53.5 t（含吊具支撐），配備1臺350 t汽車起重機進行安裝。經計算，起重機出桿31 m，作業半徑16 m，起重額定荷載68 t，高于53.5 t，起重機性能基本與施工要求相一致。起重機在堅實路面上就位，局部路段進行了換填處理。為創造良好的吊裝作業條件，支腿下部應放置長、寬、高分別為2.4 m、2.3 m、0.2 m的路基箱。

運梁車應進入現場指定位置，順路停放。起重機起重作業半徑預先停放在指定地點，運梁車應完全停穩，去除梁段的固定措施，由專業人員穿插卸扣、吊掛鋼絲繩、綁扎溜放繩。當準備工作結束后，有關人員需聽從指揮，逐步升溝起吊。在梁段吊離運梁車0.2 m時，運梁車撤場，起重機暫停起吊作業，由專業人員檢查吊耳、鋼絲繩、起重機等的運行情況，在無異常情況時繼續起吊操作。梁段底部高于安裝高度0.5 m時，有關人員需依據吊裝作業方案，適當調整主臂角度，確保梁段恰好位于安裝位置正上方。當梁段完全穩定后，緩慢降鉤，施工人員在支架操作平臺上配合起重機完成對位。專業人員應參考前期放樣線和分配梁上限位，保障梁段正常對位，在無偏差時起重機緩慢松鉤，完成落梁。梁段擱置在支架上穩定后摘鉤。

3.2 WS01-WS02跨鋼箱梁吊裝

本連段總體架梁時，縱向架梁順序為B段、A段、C段，總體按照B1、B2、A1、A2、C1、C2的順序進行吊裝。具體的吊裝作業中，需執行以下順序：在臨時支架上測量放樣中線、邊線，并設置限位塊。起重機就位、試吊。運梁車就位后吊裝梁段，梁段就位并進行臨時固定，再吊裝下一片梁段。

本聯鋼橋位于現狀地鐵上方位置，施工現場的吊裝條件良好，最大吊裝高度為9 m，梁段最大起重量為56.1 t，配備260 t、350 t汽車起重機各1臺。

本次吊裝作業期間需注意以下4方面：①由專人負責現場施工管理，吊裝現場應設置警戒區，分配專人負責安全監督與檢查，嚴禁無關人員進入施工現場。②按照要求進行吊裝前的準備工作，如依據吊裝方案規定配備吊裝設備、工具，檢查吊裝機具性能是否達標，在設備無異常后方可正式吊裝[3]。③提前向全部參與吊裝作業的人員完成技術交底，使這些人員可掌握吊裝施工技術類型、操作要求。起重機進場后，向起重機駕駛員介紹吊裝方案。④起重機站位、行走、平板拖車等的行走路線應與施工要求完全一致，起重機履帶下應設置鋼板或路基箱板，吊裝時相關人員需分析起重機履帶是否存在沉降問題，如存在沉降現象，需結合原因及沉降值大小，采取一系列控制措施。

4 預制構件吊裝施工的要點

4.1 試吊及關鍵吊裝操作

因為吊裝作業的高風險性，正式吊裝前相關人員需進行試吊，將預制構件吊離地面0.2～0.3 m，停止吊裝后繼續起吊，在此過程中分析起重機、吊索等的工作狀態，當無異常情況時繼續起吊，保持9 m回轉半徑無變化。上述工作結束后，有關人員需根據公路橋梁預制構件的設計圖紙，緩慢旋轉，將預制構件吊運到與指定位置相距0.2～0.3 m處停止，繼續起吊，由有關人員輔助操作，扶正后完成就位，確保就位精度。如為小箱梁的就位工作，梁兩端支座對位需準，梁板與梁墩中心線應完全重合。吊裝現場應由專人負責監督、協調及指揮，以便各崗位人員高度配合，在發生異常情況后及時制定處理措施。吊裝設備的起吊、下降都應該聽從統一指揮，有關人員需熟悉設備操作規范，在接收到同一指令后，立即調整起重機狀態及參數。

4.2 遵循吊裝作業規則

吊裝作業過程中，起重機臂桿最大可變傾角應在標準限值以內。本工程選用的吊裝設備，吊裝過程中一旦臂桿長度達35 m，可變傾角需保持在30°～78°范圍內。如起重機生產廠家無明確規定，有關人員需結合實際情況來確定最大傾角，以保障設備的穩定運行。變幅角度、回轉半徑應與起重質量完全匹配。臂桿回轉操作之前，相關人員需進行全面觀察，保障回轉半徑內無人、無其他障礙物，此后繼續回轉。回轉操作期間，回轉停止前不得隨意改變轉動方式，否則可能導致預制構件存在嚴重的晃動現象，引發安全事故。臂桿按相應要求完成回轉工作后，立即鎖緊回轉制動器。起吊作業期間，必須在起重機側向、后向進行操作。向前回轉時，臂桿中心線不得越過支腿中心。臂桿外伸時，第二節、第三節操作應保持同步性，如二者無法完全同步，則需要停止吊裝，進行調整。第四節臂桿需在第二、三節臂桿全部伸出后，才可參照吊裝作業要求緩慢延伸，抵達相應位置。一些公路橋梁構成的預制構件較為復雜，吊裝時帶有副桿的臂桿需適當向外延伸，但需提前取出副桿根部的銷軸，將其插入第一節下的固定銷位。

5 結束語

部分公路橋梁的建設中，預制構件吊裝為關鍵步驟。但吊裝作業的復雜性較高，有關人員需結合預制構件的自重、尺寸等特點，選擇恰當的吊裝工藝、設備，遵循操作規范。

參考文獻

[1] 祝連波，張燁盈，林陵娜，等.基于FISM-MICMAC的裝配式預制構件吊裝安全風險因素研究[J].土木工程與管理學報，2022，39（6）：34-40.

[2] 牟子峰.港口工程中大型預制構件的吊裝技術分析[J].工程建設與設計，2022（12）：183-185.

[3] 孟柯，曾昭林，韋應彬.預制構件運輸與吊裝管控技術[J].建筑技術開發，2022，49（11）：106-108.