城市立交下跨人行天橋預制箱梁吊裝技術研究

2025-03-10 00:00:00賈洲

科技創新與應用 2025年6期

摘" 要：該研究分析城市立交下跨人行天橋預制箱梁吊裝的技術方法。通過具體工程案例，詳細描述在貴安大道上跨段進行天橋預制箱梁的吊裝施工工藝、荷載驗算、吊裝繩索的選擇及各項安全措施。研究結果表明，采用合理的吊裝技術和科學的施工方法，能夠確保預制箱梁安全，順利地吊裝到位，為類似工程提供參考和指導。

關鍵詞：人行天橋；預制箱梁；吊裝技術；城市立交；荷載驗算

中圖分類號：U445.4" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）06-0181-04

Abstract： This research analyzes the technical methods for hoisting prefabricated box girders of pedestrian bridges under urban overpass. Through specific engineering cases， the hoisting construction process， load calculation， selection of hoisting ropes and various safety measures for the overpass prefabricated box girder on the upper span of Gui'an Avenue are described in detail. The research results show that adopting reasonable hoisting technology and scientific construction methods can ensure the safe and smooth hoisting of prefabricated box girders in place， providing reference and guidance for similar projects.

Keywords： pedestrian overpass; prefabricated box girder; hoisting technology; urban overpass; load calculation

在人口密集的城市地區，立交橋的建設已經成為解決交通擁堵和提高交通效率的重要手段。然而，在現有立交結構下進行人行天橋的建設，特別是預制箱梁的安裝過程中，面臨著復雜的技術和安全挑戰。

針對鋼箱梁的吊裝施工技術的研究有很多，郭水等[1]以某城市交通改造項目為例，著重分析了工程技術難點，對項目進行了深入的分析和總結；朱興龍等[2]針對現有研究的不足，提出了一種基于GNSS定位的系統，以提高吊裝精度和施工效率；周在興[3]對大跨度鋼箱梁的吊裝和運輸的技術難點開展研究，詳細描述其吊裝的施工技術；黨國富[4]針對鋼箱梁易彎曲等缺點為出發點，提出一種桁架結構以克服鋼箱梁在吊裝過程中的缺點；張志宏[5]對預制鋼箱梁的制造工藝和施工工藝進行了詳細的介紹；楊軍[6]針對寬幅橋梁的預制鋼箱梁的施工及其架設方案進行描述，并詳細描述其注意事項。

現有研究雖然較多，但在特定環境下的吊裝技術方面仍存在不足。因此，本文以貴安大道立交下跨人行天橋的吊裝過程為例，深入探討并總結了在城市立交環境下進行預制箱梁吊裝的關鍵技術和施工方法，旨在為今后類似項目提供有價值的參考和借鑒。

1" 工程概況

擬建天橋位于貴安大道K29+182處，上跨處貴安大道寬為40 m。天橋北側為濫壩村村委會及茅藤安置小區，南側為濫壩村主要居住地。上跨貴安大道處斷面為 3 m（人行道）+15.5 m（車行道）+3 m（中分帶）+15.5 m（車行道）+3 m（人行道）=40 m。天橋采用兩跨分別跨越道路左右幅車行道，橋下凈空大于等于5 m，滿足通行要求。貴安新區濫壩村人行天橋吊裝工程中吊裝作業區域吊車支腿位置地下無管網，吊裝作業區域上方無電線（圖1）。

2" 荷載驗算

2.1" 人行天橋吊裝

人行天橋吊裝吊車荷載計算（300 t吊車）。300 t吊車主臂長度為34.1 m；平衡76 t；支腿全伸8.3 m；最大作業半徑12 m。

Q=G+W=1.5+49.5=51 t，" （1）

式中：G為300 t吊車吊鉤及吊具重量1.5 t；W為人行天橋重量49.5 t（人行天橋總重的45%）。300 t吊車額定起重量為62 t，吊車荷載率為（51/62）×100%=82.2%，滿足吊裝安全要求。

人行天橋吊裝吊車荷載計算（400 t吊車）。400 t吊車主臂長度為30.6 m；平衡重140 t；支腿全伸9.6 m；最大作業半徑16 m。

Q=G+W=1.8+60.5=62.3 t，（2）

式中：G為400 t吊車吊鉤及吊具重量1.8 t；W為人行天橋重量60.5 t（人行天橋總重的55%）。400 t吊車額定起重量為73 t，吊車荷載率為（62.3/73）×100%=85.3%，滿足吊裝安全要求。

2.2" 吊裝繩的選擇計算

300 t汽車吊。人行天橋共設2個吊點，300 t、400 t吊車分別各吊一個吊點，300 t吊車一端采用1根 15 m長的鋼絲繩對折進行吊裝，2股鋼絲繩受力。鋼絲繩與吊裝人行天橋水平夾角大于60°。

S=W/n=49.5÷（2×0.86）=28.8 t，（3）

式中：S為單根繩索承受的拉力；W為吊物重量；n為吊索根數，取2。

選擇中φ54 mm鋼絲繩型號為6×37+FC，公稱抗拉強度為177 kg/mm2，查表其最小破斷拉力總和為192 t；鋼絲繩折減系數0.86；因此，安全系數為192/28.8=6.66（倍）gt;6，滿足吊裝安全要求。

400 t汽車吊。人行天橋共設2個吊點，300 t、400 t吊車分別各吊一個吊點，400 t吊車一端采用1根15 m長的鋼絲繩對折進行吊裝，2股鋼絲繩受力。鋼絲繩與吊裝人行天橋水平夾角大于60°。

S=W/n=60.5÷（2×0.86）=35.2 t。（4）

選擇中φ62 mm鋼絲繩型號為6×37+FC，公稱抗拉強度為177 kg/mm2，查表其最小破斷拉力總和為225 t，鋼絲繩折減系數0.86，因此，安全系數為225/35.2=6.39（倍）gt;6，滿足吊裝安全要求。

3" 施工工藝技術

3.1" 技術參數

根據現場條件和吊車起吊參數，為了確保吊車在設計參數工況下安全起吊，吊車必須按照平面布置圖進行就位，平面布置圖如圖2所示。按照平面布置圖就位可以確保吊車的位置和角度最適合當前工況，避免由于位置不當引發的安全隱患。同時，按照布置圖就位還有助于優化現場操作空間，確保吊裝作業的順利進行和提高工作效率。在正式吊裝前，需嚴格按照平面布置圖核對吊車的就位情況，確認無誤后方可進行起吊操作。

人行天橋吊裝過程中，以下為具體參數。300 t吊車：最大作業半徑為12 m，吊車主臂長度為34.1 m，配重為76 t；400 t吊車：最大作業半徑為16 m，吊車主臂長度為30.6 m，配重為143 t。

3.2" 吊裝工藝流程圖

確定吊車場內行走路線和支腿位置→路基夯實和支腿地基處理→測試支腿地基承載→安放支腿和鋼箱→吊車就位→加載配載→檢查吊車和吊具，試吊3次→檢查吊車支腿和液壓系統→確認無誤后正式起吊→通過起落鉤、變幅和旋轉緩慢將人行天橋運行至安裝位置→人行天橋就位→摘鉤回車→完成吊裝。

3.3" 吊裝前準備

一是由于400 t吊車的長度達到約19.5 m，因此需要提前清理影響吊車進場的障礙物。開始清理時，吊裝施工單位將派專人進行協助與指導。二是機具及索具準備：檢查吊裝鋼絲繩是否存在腐蝕、損傷、斷絲和斷股等缺陷，并確認鋼絲繩的直徑是否符合設計要求；檢查吊車的工作狀態是否正常，各項安全裝置是否運行良好。三是人員準備：對參與該吊裝項目的所有人員進行安全與技術交底，并做好相關記錄。各個環節的工作應落實到具體人員確保不遺漏任何環節。四是清理吊裝現場及影響吊車進場的障礙物。五是標識人行天橋安裝十字中心線。六是支腿位置地基處理。為確保安全吊裝，保障吊裝作業時地面的施工作業寬度和足夠的承載力，需在吊車支腿位置鋪設2.5 m×2.5 m的防沉降鋼箱，以增大受壓面積。這種鋪設方式能夠有效分散吊車支腿的受力，防止地面下沉導致吊裝事故。同時，根據支腿的受力情況，在吊車支腿位置進行吊車配重試壓，確保起重機完全處于堅實的地面上進行吊裝作業。試壓方法如下：①根據吊裝平面布置圖，用石灰標注出吊車站位及支腿防沉降鋼箱的位置邊線。②吊車共設有4條支腿，并配備4塊防沉降鋼箱鋪設。每塊鋼箱的尺寸為2.5 m×2.5 m×0.22 m，單塊面積為6.25 m2。③在單塊防沉降鋼箱上加載吊車配重進行靜態壓試驗，利用水準儀監測鋼箱的沉降情況，直至沉降停止。當試壓合格后，將防沉降鋼箱移至其他位置，并采用相同的方法依次進行靜壓試驗。七是在進行道路封閉施工時，應嚴格按照交通導行方案進行布置。在吊裝過程中，封閉貴安大道的吊裝區域，并安排專人進行封閉隔離導行，確保無人員進入吊裝區域。同時，應做好封閉道路期間的交通導行工作，盡量減少對現有交通的影響，并在吊裝完成后盡快恢復道路通行。

3.4" 吊裝操作要求

第一，在作業前，必須組織進行方案交底、技術交底和入場安全教育。特種作業人員必須持證上崗，并確保人證相符。在施工過程中，必須正確使用勞動保護用品，確保按照操作規程進行作業。第二，在吊車就位進行吊裝作業前，需在支腿受力最大處進行地基承載試驗，以確保地基滿足安全吊裝要求。第三，吊點選擇：必須根據計算的起吊位置進行設置。第四，在人行天橋起吊前，需檢查吊車就位位置是否符合設計要求，確保吊車在額定工況下進行作業。第五，起重吊裝作業前，必須檢查鋼絲繩和吊具，嚴禁使用不合格設備；作業時，應設警戒區，禁止人員靠近。第六，為確保吊裝安全，配備專職指揮，司機和操作工根據指揮信號平穩作業，確保人行天橋安全到位。第七，吊機在起吊過程中應保持慢速、平穩。

3.5" 吊裝工藝

3.5.1" 吊車試吊

第一，試吊前檢查。在試吊前，應對吊車的各部件進行詳細檢查，包括各傳動部分（如發動機、變速箱、軸承等），檢查是否存在發熱、噪聲、振動或漏油等異常現象，發現問題需及時處理。檢查各轉動部位的潤滑情況，關注油溫及油量。還需檢查各表計的靈敏度、可靠性和準確性。對鋼絲繩狀況和安全防護狀況也要進行認真檢查，確保所有設備和部件均滿足使用要求后，方可進行下一步工作。檢查各安全防護裝置，確保功能正常，安全標識清晰可見。確保吊車的各部件均處于良好狀態，滿足使用要求后，方可進行下一步的試吊作業。第二，吊裝人行天橋就位。為確保吊車起重繩垂直受力，操作過程中吊車每移動1～2 m需停止，通過旋轉和變幅調整吊車起重繩至垂直狀態。這種操作方法能夠有效避免起重繩受力不均，減少吊裝過程中可能出現的安全隱患。同時，通過頻繁的停頓和調整，可以確保吊裝過程的精確性和穩定性，從而提高吊裝作業的安全性和效率。第三，空載試車。根據實際情況，對吊車吊裝的不同位置進行大臂升降、回轉等空載試驗，觀察人行天橋運行是否正常，并檢查各儀表、指針和制動系統，確保其正常運行。通過空載試驗，可以提前發現和排除潛在問題，保證在正式吊裝時設備的穩定性和安全性。具體操作包括：在不同位置進行大臂升降、回轉等操作，觀察吊車的反應，確認無異常噪音、振動或其他不正常現象；檢查所有儀表和指針的讀數，確保其準確無誤；測試制動系統的反應速度和可靠性，確保其能夠在緊急情況下正常工作。通過這些詳細檢查和試驗，可以確保吊車和人行天橋在正式吊裝時的安全和順利。第四，靜載試驗。一是在吊裝最大回旋半徑處，將試吊重物吊離地面約0.2 m，保持靜止5 min，觀察吊車各受力點的變化情況，并做好記錄。通過保持重物靜止，可以檢測吊車在最大回旋半徑處的受力情況，確認吊車各部件是否能夠承受吊裝重量，確保安全性。二是反復進行試吊操作，吊車運行速度應控制在每分鐘0.5 m，起落鉤速度應為每分鐘2 m，并做好詳細記錄。通過反復試吊，可以測試吊車在不同操作下的穩定性和反應速度，確保各系統的協調運作。同時，記錄每次操作的數據和觀察到的情況，有助于分析和改進吊裝方案，保證正式吊裝的順利進行。

3.5.2" 多機抬吊同步協調措施

第一，在開始吊裝前，應對所有參與吊裝作業的吊車進行編號。司索指揮人員應按照編號對各吊車進行指揮調度。第二，在整個吊裝過程中，應設立一名司索指揮員，由該指揮員統一指揮所有參與作業的吊車。第三，吊車在吊裝過程中，隨時觀察操作室電腦顯示屏，保持吊車額定輸出功率。第四，為確保吊車起重繩垂直受力，操作過程中吊車每移動1～2 m需停止，通過旋轉和變幅調整吊車起重繩至垂直狀態。第五，吊車在整個吊裝過程中需緩慢操作，水平位移速度保持在0.5 m/min，起落鉤速度保持在0.5 m/min。

3.5.3" 人行天橋吊裝

第一，試吊。吊具安裝完成后將鋼絲繩掛于2臺吊車吊鉤上，2臺吊車同時緩慢起鉤將人行天橋吊起，調離地面20 cm左右，靜置10 min，觀察吊車各受力點的變化情況，做好記錄，并反復起降3次，檢查所有吊具情況是否滿足要求：檢查所有吊具情況；吊車負荷情況；吊車制動情況；地基變化情況。所有檢查經檢驗無誤后，方可進行正式起吊工作。通過這種方法，可以確保在正式吊裝前，所有設備和操作步驟都處于最佳狀態，最大限度地保證吊裝作業的安全性和可靠性。第二，人行天橋吊裝。一是吊裝設備就位。吊裝設備按吊裝平面圖1就位，為了保證就位準確，用鋼尺測量就位。二是人行天橋吊裝。在吊裝設備到位后，首先進行吊具的安裝。吊具安裝完成后，將其掛在吊鉤上。在指揮員的指揮下，2臺吊車同時起鉤，將人行天橋吊起并進行位置互換。隨后，2臺吊車將天橋吊至圖3所示位置處。此時，300 t吊車負責將梁的一端吊起并移動400 t吊車，400 t吊車重新就位后，將天橋吊至圖3所示位置。再移動400 t吊車，400 t吊車重新就位。2臺吊車通過緩慢升降鉤、旋轉和變幅的操作，最終將人行天橋準確吊裝到位（圖3）。經施工技術人員檢查確認符合設計要求，并對人行天橋進行校正與加固后，拆除吊具，完成吊裝工作。

另外一座人行天橋采用大致相同的吊裝方法將天橋吊裝就位。

4" 結論

通過對貴安大道K29+182處人行天橋吊裝工程的詳細分析，可以得出以下結論。

1）吊裝荷載驗證。研究表明，在300 t和400 t吊車的荷載計算和驗證中，吊裝過程中的安全系數均符合要求，確保了吊裝過程的安全性和可靠性。

2）吊裝繩索的選擇。通過對不同型號鋼絲繩的選擇與計算，確保了鋼絲繩在吊裝過程中的拉力穩定性和安全性，為吊裝提供了有力保障。

3）施工工藝。詳細的施工工藝流程和吊裝前的準備工作，如清理現場障礙物、地基處理和吊車就位等步驟，有效保證了吊裝過程的順利進行。

4）多機抬吊同步協調。采用多臺吊車同步協調措施，通過精細化的指揮與操作，確保吊裝過程中的平穩和安全。

5）安全管理。嚴格的現場安全管理措施，包括交通導行、吊點選擇和作業前的安全交底，有效降低了吊裝過程中可能存在的風險。

總體而言，本研究所提出的吊裝技術和流程適用于城市立交下跨人行天橋的預制箱梁吊裝，具有較高的安全性和操作性，為類似工程提供了科學的指導依據。希望未來在類似工程中，可以借鑒本次研究總結的經驗和方法，進一步提升吊裝施工技術水平。

參考文獻：

[1] 郭水，王建，夏陽，等.下穿既有高架橋預制箱梁吊裝施工技術研究[J].建筑技術開發，2024，51（5）：57-59.

[2] 朱興龍，彭冀.基于GNSS的預制箱梁橋吊裝施工新技術[J].建材世界，2022，43（5）：105-108.