劉添俊，安關(guān)峰,張洪彬

（廣州市市政集團(tuán)有限公司，廣東廣州 510060）

0 引言

隨著我國鋼鐵工業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)市政橋梁的數(shù)量也在不斷增加,箱形截面抗扭剛度大、整體性好的特點(diǎn)使得鋼箱梁結(jié)構(gòu)在市政橋梁設(shè)計(jì)及建造過程中得到廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)已成為主梁形式的首選[1-4]。

由于橋梁工藝的發(fā)展和交通疏導(dǎo)的要求，城市鋼箱梁的跨徑也在不斷增長，并呈大幅度增長的趨勢；同時(shí)由于市政鋼箱梁施工環(huán)境的復(fù)雜性、功能要求的多樣性、大跨度等特點(diǎn)，給市政鋼箱梁的制作、安裝施工帶來了很多不同于鐵路、公路鋼箱梁施工的技術(shù)難題。其中，尤為突出的是如何減少大跨度鋼箱梁施工對交通、周邊構(gòu)造物的影響。

1 工程背景

1.1 工程概況

廣州市獵德大橋系統(tǒng)北延線二標(biāo)段位于廣州市黃埔大道與獵德大道交界處（見圖1），工程項(xiàng)目主線為10跨高架橋，其中Z4—Z7軸采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，共計(jì)有三跨鋼箱梁，跨徑為38+60+48=146（m），鋼結(jié)構(gòu)工程量約3300 t。鋼箱梁橋體總長約146 m，總寬約41 m，懸臂翼板挑出段長2.5 m，箱體高度2 m。最大跨度在Z5—Z6軸，橫跨黃埔大道隧道，約60 m。部分箱形梁結(jié)構(gòu)為工廠制作，現(xiàn)場吊裝；部分箱型梁為工廠下料，現(xiàn)場拼裝焊接完成。箱梁頂板、腹板、底板、翼板等主受力構(gòu)件均采用Q345qc鋼材，橫隔、加勁肋等次受力構(gòu)件采用Q235c鋼材。

1.2 工程施工難點(diǎn)

1.2.1 黃埔大道交通疏解要求

黃埔大道每天交通流量巨大，是廣州市東西方向的一條主要交通動(dòng)脈，采用設(shè)立臨時(shí)中間支墩架設(shè)拼裝鋼梁分塊方式施工，勢必較長時(shí)間占用現(xiàn)行車道，使擁堵的交通更加雪上加霜。

1.2.2 黃埔大道下穿隧道的限制

原設(shè)計(jì)施工方案對于中跨（60 m）跨越黃埔大道采用分塊吊裝，中間設(shè)立臨時(shí)中間墩架設(shè)拼裝鋼梁分塊，但設(shè)立臨時(shí)中間支墩必須避開隧道范圍，不能直接壓重在隧道上方，大大增加了支墩平面布設(shè)的困難。

2 大跨度鋼箱梁施工方案比選

該工程跨黃埔大道新采用（38+60+48）m的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，最大跨度在Z5—Z6軸，橫跨黃埔大道隧道，約60 m。原設(shè)計(jì)施工方案對于中跨（60 m）跨越黃埔大道采用分塊吊裝，中間設(shè)立臨時(shí)中間墩架設(shè)拼裝鋼梁分塊。但由于實(shí)際施工中出現(xiàn)以上的工程難點(diǎn)，需要變更中跨鋼箱梁吊裝方案。

在綜合考慮了施工場地周圍的復(fù)雜環(huán)境影響及施工可實(shí)施性基礎(chǔ)上，提出了整體一次吊裝的方案。

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整體一次吊裝與分塊吊裝比較，最大的優(yōu)點(diǎn)是解決了中間設(shè)立臨時(shí)支墩對道路交通及周邊構(gòu)造物的影響，同時(shí)在工藝方面有自己的優(yōu)點(diǎn)。

2.1 拼接安裝簡易性

一次吊裝整跨鋼梁，在地面胎架上拼接，減少了中間塊傳統(tǒng)在臨時(shí)支墩上拼接的工序，吊裝后只需焊接在兩端鋼橫梁上即完成安裝，簡單省時(shí)。

2.2 整體安裝的穩(wěn)定性

由于減少在中間臨時(shí)連接鋼梁的步驟，避免鋼梁每節(jié)在吊裝過程中的水平撞擊，從而提高了安裝的穩(wěn)定性。

2.3 良好的施工性

以往需在臨時(shí)支墩上焊接每節(jié)箱體，分塊越多，焊接過程越長，在繁忙交通要道上施工增加的不安全因素越大。改在地面臨時(shí)胎架上拼接箱體，既減少這種不安全因素，又方便組織流水施工，加快施工進(jìn)度。

2.4 施工快捷性

根據(jù)Z6-Z7軸吊裝過程比較，吊裝設(shè)備占用道路時(shí)間Z6-Z7軸采用中間臨時(shí)支墩拼裝每榀鋼梁需3 d，而Z5-Z6軸采用一榀整跨拼裝只需5 h，由此可見其快捷性。

3 大跨度鋼箱梁整體吊裝工藝研究

3.1 整體吊裝需要解決的問題

（1）單榀鋼箱梁施工過程中下?lián)隙仁欠駮?huì)超出設(shè)計(jì)值。采用中間臨時(shí)支墩方式吊裝由于單塊鋼梁支承在臨時(shí)支墩上，施工過程中的下?lián)隙葞缀蹩梢圆挥每紤]。但采用整體式吊裝，則單榀鋼箱梁施工中的下?lián)隙葏s是一個(gè)重要指標(biāo)。由于設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮采用整體方式吊裝，因此單榀鋼梁下?lián)隙热狈υO(shè)計(jì)值。施工中項(xiàng)目部采用實(shí)測法監(jiān)控，單榀鋼梁在胎架完成拼接后，根據(jù)實(shí)際安裝支點(diǎn)位置，模擬出鋼梁安裝后的支承狀況，然后從跨中到支點(diǎn)每5 m實(shí)測出鋼梁下?lián)现?。?shí)測值與完成后的設(shè)計(jì)值比較，跨中最大設(shè)計(jì)下?lián)现禐?0 cm,實(shí)測值為6.5 cm，在設(shè)計(jì)限值以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）吊裝過程中鋼梁就位。受現(xiàn)場場地制約和臨時(shí)邊墩限制，鋼梁不能一次到達(dá)吊裝點(diǎn)，需要分次就位，就位方案的選擇成為吊裝成敗的關(guān)鍵。施工中就位方式采用兩套方案。

a.臨時(shí)寄梁在臨時(shí)邊墩上，汽車吊分三到四次就位，把鋼梁吊裝就位。該方式相對比較安全，但耗費(fèi)時(shí)間長，對于受封閉交通時(shí)間限制來說，無疑是一大缺點(diǎn)。所以該方式只在吊裝X24號(hào)梁時(shí)采用。

b.另一方案采用一端用汽車吊起吊，跨越臨時(shí)邊墩，成為活動(dòng)點(diǎn)，另一端固定在平板車上平移就位。該方式減少了汽車吊機(jī)就位時(shí)間，吊裝效率大大提高。但吊裝過程中由于單端起吊，形成固定端容易水平滑移，造成安全隱患。實(shí)際施工中起吊角度經(jīng)計(jì)算后得出在8～9°，符合吊裝規(guī)范要求，并且施工時(shí)起吊端緩慢起吊，到預(yù)定高度后靜止數(shù)分鐘，觀測固定端是否有滑移跡象，沒出現(xiàn)位移才繼續(xù)進(jìn)行下步吊裝工作。

3.2 單點(diǎn)起吊的安全計(jì)算分析

鋼箱梁吊點(diǎn)及鋼絲繩夾角如圖2所示。

受現(xiàn)場場地制約和臨時(shí)邊墩限制，鋼梁不能一次到達(dá)吊裝點(diǎn)，需要分次就位，就位方案的選擇成為吊裝成敗的關(guān)鍵。該工程采用一端用汽車吊起吊，跨越臨時(shí)邊墩，成為活動(dòng)點(diǎn)，另一端固定在平板車上平移就位，在這個(gè)過程中涉及到鋼箱梁的起吊角的控制。

由于吊機(jī)通過鋼絲繩傳力來起吊鋼箱梁，在鋼箱梁被吊起的過程中鋼絲繩拉力的大小與方向都在發(fā)生變化，甚至在拉力調(diào)整的瞬間，鋼箱梁的重力由支撐端的支撐力和水平摩擦力來平衡（見圖3）。

鋼箱梁與鋼板車之間的摩擦系數(shù)取μ=0.15[5]，有力系的平衡條件，可得：

G·cosα·μ=G·sinα

式中：G為鋼箱梁的重力，由上式可得到單點(diǎn)吊裝的起吊角度的極限值；α=arttg μ=8.53°。

即實(shí)際施工中起吊角度應(yīng)控制在8°～9°。

4 結(jié)語

大跨度鋼箱梁整體吊裝方法在廣州市獵德大橋系統(tǒng)北延線二標(biāo)跨黃埔大道隧道位置使用，整體60 m跨度吊裝預(yù)制鋼箱梁滿足黃埔大道繁忙交通，以及黃埔大道隧道上層不能布設(shè)臨時(shí)支墩的要求。經(jīng)過優(yōu)化后的吊裝方案，減少黃埔大道及各跨跨中臨時(shí)支墩22個(gè)，按照每個(gè)臨時(shí)支墩需2.1萬元計(jì)算，吊裝施工措施費(fèi)節(jié)省了22×2.1=46.2（萬元），各種交通設(shè)施、臨時(shí)改道措施等費(fèi)用節(jié)省了210萬元。上述合共節(jié)省施工措施費(fèi)用46.2萬元+210萬元=256.2萬元。大跨度吊裝鋼箱梁技術(shù)上的優(yōu)勢在該工程中得到了充分的體現(xiàn)。

該方法在廣州市獵德大橋系統(tǒng)北延線二標(biāo)跨黃埔大道隧道位置的成功應(yīng)用，為其他類似交通繁忙道路，道路下有其他構(gòu)筑物不能負(fù)荷受壓的要求，而且吊裝跨度較大的橋梁預(yù)制鋼箱梁工程提供了借鑒和指導(dǎo)。

[1]鄭凱鋒，唐繼舜.大跨度懸索橋流線形箱梁技術(shù)[J].公路.1994，（6）.

[2]同濟(jì)大學(xué)路橋工程系.城市橋梁設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)選編[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1980.

[3]彭建兵，程為和.城市高架連續(xù)曲線鋼箱梁設(shè)計(jì)若干問題探討[J].城市道橋與防洪.2003,(3).

[4]李玉安，曾智明.城市高架橋鋼箱梁制作安裝施工技術(shù)[J].安裝，2001，（5）.

[5]江正榮.建筑施工工程師手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.