陸 良（上海建工七建集團(tuán)有限公司,上海 200050)

1 工程概況

本工程為華能上海大廈工程鋼連橋分項(xiàng)工程，是連接 1號(hào)樓和 2號(hào)樓之間的鋼連橋，跨度為 39.350 m，從 6 層到11 層，共 6 層鋼連橋，每層鋼連橋都是獨(dú)立的，并逐層外凸。單個(gè)鋼連橋長(zhǎng) 40.800 m，最寬度 9.246 m，最窄 3.346 m，高 1.500 m，連橋平面呈弧形，截面呈多腔箱型梁結(jié)構(gòu)，箱梁中間段高度為 1.500 m，兩端逐漸降為 0.600 m，分別落在兩側(cè) 6 個(gè)球鋼支座上，每榀連橋重約 180 t。安裝高度從第 6 層的 23.900m到第 11 層的 47.400 m。整個(gè)連橋施工區(qū)域均有地下空間結(jié)構(gòu)，從地下 1 層至地下 4 層，平時(shí)該區(qū)域?yàn)橄劳ǖ兰跋赖歉邊^(qū)?，F(xiàn)場(chǎng)平面布置見圖 1。

圖1 鋼鏈橋現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)域劃分圖（mm）

2 結(jié)構(gòu)荷載分析和臨時(shí)鋼平臺(tái)措施

2.1 施工通道區(qū) 8-9、B-C 軸

載荷分析：最大構(gòu)件 60 t（履帶吊主機(jī)也為 60 t）6 軸上運(yùn)輸平板車的自重約為 20 t，合計(jì)荷載重量 80 t。6 軸上平板運(yùn)輸車按 17.5 m×2.9m計(jì)算，均載為 1.8 t/m2(設(shè)計(jì)荷載2 t/m2)。并在運(yùn)輸車輛通行區(qū)域內(nèi)采用鋪設(shè) 2.00 m×6.00 m×0.03m的鋼板對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

2.2 胎架安裝區(qū)，胎架 1：9-10、C-E 軸，胎架 2：11-12、C-E 軸

載荷分析：根據(jù)施工部署，最下面第 6 層連橋先裝，空中對(duì)接時(shí)， 3 段橋體將安放在兩端牛腿及安裝胎架之上（胎架做法見圖 2），每組胎架的荷載為 60 t，每個(gè)胎架的荷載為30 t，第 6 層連橋安裝完成后，需要對(duì)該座連橋進(jìn)行卸載，讓該座連橋的荷載承受在連橋兩端的支座上，胎架上部的支撐橫梁拆下，將兩邊的安裝胎架接高，安裝支撐橫梁，繼續(xù)安裝第 7 層鋼連橋，以此類推，完成全部連橋的安裝。胎架的結(jié)構(gòu)形式為 2.0 m×2.0 m的井字架，4 根受力立柱為Φ300mm的鋼管，每個(gè)胎架的自重為 18 t，每組胎架的荷載為 96 t。如果每根立管的支撐面積按 1 m2計(jì)，則該區(qū)域的載荷為 12 t/ m2，遠(yuǎn)大于頂板的設(shè)計(jì)荷載。相應(yīng)采取在胎架下部增設(shè)鋼平臺(tái)措施，與履帶吊平臺(tái)共用，平臺(tái)支撐在 A軸、B 軸、C 軸、E 軸與 9、10、11、12 線相交的 16 根柱頂上，并與柱頂進(jìn)行外鉸接，胎架也采用鉸接的方式與平臺(tái)進(jìn)行連接。所產(chǎn)生荷載經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算能滿足結(jié)構(gòu)承載力要求。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)胎架設(shè)置示意圖（mm）

2.3 履帶吊工作區(qū) 9-12、A-C軸

荷載分析：根據(jù)施工部署，本工程所選吊機(jī)為 280 t 履帶吊，吊機(jī)自重為 250 t，最大吊重為 60 t，每條履帶與場(chǎng)面的接觸面積為 1.2 m×9.5 m=11.4 m2，則履帶對(duì)地的平均荷載為(250 t+60 t×1.15)/2/11.4 m2=13.99 t/m2，大于設(shè)計(jì)載荷，履帶吊不能直接行駛在頂板上。相應(yīng)采用與胎架共用的鋼平臺(tái)措施，平臺(tái)支撐在該區(qū)域 A 軸、B 軸、C 軸、E 軸與 9、10、11、12 線相交的 16 個(gè)混凝土柱頂上，平臺(tái)與柱頂采用鉸接方式連接。所產(chǎn)生荷載經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算能滿足結(jié)構(gòu)承載力要求。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)拼裝區(qū) 6-8、B-C 軸及 12-14、B-C 軸

荷載分析：構(gòu)件重 60 t，構(gòu)件與地接觸面積為 16.5 m×3 m=49.5 m2，平均荷載為 1.2 t/ m2。該區(qū)域的頂板設(shè)計(jì)荷載能滿足要求，無須加固。但由于現(xiàn)場(chǎng)拼裝的需要，在該區(qū)域滿鋪 2.00 m×6.00 m×0.03m厚鋼板對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

3 吊機(jī)選型、吊索具選擇

3.1 分段構(gòu)件起吊重量分析

鋼構(gòu)件起吊時(shí)，需要加裝吊耳、鋼索、吊鉤等其他起吊用具，并考慮到現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速等其他因素，因此起吊重量=分段重量×安全系數(shù)，鋼連橋安裝系數(shù)考慮為 1.15。故此鋼連橋分段起吊重量見表 1 所述。

表1 鋼連橋分段起吊重量

吊機(jī)的工況要求(最高一層連橋?yàn)樽畈焕r，選第 11層連橋進(jìn)行分析）：①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在鋼構(gòu)件起吊中需要對(duì)起吊位置作細(xì)微調(diào)整。②最大起吊重量為 69 t，最大起吊高度為 48 m。③起吊構(gòu)件最長(zhǎng) 16 m，最寬約 9 m，吊點(diǎn)中心距橋段邊的距離最大為 4.5 m。④吊鉤距橋面的距離應(yīng)＞5 m。⑤作業(yè)半徑在 12～20m之間。⑥若采用履帶吊，吊臂長(zhǎng)度不能超過 65 m。

3.2 吊索、吊環(huán)的選擇

3 段鋼連橋重量基本一致，但中間段最長(zhǎng)，所以取中間段來核算鋼索強(qiáng)度。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳細(xì)尺寸，準(zhǔn)備選用 2 根長(zhǎng)度 5m及2 根 5.15 m、直徑Φ47.5 mm、規(guī)格為 6 mm×37 絲的鋼絲繩進(jìn)行吊裝，鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度為 1 850 MPa，鋼絲繩的安全系數(shù)K=6～7，取 6，連橋 4 吊點(diǎn)的縱向距離a=5.8 m，橫向距離b=2.7 m，吊鉤至橋面距離h=4 m，鋼絲繩的破斷拉力換算系數(shù)α=0.82， 經(jīng)計(jì)算一根鋼絲繩的拉力為188.3 kN。

直徑Φ47.5 mm、規(guī)格為 6×37 絲的鋼絲繩破斷拉力總和為 1 560 kN，每股鋼絲繩允許承受的拉力為 1 560 kN×0.82/6=213.2 kN＞188.3 kN，相應(yīng)采用 20 t 的吊環(huán)即可滿足承載力要求。

3.3 吊機(jī)選型

根據(jù)上述工況要求，擬選用 280 t 履帶吊進(jìn)行吊裝，采用主臂加變幅塔臂方式，主臂長(zhǎng) 36 m，塔臂長(zhǎng) 27 m，選用80 t 的吊鉤，能滿足起吊作業(yè)半徑、起吊高度、吊鉤高度、臂長(zhǎng)等要求。

4 安全措施

要認(rèn)識(shí)到安全教育的重要性，做到每天班前教育，班前檢查，嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)三級(jí)教育。認(rèn)真開展安全講評(píng)日活動(dòng)，把安全生產(chǎn)、文明施工擺在議事日程上，使每個(gè)職工牢固樹立“安全第一”的認(rèn)識(shí)，切實(shí)做到杜絕事故的隱患。

（1）指揮及操作人員必須持證上崗，吊裝前應(yīng)認(rèn)真檢查吊具、爬梯和操作平臺(tái)是否安全可靠，符合規(guī)范要求，須做到萬無一失，發(fā)現(xiàn)不良情況未經(jīng)整改不得擅自起吊。

（2）高空作業(yè)人員必須佩戴安全帶和工具袋，強(qiáng)調(diào)工具必須放在工具袋中，不得放在鋼梁或易掉落的地方，所有手工工具（如鐵錘、扳手）應(yīng)穿上繩子套在安全帶或手腕上，防止掉落傷及他人。

（3）吊裝實(shí)行交接班安全記錄制度。吊裝時(shí)應(yīng)架設(shè)風(fēng)速儀，風(fēng)力超過 6 級(jí)或雷雨時(shí)應(yīng)禁止吊裝。夜間吊裝必須保證足夠的照明，構(gòu)件不得懸空過夜。

（4）構(gòu)件分段吊裝就位后，在橋面兩側(cè)應(yīng)及時(shí)設(shè)置安全防護(hù)欄桿，以確保操作面上工作人員的安全。

（5）構(gòu)件全部就位后，高空焊接作業(yè)必須采取防火花飛濺措施，并由專人監(jiān)護(hù)。對(duì)易燃易爆的氣瓶由專人進(jìn)行管理，并每天做好使用記錄。氣瓶必須按要求在指定地點(diǎn)放置，蓋好防火石棉布，并配置干粉滅火機(jī)。

5 分段吊裝

連橋安裝施工順序：安裝球鋼支座―第 1、第 3 橋段現(xiàn)場(chǎng)拼裝――調(diào)整、焊接――第 1 橋段吊裝就位――加設(shè)臨時(shí)固定設(shè)施――第 2 橋段吊裝就位并與第 1 橋段進(jìn)行臨時(shí)固定――第 3 橋段吊裝就位――局部調(diào)整――整體焊接――焊縫檢測(cè)――連橋卸載―胎架操作平臺(tái)拆出――支撐胎架接高至上一―層――胎架操作平臺(tái)復(fù)裝。

吊機(jī)在措施平臺(tái)上，均可以滿足 3 個(gè)橋段的吊裝工作。同時(shí)吊機(jī)中心軌跡線距 A 軸有約 9m的距離，在保證 14 m作業(yè)半徑的情況下，吊機(jī)前后移動(dòng)的距離有 8 m，左右移動(dòng)的距離有 17m的工作范圍，完全可以滿足 6 座連橋的吊裝。

6 分段焊接連成整體

（1）焊接部位順序：先焊豎向筋板或腹板焊縫，再焊底板焊縫，后焊面板焊縫。

（2）采用分段退焊或間跳分段施焊，而且在距離板邊緣200mm的長(zhǎng)度預(yù)留不焊，對(duì)于多層焊，第 1 層與第 2 層方向相反，且多個(gè)焊接接頭相互錯(cuò)開 10～15mm。

（3）焊縫檢測(cè)：隱蔽焊縫在隱蔽之前必須進(jìn)行第三方檢測(cè)，檢測(cè)合格后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行面板焊接，面板焊接完成后，再進(jìn)行面板的焊縫檢測(cè)，檢測(cè)合格后，才能進(jìn)行連橋卸載。

（4）焊接完成至檢測(cè)及卸載間隔時(shí)間的設(shè)定：焊接完成至檢測(cè)間隔時(shí)間≥6 h，焊接完成時(shí)間至卸載時(shí)間≥12 h。

（5）焊接應(yīng)力消除措施：采用時(shí)效加局部振動(dòng)方法進(jìn)行消除，時(shí)效≥12 h，振動(dòng)時(shí)采用隨焊隨振。橋體內(nèi)部焊縫采用時(shí)效加錘擊振動(dòng)消除應(yīng)力，橋面采用小激振動(dòng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)，每焊一層進(jìn)行一次振動(dòng)，在焊接完成 12 h 后方可進(jìn)行連橋卸載。

7 結(jié) 語

6 座鋼連橋卸載后，平面尺寸、沉降變形、結(jié)構(gòu)整體性均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。事實(shí)證明了在場(chǎng)地條件受限的情況下，在確保施工安全的前提下，大跨度異形鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)分段吊裝高空拼接的可行性，也為今后類似工程積累了施工經(jīng)驗(yàn)。