陶立群 肖星

中交一公局第二工程有限公司 江蘇蘇州 215121

某高架橋互通匝道共設(shè)計(jì)三聯(lián)10.2m寬鋼箱梁，共長235m，為下穿既有高架形式。既有現(xiàn)澆箱梁底部與設(shè)計(jì)鋼箱梁匝道橋凈空僅為6m，無法采用傳統(tǒng)汽車吊吊裝。該技術(shù)詳細(xì)分析了低凈空條件下鋼箱梁吊裝施工難點(diǎn)，以及吊裝設(shè)備的選用、鋼箱梁分段、吊點(diǎn)設(shè)置及現(xiàn)場施工部署，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了理論分析，為低凈空條件下的鋼箱梁吊裝施工提供了理論指導(dǎo)，可為今后同類工程施工提供參考依據(jù)。

1 工程概況

某項(xiàng)目新建橋梁包括1座高架主線橋、A、B、C、D 4條互通匝道、2座上下匝道（SW匝道橋、WS地面匝道）。其中SW匝道橋第3聯(lián)為鋼箱梁，跨徑布置為41m+41m，下穿中環(huán)北線高架。鋼箱梁橋?qū)?0.2m，梁高1.8m?，F(xiàn)場安裝橋下分段時(shí)，凈空緊湊，實(shí)測高架橋底距現(xiàn)有地面最小高度為15m，其中支架高7m，梁高2m，則最小凈空為6m[1]。

2 低凈空吊裝施工主要難點(diǎn)

SW3鋼箱梁08#墩位于中環(huán)北線高架正下方，現(xiàn)場安裝橋下分段時(shí)，凈空緊湊。根據(jù)現(xiàn)場情況，需合理考慮：橋下分段不宜過長、過重；吊車型號(hào)規(guī)格的選擇；吊臂最高點(diǎn)距吊鉤不宜過長；橋下分段吊裝時(shí)計(jì)算好各工況構(gòu)件吊點(diǎn)、吊車工作半徑、梁車停放位置等。

3 鋼箱梁場內(nèi)分段

既有高架現(xiàn)澆箱梁底板寬14.9m，箱梁高度2.2m，則鋼箱梁受低凈空影響吊裝段落長14.9m，同時(shí)根據(jù)交通運(yùn)輸、現(xiàn)場起吊設(shè)備能力等條件，SW3鋼箱梁橋下分段。

4 鋼箱梁吊裝準(zhǔn)備

4.1 吊裝方法和吊裝機(jī)械的選擇

根據(jù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、吊裝方法、吊裝高度及起重（回轉(zhuǎn)）半徑及各梁段重量、現(xiàn)場條件等情況，決定采用120t流動(dòng)式吊車1臺(tái)、100t流動(dòng)式吊車1臺(tái)及200t汽車吊1臺(tái)。120t、100t流動(dòng)式吊車吊臂最高點(diǎn)距吊鉤約0.5m，用于安裝中環(huán)北線高架橋下SW3聯(lián)D3-D5分段，保證吊裝過程中吊臂與高架橋底無沖突，能保持靈活作業(yè)；200t汽車吊用于安裝其他分段[1]。

4.2 吊裝組件

（1）吊耳選取

根據(jù)計(jì)算，鋼梁最大分段重量43t，采用4點(diǎn)吊裝，每個(gè)分段設(shè)置4個(gè)20t級(jí)D型標(biāo)準(zhǔn)吊耳，吊耳材質(zhì)為Q345B，屈服點(diǎn)為345N/mm2，D型吊耳采用開坡口與頂板全熔透焊。

經(jīng)計(jì)算：

吊耳最大拉應(yīng)力σ=47.3MPa<[σ]=138.0MPa；

吊耳最大剪應(yīng)力τ=22.8MPa<[τ]=79.63MPa。

（2）鋼絲繩選用

分段吊裝總重量=最大分段重量43t+吊耳0.8t+吊索卸扣0.2t=44t，分段吊裝采用4根鋼絲繩，按3根受力，取折減系數(shù)0.75，則單根鋼絲繩受力：F1=169.4kN。

鋼絲繩作吊索使用，安全系數(shù)取K=8。

計(jì)算鋼絲繩破斷拉力P＝F1×K=1355.2kN

若采用6×37S+IWR，抗拉強(qiáng)度1670MPa級(jí)，直徑50mm的鋼芯鋼絲繩，最小破斷拉力P’=1490kN＞P=1355.2kN，能滿足吊裝要求。

卸扣型號(hào)選用M-DW50JB/T8112-1999。

5 鋼梁的提升

5.1 提升輔助設(shè)備與提升系統(tǒng)應(yīng)在提升前由專人進(jìn)行調(diào)試和全面檢查

在不啟動(dòng)泵站的前提下，通過手動(dòng)操作主控制器按鈕，對(duì)截止閥、電磁閥進(jìn)行動(dòng)作檢查，保證每一提升器編號(hào)與各截止閥相對(duì)應(yīng)。為保證用作承重系統(tǒng)的鋼絞線滿足施工要求，在提升前由專人負(fù)責(zé)檢查工作，保證其外表無電焊疤，不得有錯(cuò)位、彎折、松股現(xiàn)象；液壓提升器錨具缸、主油缸、泵站油管連接務(wù)必正確；液壓提升器、泵站、同步控制系統(tǒng)的控制線與電纜線務(wù)必連接正確。同時(shí)，必須對(duì)液壓泵主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行校核。

5.2 鋼梁合龍口定位控制

大節(jié)段提升合龍。目前已進(jìn)入夏季，安裝合龍段前，由于溫度變化及安裝兩側(cè)鋼箱梁的累積誤差，會(huì)造成安裝單元長度發(fā)生變化。為解決這一問題，在合龍施工前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作：對(duì)合龍段連接構(gòu)件的長度進(jìn)行實(shí)測，弄清理論長度與實(shí)際長度的差別；對(duì)合龍單元交界箱梁于兩側(cè)已完成單元控制坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)測，找出偏差值；對(duì)出現(xiàn)問題的原因進(jìn)行分析，對(duì)出現(xiàn)較大差別的構(gòu)件進(jìn)行修整，以調(diào)整構(gòu)件實(shí)際制作長度。合龍口定位測量。大節(jié)段提升合龍，受現(xiàn)場溫度影響較大，因此在合龍施工前需要分時(shí)段、多次反復(fù)通過全站儀進(jìn)行測量，記錄測量時(shí)間及數(shù)據(jù)，為合龍施工提供相關(guān)數(shù)據(jù)。鋼梁合龍口定位控制。測量的位置主要是連接的環(huán)口位置，監(jiān)測點(diǎn)布置在上頂板及下底板上。測量施工。在大節(jié)段合龍施工前需采用坐標(biāo)測量法將溫度對(duì)合龍段的影響進(jìn)行觀測。在大節(jié)段合龍前3天，應(yīng)在合龍段同一時(shí)間、同一天氣狀況及氣溫情況下進(jìn)行提升梁段及合龍口長度尺寸進(jìn)行測量，對(duì)比分析，做好記錄。測定時(shí)間為凌晨5點(diǎn)至上午9點(diǎn)，每隔1小時(shí)測定一次，選擇7點(diǎn)作為合龍時(shí)間，并繪制梁段尺寸及合龍口尺寸的變化曲線。為大節(jié)段合龍施工提供精確的指導(dǎo)數(shù)據(jù)[2]。

5.3 大節(jié)段合攏施工

通過對(duì)測量數(shù)據(jù)的比較，確定溫差產(chǎn)生的系數(shù)，決定最終提升具體時(shí)段、焊接時(shí)段及修裁余量。按照合龍口尺寸進(jìn)行梁段長度的配切，梁段長度比合龍口尺寸小 1.5cm（單側(cè)），有利于精確合攏。

5.4 試提升

先進(jìn)行分級(jí)加載試提升。試提升時(shí)，按實(shí)際壓力的 20%，40%，60%，80%，90% 緩慢分級(jí)增加各吊點(diǎn)提升器伸缸壓力，檢查各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求后，再增加壓力至 100%，把試提升結(jié)構(gòu)吊離車輛。在分級(jí)壓力提升時(shí)，加載完每級(jí)壓力后，應(yīng)停止加壓，對(duì)結(jié)構(gòu)、支撐柱的穩(wěn)定情況、加載前后上、下吊點(diǎn)的變形等進(jìn)行全面檢查。

5.5 正式提升

試提升均滿足規(guī)定要求后才能進(jìn)行正式提升。液壓提升器一個(gè)行程即為一個(gè)提升流程，通過一個(gè)提升流程將被提升構(gòu)件提升至一個(gè)行程高度，反復(fù)循環(huán)，提升構(gòu)件到規(guī)定的位置。對(duì)提升關(guān)鍵部件的提升承重系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真檢查。對(duì)每個(gè)同步提升過程，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)、各吊點(diǎn)提升平臺(tái)的穩(wěn)定性、各吊點(diǎn)的同步性及其提升器的均勻受載情況、提升過程中鋼梁的同步性進(jìn)行隨時(shí)檢查。

6 臨時(shí)支架

6.1 安裝支架

根據(jù)箱梁的平面及豎曲線，在箱梁分段線位置，設(shè)置臨時(shí)支架兩個(gè)，并在支架頂設(shè)兩根40號(hào)工字鋼橫梁。

梁底支點(diǎn)采用雙拼14號(hào)槽鋼，與支架頂部橫梁焊接連接，槽鋼頂部焊16mm×200mm×200mm鋼板，用以支承鋼箱梁重量。支架高度根據(jù)梁底標(biāo)高結(jié)合鋼梁加工豎曲線計(jì)算而得（加工豎曲線=豎曲線+成橋預(yù)拱+施工預(yù)拱）。支架規(guī)格為1200mm×1200mm×h，支架高度h=接縫位置梁底標(biāo)高-地面鋼板平面標(biāo)高-支點(diǎn)高度-工字鋼橫梁高度。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測情況，h小于7m，計(jì)算按h=8m。為保證支架頂部40號(hào)工字鋼橫梁的穩(wěn)定性，每間隔1m增加兩塊12mm加勁板。支架基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆（5000×1800×500）mm（長×寬×高）條形基礎(chǔ)，預(yù)埋連接件，支架與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接連接。橫向支架間用16號(hào)角鋼連接，保證整體穩(wěn)定。位于中環(huán)北線高架下方支架基礎(chǔ)，承臺(tái)周邊回填后壓實(shí)，再澆筑混凝土條形基礎(chǔ)。

經(jīng)計(jì)算：

1.格構(gòu)式立柱λx=15.5<[λ]=150；

σ=N/φA=17N/mm2 ≤ [f]=235N/mm2。

2.40 號(hào)工字鋼橫梁

σmax=191.59N/mm2<[f]=215N/mm2；

τmax=68.45N/mm2<[fv]=125/mm2；

v=L/1290.2<[v]=L/250。

3.基礎(chǔ)承載力

PK=N/A=95.5k Pa≤fa=160k Pa，承載力滿足要求。

6.2 現(xiàn)場安裝

箱梁分段采用公路運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，用吊車將各分段按順序吊上臨時(shí)支架，調(diào)節(jié)標(biāo)高、調(diào)整分段接縫線后，與支架點(diǎn)焊臨時(shí)固定，相鄰分段間用碼板連接，再進(jìn)行大接縫焊接。焊接檢驗(yàn)合格后，可進(jìn)行整體落梁、拆支架、涂裝。箱梁各分段在廠內(nèi)加工制作、預(yù)拼、防腐油漆處理（留一度面漆現(xiàn)場整體噴涂）；然后，根據(jù)現(xiàn)場吊裝計(jì)劃，按順序?qū)⑾鄳?yīng)分段運(yùn)至施工現(xiàn)場。同時(shí)需要注意的是，運(yùn)輸車須根據(jù)梁段安裝位置，調(diào)整車輛，吊裝時(shí)構(gòu)件直接從運(yùn)輸車輛上吊起，先試吊，再安裝。120t、100t流動(dòng)式吊車抬吊SW3聯(lián)D5-D3分段時(shí)，取折減系數(shù)0.7，在12.4m主臂工況下，最大吊重（38+31）×0.7=48.3t，根據(jù)D5-D3分段重量，為26t-28t，采用120t、100t抬吊安全[3]。

7 結(jié)語

目前，為便于施工，我國跨既有線路施工設(shè)計(jì)多采用鋼結(jié)構(gòu)跨越既有線路，以此減少下方道路施工占用時(shí)間。然而，在一些互通匝道設(shè)施施工過程中，較低的凈空往往給鋼箱梁吊裝帶來了較多的問題。本文以某快速路改造工程匝道施工為依托，詳細(xì)闡述了中環(huán)北線高架下SW匝道第3聯(lián)鋼箱梁的低凈空吊裝工藝，以此給同類工程施工提供借鑒。