下承式鋼筋混凝土拱橋鋼橫梁安裝工藝

余伽義

摘要：以余姚開豐橋主橋鋼橫梁安裝為例，根據(jù)鋼橫梁的結(jié)構(gòu)特點，因地制宜，制定了合理的安裝方案，提高了安裝的效率和質(zhì)量，降低了安裝過程中的勞動強度，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：鋼橫梁 安裝

Abstract: the main FengQiao steel beams yuyao open for the installation of an example, according to the structure characteristics of the steel beam, adjust measures to local conditions, a reasonable installation plan, improve the efficiency and quality of the installation, and to reduce the installation process of the labor intensity, and create a good economic and social benefits.

Keywords: steel beams installation

中圖分類號： TU528.571文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、前言

近年來，隨著橋梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展，系桿拱橋作為一種大跨度橋梁的新型結(jié)構(gòu)形式，在數(shù)量及跨度上不斷增長。鋼橫梁作為橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，安裝過程受到場地限制較多。本文以余姚市開豐橋工程為例，簡要介紹鋼橫梁的安裝工藝。

二、工程概況

杭甬運河余姚城區(qū)四橋改建工程開豐橋項目由主橋及引橋組成，主橋為下承式桁架拱梁，下跨余姚江，橋下為Ⅳ級航道，主橋跨徑為82.0m，計算跨徑為80.0m，下弦桿軸線為R=2400m的圓凸曲線，上弦桿軸線拋物線方程：y=0.8x-0.01x2，矢跨比F/L=1/5.0；主橋結(jié)構(gòu)主要由預(yù)應(yīng)力混凝土端橫梁、鋼中橫梁、吊桿、上弦桿、下弦桿、橋面板組成。

鋼橫梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，每2.5米設(shè)置1根鋼橫梁，單片鋼橫梁跨度為23.2米，橫向橋面寬度為0.8m，梁高為1.6m。共28片梁，單片梁重16.8噸。

三、鋼橫梁安裝步驟及工藝

鋼橫梁采用工廠加工，由特種車輛運輸至施工現(xiàn)場，由于鋼橫梁安裝時，主橋兩側(cè)的端橫梁均已施工完成，受場地限制，大噸位吊車無法進入老橋橋面，故選用拖拉的方法安裝。施工時鋼橫梁運輸至主橋南側(cè)箱梁橋面上，然后用吊車將鋼橫梁吊至主橋南端滑道上，用倒鏈拖拉到安裝位置用門架落放并調(diào)整安裝精度。安裝時從北至南按指定的安裝位置施工。

（一）、施工準(zhǔn)備

（1）、拖拉滑道設(shè)置

為了減少主橋上部結(jié)構(gòu)施工的影響，本次拖拉施工滑道設(shè)置在下弦桿伸出的預(yù)埋件上，故在箱梁進場前應(yīng)先派人在現(xiàn)場進行滑道鋪設(shè)。鋪設(shè)時利用預(yù)埋件焊接滑道牛腿，在牛腿上鋪設(shè)18#工字鋼做滑道。工字鋼頂面應(yīng)高出預(yù)埋件頂部10mm左右，這樣在盡可能減少箱梁落放高度的同時又能避開預(yù)埋件對拖拉過程的影響。

滑道、牛腿受力計算

滑道牛腿焊接為雙面角焊縫，焊縫長200mm，焊角高6mm，焊條為J507焊條。根據(jù)《建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊》表3-6提供數(shù)據(jù)，單側(cè)1cm焊縫承載力為8.4KN牛腿焊縫有效長度取18cm。

a、單牛腿最大承載力：

N0=8.4*18*2=302.4KN

單牛腿最大受力：

N=Mg*λ/2=168KN< N0=302.4KN(λ為安全系數(shù)，取2)

故牛腿安全。

b、滑道工字鋼受力計算

工字鋼按簡支梁受力計算，跨度1.8 m，載荷100KN。

最大彎距Mmax=45KN*m,最大應(yīng)力σ=24.3MPa<235 MPa，最大撓度 f=3.5mm，工字鋼安全。

（2）、拖拉前鋼梁處理

考慮到下弦桿施工引起的預(yù)埋件安裝誤差，鋼橫梁在加工時將長度放大了80-100mm。故在安裝前鋼橫梁應(yīng)提前運輸至主橋南側(cè)箱梁橋面上，然后對鋼橫梁的安裝尺寸進行準(zhǔn)確測量和加工，以保證安裝精度。

（二）、運輸及吊裝

鋼橫梁采用工廠加工，由特種車輛運輸至施工現(xiàn)場。受場地限制，鋼橫梁運輸至主橋南側(cè)箱梁橋面上，采用75T汽車吊吊裝。

為保證鋼橫梁梁體結(jié)構(gòu)不受到破壞，在鋼橫梁上不焊接吊耳，采用專用吊具吊裝。

（三）、鋼橫梁拖拉至預(yù)定位置

拖拉時用吊車將鋼橫梁吊至主橋南端滑道上，然后用2根10噸倒鏈串聯(lián)將鋼橫梁拖拉到安裝位置。倒鏈后端固定在北側(cè)端橫梁上。為保證施工安全，拖拉時派人全程觀察鋼梁位置和軌道變形等施工情況。

滑道采用18#工字鋼，下方牛腿為厚度20mm鋼板，牛腿與滑道焊接牢固，為保證工字鋼在拖拉過程中的穩(wěn)定性，要在腹板兩側(cè)間斷設(shè)置加勁板。

鋼橫梁拖拉至預(yù)定位置

（四）鋼橫梁就位

安裝前要準(zhǔn)確測量鋼橫梁的安裝尺寸并按照尺寸準(zhǔn)確加工，以保證安裝精度。測量時應(yīng)沿橋中軸線分別測量兩端至中線的距離，以保證安裝后的鋼橫梁中線和主橋中軸線重合。加工鋼橫梁兩端時要使鋼橫梁每端長度比所需尺寸略小以方便梁體落放。

鋼橫梁拖拉就位后，將門架安裝在支座上（支座預(yù)先焊接在預(yù)埋件上），用4臺10噸倒鏈將鋼橫梁稍稍吊起，拆除下方滑道后落放鋼橫梁。落放時用千斤頂調(diào)整鋼橫梁東西方向安裝位置，用同一端2臺10噸倒鏈的落放長度來調(diào)整鋼橫梁南北方向安裝位置（此調(diào)整為微量調(diào)整，尺寸偏差較大時要在滑道上調(diào)整）。

鋼橫梁落放采用門架吊裝的方法進行，專用吊具吊裝，不在梁體上焊接吊耳。門架凈高3m、凈寬1.17m，支腿為直徑160mm厚度6mm鋼管，橫梁使用厚度10mm鋼板焊接成高200mm、寬169mm箱型結(jié)構(gòu)。門架支座焊接在預(yù)埋件上，預(yù)埋件內(nèi)側(cè)最下方設(shè)置臨時支撐以減少局部變形。

門架支腿高3m，截面面積29cm2,慣性矩862cm4，按壓桿穩(wěn)定性計算其歐拉臨界力為：N0=π2EI/（μl）2=198KN(其中μ=1)，支腿實際受力為N=16.8*10/4=42KN。支腿安全。

落梁，調(diào)整

（五）、鋼橫梁與預(yù)埋件的焊接

鋼橫梁就位后，對其平面位置進行復(fù)測，要求偏差小于5mm，如不能滿足精度要求，則必須使用倒鏈或門架對其平面位置進行調(diào)整，滿足要求后按圖紙要求對鋼橫梁與預(yù)埋件進行焊接。

（六）、鋼橫梁安裝安全措施

鋼橫梁安裝作業(yè)，安全控制是重中之重。針對安裝過程中的危險源，制訂了如下安全措施：

（1）、吊裝作業(yè)

a、吊裝前在梁體四角拴好攬風(fēng)繩；

b、吊裝前仔細(xì)檢查鋼絲繩和吊具可靠性；

c、由于橋上桿件較多，吊裝作業(yè)應(yīng)緩慢進行，以免碰撞到橋面上其他構(gòu)件；

d、吊車其中噸位和起吊距離應(yīng)嚴(yán)格計算，不得違章作業(yè)。

（2）、高空作業(yè)

a、由于施工人員要在鋼橫梁和主橋下弦桿上施工，故施工中應(yīng)做好高空作業(yè)安全防護工作。

b、施工人員必須正確使用安全帶、安全帽；

c、在高空搬抬較重物品應(yīng)在物品上拴安全繩以防墜落。

（七）、安裝效果檢查

2007年5月15日開始吊裝至2007年6月15日余姚開豐橋鋼橫梁全部安裝焊接到位，用時30天，全部合格安裝到位，達(dá)到設(shè)計要求，得到業(yè)主及設(shè)計院等的一致好評。安裝施工期間，未發(fā)生一例機械吊裝、人員傷亡事故。

鋼橫梁全部安裝完成

四、結(jié)束

在鋼橫梁安裝過程中，受施工場地制約，同時安全壓力大，作業(yè)風(fēng)險高。本文針對鋼橫梁安裝的主要工序：吊裝方法、拖拉就位、落梁及調(diào)整等方面，對安裝方案進行簡要闡述，對類似工程施工有一定的參考價值。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。