大跨徑簡(jiǎn)支鋼箱梁橫向分節(jié)段整體吊裝施工工藝

趙國(guó)華+袁雁飛+俞春飛+翟旸+葉翔+殷振

摘要：文章結(jié)合杭州市秋石快速路二期半山隧道以南段高架工程的特點(diǎn)及關(guān)鍵難點(diǎn)，主跨為70米、65.25米鋼箱梁跨越建筑物，采用兩臺(tái)QUY400型400t履帶式起重機(jī)橫向分節(jié)段整體一次性吊裝到位，詳細(xì)介紹了施工工藝流程、質(zhì)量控制要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：大跨徑簡(jiǎn)支鋼箱梁；橫向分節(jié)段整體吊裝；施工工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）09-0062-03

隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化的高速發(fā)展，城市道路交通擁堵現(xiàn)象不斷升級(jí)，城市交通快速路建設(shè)不斷加速，城市高架、地下城市隧道的發(fā)展日新月異。然而城市道路建設(shè)面臨拆遷困難等難題，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不得不長(zhǎng)期停滯。目前鋼結(jié)構(gòu)橋梁得到了廣泛的運(yùn)用，采用大跨度鋼箱梁跨越建筑物為解決拆遷問(wèn)題提出了新思路。鋼箱梁的跨徑也在不斷增長(zhǎng)，并呈大幅度增長(zhǎng)的趨勢(shì)，如何解決大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁吊裝的技術(shù)問(wèn)題成為關(guān)鍵。本文結(jié)合杭州市秋石快速路二期（半山路～繞城北線）高架工程70、65.25米單跨簡(jiǎn)支鋼箱梁吊裝成功實(shí)例，為簡(jiǎn)支大跨度鋼箱梁吊裝施工提供參考。

1 工程概況及特點(diǎn)

秋石快速路二期工程位于杭州市拱墅區(qū)，南起杭玻路，北至余杭界，是秋石快速路工程的北段，全長(zhǎng)5.92公里，總投資達(dá)14.1億元。工程共分為半山隧道段、隧道南接線高架段和隧道北接線高架段三個(gè)部分，南接線高架段70米、65.25米鋼箱梁工程成為本工程成功實(shí)施的關(guān)鍵重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 鋼箱梁簡(jiǎn)介

H45#～H46#段高架需跨越非標(biāo)廠廠房，采用單跨65.25米簡(jiǎn)支鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式，H45#墩設(shè)置臨時(shí)支墩，由于非標(biāo)廠廠房限制在H46#墩位置設(shè)置臨時(shí)鋼蓋梁，跨中無(wú)法設(shè)置臨時(shí)支墩，給施工帶來(lái)相當(dāng)大的難度，成為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工序，本文重點(diǎn)討論65.25米簡(jiǎn)支鋼箱梁的吊裝施工工藝。鋼箱梁長(zhǎng)度65.25m，寬度25m，安裝標(biāo)高為23.5m，由六片鋼箱梁組對(duì)焊成，分片鋼箱梁的外形尺寸、重量為：1#、6#邊段鋼箱梁尺寸65.25m×5.9m，重量252t；2#～5#中段鋼箱梁尺寸65.25m×3.3m，重量228t。

3 吊裝機(jī)械選型

根據(jù)70、65.25米跨徑鋼箱梁的外形尺寸、重量、安裝標(biāo)高。充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地現(xiàn)狀，吊裝施工選用二臺(tái)QUY400型400t履帶式起重機(jī)加超級(jí)提升裝置，利用這二臺(tái)履帶式起重機(jī)協(xié)同抬吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。

4 吊裝前的準(zhǔn)備

鋼箱梁吊裝前對(duì)支座的坐標(biāo)、尺寸、方位、標(biāo)高及外觀進(jìn)行校核、復(fù)查。

鋼箱梁吊裝前應(yīng)對(duì)架空的線路、以及有礙吊裝作業(yè)的障礙物事先要進(jìn)行清理干凈。

現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)吊裝地基要處理好，尤其是履帶起重機(jī)的吊裝作業(yè)場(chǎng)地。

5 鋼箱梁臨時(shí)承重支架搭設(shè)

45#墩臨時(shí)承重支架結(jié)構(gòu)形式，主要由貝雷桁片組成，采用在臨時(shí)承重支架上部安放鋼柱和鋼沙箱，直接支撐鋼箱梁的重量，承重支架基礎(chǔ)采用150cm厚宕渣+50cm厚的C30砼雙層Φ20@100鋼筋網(wǎng)片澆筑而成，臨時(shí)承重支架與砼基礎(chǔ)連接采用基礎(chǔ)預(yù)埋Ф16螺紋鋼與承重支架相連。

46#墩臨時(shí)承重支架結(jié)構(gòu)形式，由于受廠房未拆遷條件的制約，只能搭設(shè)臨時(shí)鋼蓋梁形式。主要H型鋼支架組成，全部采用焊接連接，在H型鋼支撐上部安放鋼柱和鋼沙箱，直接支撐鋼箱梁的重量，臨時(shí)承重支架的鋼柱支撐在砼承臺(tái)上。

6 鋼箱梁吊裝施工方法

6.1 鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝流程

分片鋼箱梁兩段在胎膜架上縱向組對(duì)焊接→分片鋼箱梁臨時(shí)加固支架吊裝→分片鋼箱梁臨時(shí)加固支架焊接→分片鋼箱梁在胎膜架上模擬支座狀況試吊裝→分片鋼箱梁吊裝→分片鋼箱梁在臨時(shí)承重支架上調(diào)整拼裝→分片鋼箱梁臨時(shí)固定焊接→各分片鋼箱梁進(jìn)行整體調(diào)整→鋼箱梁整體焊接→焊接部位內(nèi)外防腐處理→體系轉(zhuǎn)換和臨時(shí)支架拆除→整橋涂裝。

6.2 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及分片劃分圖，鋼箱梁分片吊裝順序?yàn)椋?#邊段鋼箱梁→2#中段鋼箱梁→3#、4#、5#中段鋼箱梁→6#邊段鋼箱梁。

鋼箱梁屬大型構(gòu)件運(yùn)輸?shù)跹b，要充分考證運(yùn)輸過(guò)程中的限高、限寬等影響，并對(duì)線路的選擇應(yīng)進(jìn)行實(shí)地論證。

6.3 鋼箱梁的運(yùn)輸

本工程箱梁分塊最大構(gòu)件外形尺寸為：35.25m×4.75m×3.25m，重量約為125噸，用2臺(tái)200噸級(jí)兩線四橋炮車(chē)運(yùn)輸。

6.4 鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)便道處理

需確保施工便道地基情況良好，滿足梁車(chē)和起重機(jī)吊裝時(shí)的通行要求，并且在吊機(jī)行走路線上橫向鋪設(shè)鋼路基箱板。

6.5 鋼箱梁分塊

由于鋼箱梁的重量大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，運(yùn)輸條件差等原因，必須將鋼箱梁分片，待吊裝后到臨時(shí)支架上后，再進(jìn)行組裝。鋼箱梁橫向共分6片梁，每片梁由2段現(xiàn)場(chǎng)地面拼裝焊接而成。

6.6 分片鋼箱梁胎膜架縱向組對(duì)

具體方法步驟如下：制作現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)胎架→1#節(jié)段二塊梁板組對(duì)→精確測(cè)量定位固定（作為后續(xù)梁段的定位工況）→懸臂組裝至1#節(jié)段梁上→2#節(jié)段二塊梁組對(duì)→3#節(jié)段二塊梁組對(duì)→4#節(jié)段二塊梁組對(duì)→5#節(jié)段二塊梁組對(duì)→6#節(jié)段二塊梁組對(duì)→懸臂組裝

6.7 分片鋼箱梁模擬支座狀況試吊裝

分片鋼箱梁組對(duì)完畢后，對(duì)具有代表性的分片鋼箱梁模擬支座受力狀況試吊裝，檢驗(yàn)分片鋼箱梁的剛度、撓度、變形及鋼箱梁應(yīng)力狀況是否與設(shè)計(jì)一致。

6.8 鋼箱梁分片吊裝

（1）1#邊鋼箱梁吊裝。按要求將六片鋼箱梁全部運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)拼裝場(chǎng)地，按吊裝順序由里至外擺放后。在1#邊鋼箱梁南側(cè)的臨時(shí)地基上鋪設(shè)好路基箱板，將QUY400型400t履帶式起重機(jī)的作業(yè)半徑定在9m，并按要求把主吊臂接至54m，掛設(shè)好超級(jí)提升配重裝置。在鋼箱梁上掛好吊索后，400t汽車(chē)式起重機(jī)與履帶式起重機(jī)同時(shí)緩慢起吊，當(dāng)鋼箱梁吊離地面約200mm高時(shí)停止，檢查二臺(tái)起重機(jī)的受力情況是否良好，履帶、支腿是否下沉，鋼絲繩吊索、卸扣的受力是否完好正常。檢查合格后繼續(xù)起吊，當(dāng)鋼箱梁吊至夠高的高度后，載重平板拖車(chē)及炮臺(tái)車(chē)駛?cè)脘撓淞旱南路剑撓淞汗潭ê?，二臺(tái)起重機(jī)松下吊鉤，摘除吊索及卸扣。鋼箱梁運(yùn)輸?shù)降跹b區(qū)域，二臺(tái)400t履帶式起重機(jī)停在作業(yè)半徑14m處，將主吊臂都接至54m，同時(shí)掛設(shè)好超級(jí)提升配重裝置。

在鋼箱梁上掛好索吊后，二臺(tái)履帶起重機(jī)同時(shí)緩慢起吊，當(dāng)鋼箱梁吊至一定高度時(shí)停止，載重平板拖車(chē)和炮臺(tái)車(chē)駛離，將鋼箱梁下落離地面約200mm。開(kāi)始進(jìn)行試吊，指揮二臺(tái)起重機(jī)同步緩慢的起吊、變幅、松落，直至將起重機(jī)作業(yè)半徑變幅到20m時(shí)停止。此時(shí)，400t履帶起重機(jī)的額定吊裝載荷為223t，檢查二臺(tái)起重機(jī)的受力是否良好、履帶是否下沉、鋼絲繩吊索及卸扣的受力是否完好，如正常則試吊完畢。

試吊成功后，二臺(tái)履帶起重機(jī)緩慢地再將作業(yè)半徑變幅到18m，同時(shí)鋼箱梁下落離地面約500mm高，拴好溜繩，起重機(jī)緩慢的向前行駛，直至行走到指定的位置停止，二臺(tái)起重機(jī)再緩慢地起吊、變幅，直至將鋼箱梁吊裝到位。

穩(wěn)住鋼箱梁，找正方位，按要求指揮二臺(tái)起重機(jī)緩慢的將鋼箱梁下落到臨時(shí)承重支架上，待鋼箱梁臨時(shí)固定安全后再摘除吊索及卸扣。

（2）2#-5#中段鋼箱梁吊裝。2#中段鋼箱梁拼裝焊接完成后，將鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸至400t履帶起重機(jī)吊裝指定位置，運(yùn)輸方法及過(guò)程與1#鋼箱梁相同。2#中段鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝與1#邊鋼箱梁吊裝程序相同，其它中段梁片此依次吊裝，直至全部完成。

（3）6#邊段鋼箱梁吊裝。6#邊段鋼箱梁的運(yùn)輸方法及吊裝過(guò)程與1#鋼箱梁相同。

6.9 鋼箱梁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控測(cè)量

根據(jù)設(shè)計(jì)、施工方案，采用沿橫向分塊、吊裝施工，但考慮到鋼箱梁橫向分塊后沒(méi)有閉合箱室，各鋼箱梁分塊的剛度與鋼梁整體相比，存在較大差別，預(yù)計(jì)安裝梁段的變形會(huì)超過(guò)工廠預(yù)留值，且施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性等均存在較大風(fēng)險(xiǎn)。因此，在吊裝施工過(guò)程中考慮在鋼箱梁中增加桁架支撐，并通過(guò)對(duì)安裝方案的復(fù)核論證及吊裝施工過(guò)程中的應(yīng)力監(jiān)控，以確保施工過(guò)程的安全及設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)。

6.10 鋼箱梁拼裝焊接

鋼箱梁各分片構(gòu)件吊裝就位后，應(yīng)立即進(jìn)行拼裝焊接。由于各片構(gòu)件長(zhǎng)度長(zhǎng)、重量大、屬高空作業(yè)，各分片鋼箱梁撓度不一致，且中間不設(shè)臨時(shí)支墩，給拼裝工作帶來(lái)較大難度。因此，在每片梁吊裝上去就位前不摘除吊索及卸扣，構(gòu)件不能立即就位，而要使吊機(jī)承受一定的荷載，此時(shí)采用葫蘆、千斤頂?shù)仍O(shè)備進(jìn)行人工拼裝就位。拼裝就位后，對(duì)于兩片分鋼箱梁采用碼板和千斤頂?shù)仍O(shè)備，調(diào)整鋼箱梁的位置和接縫寬度，直至完全拼接符合要求并進(jìn)行臨時(shí)焊接后再摘除吊索及卸扣。待全幅鋼箱梁調(diào)整就位，確保每片分鋼箱梁之間的應(yīng)力和應(yīng)變穩(wěn)定后，實(shí)施鋼箱梁的箱室內(nèi)外的整體焊接成型。

6.11 體系轉(zhuǎn)換和臨時(shí)支架拆除

待鋼箱梁完全拼裝焊接完成，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行落架操作。采用沙箱落架，落架原則要同步、均勻、緩慢、分階段實(shí)施，落架后受力體系將轉(zhuǎn)變，由臨時(shí)支架受力轉(zhuǎn)變?yōu)槎枕斨ё芰Γ藭r(shí)做好應(yīng)力及變形的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，保證整橋工程質(zhì)量及安全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本工程70米、65.25米大跨度鋼箱梁整體吊裝工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和推廣，能夠很好的解決城市施工現(xiàn)場(chǎng)狹小，拆遷不到位，鋼箱梁構(gòu)件跨度大、重量大，吊裝高度高，無(wú)法設(shè)置中間臨時(shí)支墩等一系列的工程實(shí)際困難，有效地解決了大跨度鋼箱梁整體吊裝難題。該工程在杭州市政工程建設(shè)中具有一定的探索意義，為后續(xù)的德勝高架工程積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也能夠?yàn)槠渌?lèi)似工程提供良好的借鑒作用。

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作者簡(jiǎn)介：趙國(guó)華（1978—），男，浙江杭州人，杭州（九喬）國(guó)際商貿(mào)城江干區(qū)塊建設(shè)指揮部辦公室高級(jí)工程師，注冊(cè)一級(jí)建造師、注冊(cè)安全工程師，碩士，研究方向：土木工程、交通工程。