吊車及浮吊提升法在橋梁工程中的實踐應(yīng)用

張 薇 趙士峰

(長春市市政工程設(shè)計研究院，吉林 長春 130033)

0 引言

提升吊裝法架設(shè)的拱橋比較適合下承式系桿拱橋，因為其建筑高度正好在吊裝機械施工范圍內(nèi)；上承式和中承式拱橋由于橋比較高，吊裝機械達不到。下承式系桿拱橋根據(jù)是先施工拱還是先施工梁，可分為“先梁后拱”、“先拱后梁”施工法，不同的施工方法，拱肋吊裝過程不一樣。

1 先拱后梁施工工藝控制措施

先拱后梁施工法是利用先架設(shè)拱作為承重結(jié)構(gòu)，然后施工吊桿、縱橫梁、橋面系的方法，施工的過程中張拉臨時預(yù)應(yīng)力索逐步平衡拱的水平推力，直至系桿拱體系形成。該施工法不需要調(diào)整吊桿索力，不需要昂貴的支架費用，具有工期短、費用省等優(yōu)點。

1.1 拱腳、端橫梁現(xiàn)澆及防轉(zhuǎn)、防滑構(gòu)造施工預(yù)制

下部結(jié)構(gòu)完成后在橋墩上放置支座，澆筑拱腳、端橫梁。澆筑時須注意在拱腳下設(shè)置縱向限位塊和抗轉(zhuǎn)動臨時支承?？v向限位塊作用是當(dāng)臨時索水平力與拱腳水平力不平衡時，將不平衡水平力傳遞給橋墩；臨時支承的作用是抵抗水平力導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動。二者的設(shè)置都要經(jīng)過詳細設(shè)計及驗算。

1.2 拱肋的制作運輸及拼裝

運輸前應(yīng)通知加工廠方及相關(guān)單位到現(xiàn)場查看，并做好沿線調(diào)查，根據(jù)橋梁限高和裝車高度確定合理的運輸路線。

拱肋進場前應(yīng)預(yù)先在現(xiàn)場施工拼好抬架，主要是為了在現(xiàn)場更精確地拼裝拱肋并有效地復(fù)核拱肋實際長度。

吊裝前應(yīng)在拱肋上焊接完拱肋混凝土灌注管、排氣管。每根鋼管拱肋上、下弦管各設(shè)置四個灌注孔，于拱肋對稱中心線對稱設(shè)置，第一個灌注孔在拱腳、第一和第二個吊桿之間，第二個灌注孔作為備用灌注孔設(shè)在跨中吊桿之間，上弦管灌注孔水平設(shè)置于拱肋頂。鋼管拱內(nèi)混凝土強度達到設(shè)計強度的50%后，可拆除鋼管拱肋上的灌注管、排氣管及冒漿孔，所有的施工用孔均用原來切割下來的鋼板復(fù)原焊接封閉。

1.3 拱肋及風(fēng)撐吊裝

(1)吊點位置確定：首先計算拱肋的重心和彈性中心。根據(jù)場地情況、起吊能力、拱肋重量等條件，可以采用單點起吊、雙點起吊。

(2)拱肋吊裝：拱肋采用整體吊裝，拱肋吊裝前先勘劃出各定位點、中心線軸線等。 吊機的選擇要考慮拱肋尺寸、重量、安裝高度等因素，來選擇浮吊的起吊能力、扒桿的高度等。起吊前應(yīng)作詳細的計算。拱肋就位后，風(fēng)纜固定和及時的連接，同時，應(yīng)加強對拱肋軸線位置標(biāo)高及拱腳位移觀測，做好記錄，并嚴格控制施工技術(shù)要求允許范圍內(nèi)。軸線通過風(fēng)纜調(diào)整。 鎖定拱軸線后仍需選定最佳觀測時間多次測量拱軸線形，符合要求后認為拱肋吊裝合格，并焊接合攏，觀測時間可選擇在早晨或傍晚。在兩片拱肋安裝合攏成拱后，立即安裝風(fēng)撐，然后逐步拆除橫向穩(wěn)定風(fēng)纜，拱肋安裝完畢。

(3)橫撐吊裝：兩片拱肋合攏成拱后，應(yīng)立即吊裝橫撐并安裝，以保證拱肋的橫向穩(wěn)定。兩片拱肋吊裝完畢后，對橫撐短接頭的空間位置進行測量。

1.4 拱肋混凝土頂升施工

(1)微膨脹混凝土配合比設(shè)計。28d強度應(yīng)滿足設(shè)計強度，水灰比小于0.4，碎石粒徑5～25mm，坍落度18～22cm，以20cm為最佳，緩凝時間不低于8h。同時，對于微膨脹混凝土應(yīng)按擬采用的配合比進行強度、收縮試驗，以便決定取舍調(diào)整。

(2)鋼管拱進料口和排氣孔設(shè)計。單片拱肋拱腳每處設(shè)3個頂升口，頂升口設(shè)在拱肋拱腳處內(nèi)側(cè)，采用加強型泵管，和拱軸線夾角45。。每片拱肋設(shè)3個排氣孔，排氣孔設(shè)于拱肋的最高點，采用普通鋼管。為增加頂部混凝土的密實度，頂升口及排氣孔均為100mm，排氣管長1.5m。

(3)頂升順序?？紤]灌注時鋼管拱的變形和受力，應(yīng)對稱進行灌注，使橋跨均勻受載。根據(jù)設(shè)備情況采用對兩片拱肋的每段對稱灌注的方法進行混凝土頂升。

(4)頂升速度?；炷敛捎脛蛩賹ΨQ、慢速低壓的原則，確保兩對稱段混凝土同時頂升。

(5)質(zhì)量控制。頂升到排氣孔2m前，控制頂升速度，混凝土壓至頂部后，由兩側(cè)泵同時頂升改為交替頂升，使拱頂空氣完全排出，排氣、排漿孔出漿后兩泵間隔泵送，確保鋼管拱內(nèi)混凝土的密實度。嚴禁一側(cè)上升過快越過拱頂，導(dǎo)致拱內(nèi)氣體無法排出。

(6)啞鈴形系桿拱中倉混凝土頂升控制鋼板變形施工措施。由于啞鈴形系桿拱中倉空間本身較小，兩側(cè)均為直板焊接在上下鋼管上，直板受壓易發(fā)生變形，加上吊桿錨孔的影響，混凝土頂升阻力增大。

(6)啞鈴形系桿拱中倉混凝土頂升控制鋼板變形施工措施。由于啞鈴形系桿拱中倉空間本身較小，兩側(cè)均為直板焊接在上下鋼管上，直板受壓易發(fā)生變形，加上吊桿錨孔的影響，混凝土頂升阻力增大。

1.5 縱、橫梁施工

(1)縱系梁施工縱梁從兩側(cè)向跨中間隔對稱安裝，兩拱均基本加載。浮吊起吊到位，初調(diào)高程后固定；待所有縱梁安裝完畢后再統(tǒng)一調(diào)整標(biāo)高。高程檢查完畢即可用吊模進行濕接頭連接。待濕接頭混凝土強度達到設(shè)計強度的80%后，張拉系梁永久預(yù)應(yīng)力索，同步解除臨時索預(yù)應(yīng)力。

(2)中橫梁施工中橫梁從兩側(cè)向跨中間隔對稱安裝。安裝時用貝雷桁架作為受力構(gòu)件支承在縱梁上承擔(dān)橫梁，與縱梁濕接頭連接。

1.6 施工過程中水平推力控制

在鋼管混凝土澆筑中，吊裝預(yù)制梁段，橋梁受力體系沒有形成，拱腳產(chǎn)生水平推力，支座會產(chǎn)生較大的位移，導(dǎo)致橋墩的破壞更大，甚至導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。在整個吊裝過程中，應(yīng)不斷張拉臨時水平索，以克服拱腳的水平推力。吊車和浮吊提升安裝拱肋方法是類似的，不同點在于重型吊車在起吊的過程中’位置不能移動，構(gòu)件只能做旋轉(zhuǎn)和提升運動，作業(yè)范圍小，而浮吊可以在起吊的過程中運輸’要更靈活一些。

2 先梁后拱施工工藝控制措施

先梁后拱施工法是先搭設(shè)支架澆筑縱橫梁，然后分段或整體吊裝拱肋的施工方法。采用整體拱肋吊裝施工時，安裝方法與先拱后梁法相同。但先澆筑的縱橫梁或橋面上可以搭設(shè)支架，這樣拱肋可以分成兩段或更多段在支架上焊接，吊裝的重量輕，吊裝難度低，對吊裝設(shè)備要求也低經(jīng)過仔細測算，確定現(xiàn)場吊車和吊裝構(gòu)件的擺放位置，確定之后現(xiàn)場不得隨意調(diào)整；工廠制作的鋼構(gòu)件，運至工地后，根據(jù)擬訂位置準確放樣，拼裝焊接口；200t小吊車準確到達擬訂位置，用2根鋼絲繩8點捆綁拱肋，平臺至一定高度，放松下拱肋鋼絲繩，拱肋翻身，自然下垂；調(diào)整2臺吊機的高度，利用牽引索，將拱腳坐落在拱座預(yù)埋鋼板上，拱頂落在立柱上；用同樣的施工步驟，大吊機將另外半片拱吊放在橋面上，然后雙吊機將板拱吊裝就位；兩半拱均吊裝就位，焊接拱腳及拱頂；主拱焊接完畢，用2臺50t吊車安裝邊拱構(gòu)件及橫撐；拱肋安裝完畢后即可灌注下拱混凝土，14d后灌注上拱混凝土。拱肋混凝土達到強度后即可張拉吊桿，進行橋面鋪裝施工。

拱肋的吊裝由于吊裝重量大，吊裝過程復(fù)雜，受現(xiàn)場條件等諸多因素影響，吊裝的每一個環(huán)節(jié)應(yīng)反復(fù)推敲，以保證吊裝的順利進行。對吊裝的任一過程進行計算分析，可預(yù)先發(fā)現(xiàn)一些問題，在實際橋梁工程施工中拱肋安裝中發(fā)揮了指導(dǎo)作用具有通用性。

3 結(jié)束語

經(jīng)實踐證明提升吊裝法適合施工的橋型主要有簡支梁橋、先簡支后連續(xù)的連續(xù)梁、拱橋等。提升吊裝法施工的主要設(shè)備是吊車和浮吊，也有少量的工程會用扒桿吊。提升吊裝法架設(shè)拱橋是將拱肋在工廠預(yù)制后運至現(xiàn)場拼裝，然后用吊車或浮吊提升就位的施工方法。由于鋼管混凝土拱橋的廣泛使用，該方法顯示出強大的生命力而且在吊裝過程中安全得到了進一步的保障，施工程序也比較科學(xué)，也可采用先梁后拱與先拱后梁結(jié)合的施工方法，可靠安全適合于跨越通航河流的橋梁施工，對類似的施工項目具有一定的參考價值。

[1] 楊繼東，徐林真.大跨度先拱后梁拱橋混凝土系桿無支架施工技術(shù)[C].中國土木工程學(xué)會，2011：7.

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[3] 章銘榮，李昌耀.先拱后梁系桿拱橋利用拱肋吊裝橫梁施工技術(shù)[J].工程建設(shè)，2014，(02)：23-26，30.