大跨度重型環(huán)形鋼箱梁多機抬吊施工技術

摘 要：近年來鋼結構的發(fā)展十分迅速，特別是大跨度重型鋼結構的發(fā)展也越來越多，其施工方法也在不斷創(chuàng)新，某天橋呈環(huán)形布置，主結構為鋼箱梁，構件尺寸大，重量大，作業(yè)現(xiàn)場為城市交通要道，吊裝作業(yè)時，道路不能封閉，通過多種方案的對比，最終決定采用構件分段制作分段吊裝、現(xiàn)場采用半幅道路做為吊裝作業(yè)面的吊裝方案，順利完成了吊裝施工，保證了工程質量及交通安全。

關鍵詞：大跨度；重型；環(huán)形鋼箱梁；多機抬吊

1 工程概況

某天橋平面呈環(huán)形布置，主橋總長196.384m，架設于9個砼柱上。天橋主梁結構為鋼箱梁，梁高1.3m，箱梁頂寬5.3m，底寬2.06m，總重量390t。主要材質均為Q345C。主橋在加工廠制作完成后，運輸至施工現(xiàn)場，在地面拼裝成4大段，分段吊裝，其中最長的一段51m，單重96t。施工過程中使用一臺中聯(lián)220t，4臺中聯(lián)65t汽車吊進行吊裝。

2 方案選擇

類似工程的鋼結構吊裝通常采用單機或雙機抬吊。若采用單機吊裝方案，因構件單重和現(xiàn)場回轉半徑所限，分四大段的吊裝方法難以實現(xiàn)，只能是分更多節(jié)吊裝，此時高空拼接接頭多，累計誤差大；焊接質量難以控制；需要大量用于支撐鋼箱梁的臨時鋼支墩，成本大；吊裝次數(shù)多，占用道路的時間長。若采用雙機抬吊方案，需要350噸以上起重設備兩臺，成本高，市場上難以租賃；構件為弧形，吊裝平衡難于控制，安全風險較大。綜上，在現(xiàn)場安裝時，由于鋼箱梁為弧形（自身有翻轉趨勢）、跨度大、構件重，吊裝施工難度比較大，具有一定的施工風險，為此，結合實際情況，現(xiàn)場采用了五機抬吊施工方法。

3 五機抬吊施工

3.1 工藝原理

通過對構件吊裝重量在多臺吊機之間的合理分配，使多臺吊機所承受的重量分別在各自吊裝允許的范圍內，同時利用鋼箱梁的自身剛度和強度合理設置吊點，保證環(huán)形構件在吊裝過程中保持平衡狀態(tài)，從而完成構件的吊裝作業(yè)。

3.2 工藝流程（如圖1）

3.3 制作、運輸

鋼構件在我公司院內工廠化施工，考慮到運輸所限，將整個環(huán)形鋼箱梁分20節(jié)制作，并在廠內預拼裝后，按連接位置做好標記，經檢驗合格后方可出廠。鋼箱梁采用30t載重平板車運輸，運輸前，對運輸?shù)缆愤M行詳細勘察，并對運輸車輛辦理三超手續(xù)。鋼箱梁運輸時，必須用鋼絲繩，倒鏈把鋼箱梁在拖車上固定牢靠。運輸時間選擇在晚上十一點以后至凌晨五點以前。

3.4 現(xiàn)場拼裝

將20節(jié)箱梁段分批運至現(xiàn)場，再拼裝成4大段。鋼箱梁布置在支墩內側500mm處依照安裝位置順序擺放。拼裝用50噸汽車吊站位于鋼箱梁內側。

3.5 吊裝順序及吊點設置

本著有利于質量控制和盡可能減少臨時支墩的原則，并結合現(xiàn)場實際條件按逆時針順序吊裝。每段箱梁設置三處吊點，箱梁弧段吊點設置在距端部4m處，直段吊點設置在距端部10m處，中心吊點設置在箱梁切點位置。鋼箱梁吊裝時最大懸臂端尺寸為10m長，屬于最不利點位置，對其進行端部撓度驗算，其最大撓度為2.34mm，遠小于規(guī)范規(guī)定的限值L/250，滿足要求。

3.6 吊車及吊索選擇

通過每段箱梁吊點受力計算，5號吊車負荷為59.04t，考慮多機抬吊因素，其負荷按73.8t計算，結合現(xiàn)場實際條件，其最大作業(yè)幅度為8米，安裝高度7米，確定5號吊車選用220t中聯(lián)汽車吊即可滿足吊裝要求。同理1號、2號、3號、4號吊車選用65t汽車吊即可滿足吊裝要求。5號吊車選用直徑為？覫56mm的6×37+1的兩根鋼絲繩，單根長15米。根據(jù)構件最大質量為96噸，經做受力分析，滿足要求。同理計算1號、2號、3號、4號吊車選用直徑為？覫43mm的6×37+1鋼絲繩即可滿足吊裝要求。

3.7 臨時支墩安裝

施工現(xiàn)場共安裝5部臨時支墩用于承受安裝過程中的鋼箱梁荷載，同時便于調整對口標高，標高調整用2個事先布置在支墩上的50t液壓千斤頂進行調節(jié)。

3.8 吊裝要點

（1）測量：吊裝前應復核橋支墩軸線坐標及標高，并作好記錄。（2）吊車就位：箱梁先吊至墩柱內側距墩0.5m處就位；將吊車調整位置就位，并掛好鋼絲繩。（3）試吊：試吊時先將構件吊離地面200-300mm后暫停，檢查鋼絲繩、卡環(huán)、箱梁平衡情況以及吊車所在地基的基礎承載情況，檢查吊車實際負荷情況，檢查起重機的穩(wěn)定性、制動裝置的可靠性等，確認安全以后，再將構件試吊1次，反復檢查。（4）操作要點：吊裝前在試吊復核，確保安全之后，把鋼箱梁吊至安裝標高以上500mm高度，向就位方向旋轉，當箱梁旋轉到就位位置時，再慢慢往下落，箱梁底離柱頂200mm時停止，調整箱梁橫向與縱向的安裝位置，確認箱梁在就位位置之后，將箱梁緩緩落下，擺放在砼柱或臨時支墩上的預設位置，并調整鋼箱梁坡口對口間隙到2mm。現(xiàn)場設一名指揮人員統(tǒng)一指揮協(xié)調，高空、地面、吊車司機通信聯(lián)絡一律用對講機，確保五臺吊車緩慢同步作業(yè)。吊裝時，采用48×3.5mm的鋼管，將其破開，一分為二，并依據(jù)箱梁邊的高度，將兩塊破開的鋼管間用鋼板焊接連接，形成一個工具式鋼護角，托在鋼箱梁外側棱角處，防止鋼絲繩被割斷。箱梁內焊接，焊接處距箱梁口在25m以內，在箱梁口放置2臺大型軸流風機通風。超過25m，鋼箱梁空中對接時，在箱梁頂面距分段縫1m處開設直徑800mm的人孔，利于排煙和焊縫質量檢查，保證作業(yè)人員健康安全。

3.9 焊接

現(xiàn)場焊接主要采用CO2氣體保護焊。焊接前先搭設好簡易防護棚。焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周圍不得有油污、銹物。必要時用角向磨光機進行打磨處理。

4 質量控制

構件進場前嚴格檢查，確保合格。吊裝前必須復核混凝土柱標高及軸線。在箱梁底部柱安裝位置放出十字線，吊裝時根據(jù)十字線控制箱梁位置。高空組對是本吊裝過程中的難點，組對時豎直方向的高差用事先準備好的千斤頂調節(jié)，吊裝落鉤過程中調節(jié)好對口間隙，待落穩(wěn)后臨時點焊。焊接是本工程的重點，施焊完畢，對焊縫進行外觀檢查。外觀檢查合格后，進行無損檢測。

5 安全措施

吊裝前設置統(tǒng)一指揮人員，安檢人員應提前到位，吊裝區(qū)域設置警戒線。高空、地面通信聯(lián)絡一律用對講機，禁止在高空和地面互相直接喊話。高空作業(yè)人員應佩戴工具袋，工具應放在工具袋中不得放在易失落的地方，所有手動工具應穿上繩子套在安全帶或手腕上，防止失落傷及他人。吊裝前必須進行試吊，檢查鋼絲繩、卡環(huán)、箱梁平衡情況以及吊車所在地基的基礎承載情況，檢查吊車實際負荷情況，確認安全以后，再起吊鋼箱梁。多機抬吊時起重機分配負荷不超過各自允許起重量的80%。

6 結束語

在大跨度重型鋼結構人行天橋環(huán)形鋼箱梁施工過程中，依據(jù)構件的長度、寬度、重量、吊裝設備及平衡情況進行計算分析，合理選用吊索、吊點位置設置，吊車站位。探索得出了大跨度重型鋼結構人行天橋環(huán)形鋼箱梁五機抬吊施工技術，對以后類似工程的施工具有一定的借鑒意義。