大跨度跨渠橋雙層梁吊裝技術(shù)
——以南水北調(diào)中線穿黃一期工程石化路橋梁為例

劉本江

中國水利水電第十一工程局有限公司 河南 鄭州 450000

1 概述

石化路跨渠橋橋型布置為20m+6×30m+20m，橋全長227.15m，位于輸水渠道約樁號(hào)3+190.0 0處，與明渠斜交45°角。上部采用裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土Ⅰ形梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)，橋墩采用φ1.8 m雙柱式墩柱，基礎(chǔ)采用φ2.0 m鉆孔灌注樁。兩側(cè)橋臺(tái)均采用2根φ1.5 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。在主橋墩柱間設(shè)置管道橋?qū)?，管道橋?qū)?.4 5m，管橋上敷設(shè)兩條輸水管線，管道橋單跨采用3塊預(yù)制先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁組成，管道橋共6跨，全長180m。

該橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為上下雙層結(jié)構(gòu)，上層每跨為5片Ⅰ形梁，下層為3片先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁。預(yù)制梁分為三種，一種為30m長Ⅰ形梁，梁高1.8 米，單片重量49噸，數(shù)量30片；第二種為20m長Ⅰ形梁，梁高1.2 米，單片重量22噸，數(shù)量10片；第三種為30m長混凝土空心板梁，梁高1.3 米，單片重量53噸，數(shù)量18片，全橋共58片預(yù)制梁。吊裝高度，即地面距橋墩蓋梁最大高度約20米?，F(xiàn)石化路跨渠橋下部結(jié)構(gòu)將于3月底完成，上部結(jié)構(gòu)橋梁體預(yù)制、預(yù)應(yīng)力張拉已施工完成，施工道路平整壓實(shí)完畢，具備裝配施工條件。

橋梁吊裝將采用運(yùn)梁車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，汽車式起重機(jī)吊裝。因現(xiàn)場(chǎng)為黃土地質(zhì)比較松軟且地下水位高，承載力難以保證自重較大的大噸位汽車吊運(yùn)行。為確保施工安全穩(wěn)妥，我們經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，結(jié)合先期在該標(biāo)段河溝北橋，以及其他工程同類型橋梁的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用2臺(tái)100噸(備用汽車吊為130噸)吊車抬吊的方案進(jìn)行吊裝，安全系數(shù)較大，實(shí)踐也證明較為可行、可靠。故擬采用兩臺(tái)QY100K汽車吊抬吊安裝。

2 編制依據(jù)

⑴ 南水北調(diào)一期穿黃工程Ⅰ標(biāo)南岸工程土建及設(shè)備安裝合同文件（合同編號(hào)：ZXJ/SG/CH-003）；⑵ 黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司：石化路跨渠橋施工圖（圖號(hào)：CH-I-SHL-00～86）；⑶《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JIG B01-2003）；⑷《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JIJ041-2000）；⑸建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33－2001）；⑹設(shè)計(jì)交底及其他相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)；⑺現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

3 施工布置

Ⅰ型梁在河溝北預(yù)制廠和石化路預(yù)制廠預(yù)制、儲(chǔ)存。橋梁在河溝北預(yù)制廠垂直運(yùn)輸采用現(xiàn)有兩臺(tái)龍門吊；在石化路預(yù)制廠用兩臺(tái)QY100K（100t）汽車吊配合裝車，采用斯太爾重型牽引車掛炮車運(yùn)梁至現(xiàn)場(chǎng)。

先張法空心板梁在距現(xiàn)場(chǎng)30公里的先張梁場(chǎng)進(jìn)行預(yù)制并運(yùn)輸。

現(xiàn)場(chǎng)吊裝采用兩臺(tái)QY100K（100t）汽車吊?；诖?，已對(duì)施工道路及場(chǎng)地等進(jìn)行修整，并將根據(jù)需要隨時(shí)使用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械進(jìn)行配合場(chǎng)地道路的修整。

3.1 施工道路

施工道路主要利用場(chǎng)內(nèi)2、5號(hào)公路、現(xiàn)有下渠路及馬道、南岸進(jìn)場(chǎng)公路。

⑴ 場(chǎng)內(nèi)2號(hào)公路。新建道路，沿渠道左岸全長及進(jìn)口建筑物邊坡頂部布置，路面為泥結(jié)碎石。⑵ 場(chǎng)內(nèi)5號(hào)公路。與進(jìn)場(chǎng)公路相接，為原石化路部分路段（包括石化路跨連接明渠臨時(shí)改線段），路面為瀝青混凝土（施工區(qū)內(nèi)為泥結(jié)碎石）。⑶ 下渠道路。利用石化路跨渠橋部位開挖及澆筑期間預(yù)留的下渠道路，路寬7.5 m，坡度不大于10%。路面采用原土壓實(shí)，經(jīng)長時(shí)間重車碾壓，部分路段采用石碴及灰土加固穩(wěn)定。本次運(yùn)梁需對(duì)道路出入口部位進(jìn)行順直處理，保證運(yùn)梁所需轉(zhuǎn)彎半徑。⑷南岸進(jìn)場(chǎng)公路。南岸進(jìn)場(chǎng)公路主要用于空心板梁的運(yùn)輸，路面為瀝青混凝土，進(jìn)場(chǎng)后再通過下渠道路運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場(chǎng)。

3.2 吊裝場(chǎng)地

⑴ 對(duì)于0-①、①-②、⑥-⑦、⑦-⑧跨橋梁，吊車位于高程130平臺(tái)進(jìn)行吊裝；⑵ 對(duì)于②-③、③-④、④-⑤、⑤-⑥跨橋梁，吊車位于高程120m平臺(tái)進(jìn)行吊裝；

因3、4、5#樁基及墩柱施工需要，我部對(duì)此部位進(jìn)行了開挖，開挖底高程為103m，在墩柱高程上升至120m以上后，重新進(jìn)行了該部位的回填。另外，在吊裝前10天將對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行再次平整、壓實(shí)，局部松軟地方換填灰土，以滿足大梁吊裝需要。

4 吊裝準(zhǔn)備

⑴ 凡參加施工的人員都需熟悉圖紙，了解“I”梁及空心板結(jié)構(gòu)尺寸、重量，并明確其吊裝位置和順序，根據(jù)實(shí)際情況，準(zhǔn)備好施工工具及材料。⑵ 根據(jù)圖紙要求，對(duì)橋墩上需放置橋梁板的墊塊及支座進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)須檢查其標(biāo)高、尺寸及位置與設(shè)計(jì)標(biāo)高、尺寸及位置是否相符，驗(yàn)收后進(jìn)行放線。⑶ 橋梁安裝前，清除物件上的污垢、泥土等雜物，并對(duì)物件的編號(hào)、吊裝點(diǎn)、安裝尺寸進(jìn)行認(rèn)真的檢查。檢查符合要求后，再在梁體兩端及蓋梁墊塊上放出支座縱、橫中心線及定位控制點(diǎn)，以便下一步找平、找正。⑷ 認(rèn)真勘察現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)影響吊裝和運(yùn)輸?shù)母鞣N障礙物清除干凈，對(duì)于凹凸不平的路面予以平整。⑸ 召開施工前工作會(huì)議，及時(shí)了解工作要領(lǐng)，對(duì)預(yù)制梁在運(yùn)輸?shù)跹b過程容易出現(xiàn)的問題加以重點(diǎn)防護(hù)，在高空作業(yè)中，施工人員要注意人身安全，防止墜落、擠傷等惡性事故的發(fā)生。

5 橋梁運(yùn)輸

預(yù)制梁采用斯太爾重型牽引車掛炮車運(yùn)輸。

梁場(chǎng)內(nèi)采用兩臺(tái)龍門吊或汽車吊起吊，掛好鋼繩扣后，兩臺(tái)吊車均勻受力提升，拆除梁體存放時(shí)的臨時(shí)支撐。鋼絲繩與梁底棱角接觸處，采用必要的保護(hù)措施，防止鋼絲繩被割傷。

將預(yù)制梁吊離地面約20-30cm，靜置一段時(shí)間后，確定吊車、鋼絲繩扣、卡環(huán)等各種受力起重索具安全可靠后，方可正式起吊。

空心板梁運(yùn)輸時(shí)，梁體兩側(cè)應(yīng)焊制擋板，填充木料等物使梁體固定牢靠，防止運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)生滑移?！癐”梁運(yùn)輸時(shí)，制作專用工具，焊接槽，加以固定。

運(yùn)梁車在道路上勻速行走，行駛速度不大于15Km/h，運(yùn)輸過程中由指揮車引導(dǎo)，對(duì)道路進(jìn)行封閉。

6 橋梁吊裝

6.1 吊裝設(shè)備

⑴ 起重量空心板梁與30m“I”梁重量一樣均為50t左右，且起吊高度較“I”梁低，故僅做30m“I”梁起重計(jì)算。

30m“I”梁經(jīng)計(jì)算重量約為48.8 T，加索重，重量約為50t，單個(gè)吊車起重量應(yīng)大于25t，考慮兩臺(tái)吊車抬吊起重降低系數(shù)0.8 ，則單臺(tái)吊車起重量按31.2 5t。當(dāng)采取一定的有效技術(shù)措施（如按起重機(jī)實(shí)際超載試驗(yàn)數(shù)據(jù)、增加配重、改善現(xiàn)場(chǎng)施工條件等），吊車起重量可提高10%左右，即單臺(tái)吊車起能力應(yīng)大于28.4 t。

⑵ 起重高度

軸線③-⑤吊裝高度最大，按該軸線考慮：

H≥h1＋h2＋h3＋h4＋h5

式中

h1——安裝支座表面高度，按擋塊上表面，為16.8 8m；

h2——安裝間隙，取0.2 5m；

h3——梁體高度，1.8 m；

h4——吊索高度，吊索和梁體頂面夾角按75°考慮，為0.2 5×tg75°＝0.9 m；

h5——吊鉤至臂桿中心安全高度，取2.0 m。

則H≥21.9 m。

⑶ 臂桿長度

其中hb為起重臂底鉸至停機(jī)面高度，1.5 m；

α為起重機(jī)仰角，一般為70°～77°，按仰角70°計(jì)算，則L應(yīng)大于21.7 m，同時(shí)臂桿應(yīng)滿足與蓋梁之間水平安全距離要求，因吊索距梁段1m左右，已在蓋梁以外，吊車側(cè)向（稍偏向跨中方向）站立，蓋梁不會(huì)對(duì)起重臂產(chǎn)生干擾。

⑷ 吊車型號(hào)

采用兩臺(tái)全新QY100K汽車起重機(jī)吊裝，吊車最大起重量100t，整機(jī)全長：15.2 3米，整機(jī)全寬：3米，整機(jī)全高：3.8 6米；支腿距離：縱向：7.5 6m，橫向：7.6 m。根據(jù)吊車特性表，吊車臂長26m，幅度為9m時(shí)，起重量為30.8 t，吊車臂長30.4 m，幅度為8m時(shí)，起重量為31.1 t可滿足吊裝要求。

⑸ 吊裝用鋼絲繩扣的選擇

單根鋼絲繩受力S=Q/n÷sinα

式中：Q—橋梁重量50噸

n—鋼絲繩扣根數(shù)，4根；

α為鋼絲繩與梁頂面夾角，取90°。

代入公式：S=50/4÷sin90°=12.5 噸

選用兩根直徑52mm，6×37鋼絲繩作為吊裝繩扣，其破斷拉力為140.5 t（查表計(jì)算得），使用安全系數(shù)K=140.5 ÷12.9 =10.9 ，滿足安全系數(shù)要求。

6.2 吊裝施工程序

石化路跨渠橋擬計(jì)劃從左岸向右岸依次吊裝，考慮道路問題，將①-②跨做最后吊裝，吊一孔移一孔，最后封頂，也可在吊裝過程中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做合適的調(diào)整。每跨吊裝順序根據(jù)吊車站位自遠(yuǎn)向近吊裝（自上游向下游或自下游向上游）。雙層梁先裝上層2片后，再裝下層2片，交叉進(jìn)行。

6.3 吊裝施工

6.3 .1 支座安裝

吊裝梁體前對(duì)槽臺(tái)（槽墩）及支座墊石和橡膠支座標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無誤后放出支座中心線及每塊梁體邊線、端線，同時(shí)在臨時(shí)支座上標(biāo)注好中心線，以保證支座及梁體位置正確。

6.3 .2 吊車就位

吊車位置由專業(yè)起重工根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況指定，場(chǎng)地應(yīng)平坦結(jié)實(shí)，并與坡頂保持安全距離。作業(yè)前，應(yīng)全部伸出支腿，并在支腿下墊鋼板，支腿定位銷必須插上。調(diào)整支腿必須在無荷載時(shí)進(jìn)行，并將起重臂轉(zhuǎn)至正前或正后方可再行調(diào)整，作業(yè)中嚴(yán)禁扳動(dòng)支腿操作閥。

6.3 .3 荷載試吊

應(yīng)就吊車停放位置進(jìn)行荷載試吊，也可根據(jù)吊車性能及與吊點(diǎn)位置關(guān)系判定吊車停放位置是否滿足吊裝要求，如不滿足應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。

6.3 .4 橋梁吊裝

⑴ 吊裝方法

由于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，存在高差，吊裝難度較大。經(jīng)比較擬采用以下方法：

方法一：運(yùn)梁車運(yùn)梁至現(xiàn)場(chǎng)，使炮車頭尾盡可能靠近排架，如難以回轉(zhuǎn)，則盡可能使車頭停放到位，而車尾由吊車吊起向墩柱靠近，該過程可多次重復(fù)，直至停放至的理想位置。之后吊車支立到位，兩車同時(shí)起吊，運(yùn)梁車退出，兩吊車同時(shí)抬吊至安裝位置。

方法二：梁體運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)方向，使炮車靠近墩柱。吊車1（靠近⑧橋臺(tái)）吊起梁尾，向跨中方向轉(zhuǎn)臂，同時(shí)梁車配合后倒，直至梁尾轉(zhuǎn)至吊車2（靠近墩柱⑦）幅度范圍，吊車2掛吊索，吊車1摘鉤，吊車2向墩柱⑦方向轉(zhuǎn)臂，同時(shí)梁車配合后倒，直至梁頭倒至吊車1幅度范圍，吊車1掛吊索，兩吊車同時(shí)運(yùn)行，把梁吊至安裝位置。

方法三：梁體運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)方向，使炮車靠近排架。兩車同時(shí)起吊，如吊車難以一次將梁體停放到位，可在梁體起吊后，將梁體一端臨時(shí)停放到排架或坡頂臨時(shí)支座上，另一端保持起吊。將停放端摘鉤，吊車挪位至理想位置，然后再次起吊停放，該過程可多次重復(fù)，直至梁體停放至的理想位置。

吊裝可根據(jù)部位、地形等條件使用上述三種方法，也可混合使用。

⑵ 梁體起吊

梁體起吊吊點(diǎn)距梁頭1m以內(nèi)，“I”梁采用兜底吊，空心板梁采用吊環(huán)。主索采用52mm6×37鋼絲繩，鋼絲繩與梁體接觸部位增設(shè)鋼板、方木等防止鋼絲繩對(duì)梁體損傷?？紤]到防止“I”梁吊裝出現(xiàn)鋼絲繩橫向滑移的現(xiàn)象，采取措施如下圖所示。使用直徑32mm鋼絲繩，用卡環(huán)和梁頭連接起來，防止吊裝繩向內(nèi)滑移。

梁體吊裝要求指揮統(tǒng)一明確，以使兩臺(tái)吊車協(xié)調(diào)一致，吊裝平穩(wěn)緩慢，避免較大晃動(dòng)。將預(yù)制梁吊離運(yùn)梁車約20-30cm，時(shí)間后，確定吊車、鋼絲繩扣、卡環(huán)等各種受力起重索具安全可靠后，方可正式起吊。

⑶ 梁體就位

吊鉤轉(zhuǎn)至吊裝位置后，靜置一段時(shí)間穩(wěn)定后，緩慢下落。梁體下落時(shí)注意保護(hù)邊角不受磕碰損傷，必要時(shí)先用橡膠塊墊塞，待梁體穩(wěn)定、梁體標(biāo)記和支座標(biāo)記對(duì)齊后再抽出墊塊，落梁到支座上。

⑷ 梁體臨時(shí)固定措施

空心板梁無需固定，“I”梁每跨第一片梁采用兩端對(duì)稱臨時(shí)固定梁體，第二片架設(shè)之后，將第一、二片梁梁端部位的橫肋板鋼筋焊接連接，上部穿50mm鋼管與梁體鋼筋焊接。第三片梁臨時(shí)固定措施同第二片梁。

7 資源配置

7.1 人員配置

技術(shù)員2人，起重工4人，掛鉤工8人，司機(jī)8人，專職安全員2人，普工 10人。

7.2 設(shè)備配置

主要設(shè)備配置：裝載機(jī)、推土機(jī)、汽車吊、炮車、龍門吊、千斤頂、發(fā)電機(jī)、全站儀、水準(zhǔn)儀等。

8 質(zhì)量保證措施

⑴ 大梁運(yùn)輸應(yīng)采取可靠加固措施，防止大梁傾覆；運(yùn)輸車輛行駛平穩(wěn)，防止大梁劇烈位移發(fā)生折、扭斷；轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)緩慢，防止車輛傾倒損壞大梁；

⑵ 安裝前檢查支承結(jié)構(gòu)的尺寸、標(biāo)高、平面位置和承載能力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；

⑶ 構(gòu)件固定后方可摘去吊鉤；

⑷ 安裝就位后應(yīng)采取構(gòu)件穩(wěn)定措施，平面位置、高程、垂直度經(jīng)檢查校正符合設(shè)計(jì)要求后方和焊接和澆筑接頭混凝土；

⑸ 安裝允許偏差：梁支座中心允許偏差5mm，垂直度允許偏差1.2 %。

9 安全保證措施

9.1 安全技術(shù)措施

⑴ 交通安全

① 運(yùn)梁前對(duì)道路進(jìn)行修整、取直處理；② 橋梁運(yùn)輸過程中，前面指揮車引導(dǎo)，并對(duì)道路進(jìn)行封閉；③ 橋梁運(yùn)輸應(yīng)慢速行駛，車速不超過15Km/h；④ 應(yīng)對(duì)車輛剎車系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保下坡時(shí)車輛可控性，必要時(shí)推土機(jī)輔助牽引；⑤ 加強(qiáng)對(duì)司機(jī)的安全教育，嚴(yán)禁疲勞駕駛，不開病車，行駛過程中注意力集中。

⑵ 吊裝作業(yè)

① 做好吊裝有關(guān)的安全技術(shù)交底，施工人員必須做至四個(gè)明確，工作任務(wù)明確、施工方法明確、吊裝物體的重量明確、安全注意事項(xiàng)明確。② 嚴(yán)禁在吊裝物下方或在受力的鋼絲繩等起重索具旁站立、通行或逗留。③ 在吊裝區(qū)域設(shè)立警戒區(qū)，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入。④ 對(duì)使用的各種起重吊車及器具（鋼絲繩扣、卡環(huán)等）經(jīng)常檢查。尤其是梁體的吊裝量大、時(shí)間長，更要注意起重器具是否磨損或損壞，發(fā)現(xiàn)不合格的起重索具立即更換。⑤ 各種構(gòu)件放置穩(wěn)妥，不得傾斜和晃動(dòng)。⑥ 遇六級(jí)以上大風(fēng)、大霧、大雨等惡劣天氣，禁止吊裝作業(yè)。⑦ 吊車司機(jī)持證上崗，服從現(xiàn)場(chǎng)管理人員的正確指揮，熟知各種信號(hào)，嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”作業(yè)制度。吊裝前檢查吊車各部件，嚴(yán)防溜滑、傾斜、脫鉤等事故發(fā)生。車輛使用前進(jìn)行檢查，使用過程中發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除，嚴(yán)禁車輛帶病作業(yè)，嚴(yán)禁司機(jī)酒后駕車。⑧ 起吊時(shí)，由專職起重工施工現(xiàn)場(chǎng)全權(quán)指揮，高空就位時(shí)，在起重物上捆綁防溜繩，起重工必須持證上崗，正確使用手勢(shì)、哨音和旗語。⑨ 汽車吊作業(yè)時(shí)，對(duì)地面進(jìn)行必要的壓實(shí)，吊車支腿下必須按要求加墊木或鋼板。⑩ 吊車作業(yè)嚴(yán)格遵守吊車操作規(guī)程。