城市鋼箱梁吊裝施工單元分塊技術分析

邱雪松 中鐵十七局集團第二工程有限公司

1 工程簡介

資陽臨空項目跨縱三路主線橋上跨縱三路，鋼箱梁位于2#～5#墩之間，全長110m，跨徑布置（30+50+30）m。鋼箱梁分左右幅設置，單幅橋寬20.49m，橫斷面采用帶挑臂的單箱三室結構，梁高2.0m，頂、底板采用正交異形板整體式構造。

2 施工方案選擇

鋼箱梁橋下為新建道路，無交通干擾，橋墩高度小現場施工條件好，因此采用分塊吊裝拼裝法進行施工，即在車間內進行單元分塊預制，現場搭設支架，汽車運輸至橋位，利用吊裝設備將各單元吊至支架上，最后焊接成整體。

支架法的支架結構驗算簡單，能保證橋梁設計的幾何形狀、尺寸、坡度，且經濟優(yōu)勢明顯，是廣泛采用的施工方法。

3 單元分塊原則

鋼箱梁單元分塊是影響施工組織和質量的關鍵因素，因此選擇合理的單元分塊方案十分重要。常用的單元分塊方案有三種：橫向分塊、縱向分塊、縱橫向混合式分塊，其特點如表1。

通過以上方案對比可得知，僅從橋梁結構特點和斷面形式出發(fā)，可以預判基本方案，但是實際情況要復雜的多，還應考慮的分塊原則有：制造條件、運輸要求、設備吊裝能力，現場工作難度及工作量。

4 單元分塊技術分析

4.1 縱向結構受力分析

因現場焊接作業(yè)條件與車間內焊接作業(yè)存在差距，應將縱向分段位置設置在彎矩較小斷面處，采用midas civil軟件對（30+50+30）m鋼箱梁工況受力分析如下圖。

圖1 鋼箱梁縱向受力分析圖

表1 鋼箱梁單元分塊方案特點表

通過分析得知，結構彎矩為“0”節(jié)點有4處，分別為邊跨距中墩2/3處、中跨距中墩1/7處，按從左至右分別是20m、38m、72m、90m斷面處。

4.2 運輸車輛限寬、限高、限重分析

根據交通部《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》：車貨總高度從地面算起超過4m，總寬度超過2.55m，總長度超過18.1m，均是超限運輸車輛。限重規(guī)定如下：四軸貨車車貨總質量超過31t；五軸汽車車貨總質量超過43t；六軸及六軸以上汽車車貨總質量超過49t。

《管理規(guī)定》又明確：載運不可解體物品的超限運輸車輛，應當依法辦理有關許可手續(xù)，采取有效措施后，按照指定的時間、路線、速度行駛公路。因此，鋼箱梁單元分塊尺寸、重量受路況影響各異，經報批許可后超限限制影響小。

4.3 吊裝設備分析

鋼箱梁單元塊現場吊裝一般采用履帶吊，其具有起重量大，可吊重行走、穩(wěn)定性好、路面要求低等優(yōu)點，缺點是拆裝麻煩、靈活性差、行駛速度慢、油耗高。近年來，我國大型吊裝設備發(fā)展迅速,全國有7家企業(yè)可制造1000t以上履帶吊，徐工集團最大可生產4000t級履帶吊，所以吊裝設備對單元分塊的影響可以通過經濟性和現場條件合理進行選擇。

4.4 穩(wěn)定性分析

鋼箱梁作為高強薄壁結構，不僅要考慮結構的整體穩(wěn)定，還要考慮組成構件單元的翹曲穩(wěn)定，鋼箱梁整體抗曲屈能力要優(yōu)于構件單元的屈曲能力。為減少焊接扭曲變形的影響，一般對稱分塊，導致單元塊不可避免出現“[”形結構，分塊時要充分考慮頂底板的懸挑寬度對單元穩(wěn)定性的影響。

5 采用的分塊方案

5.1 鋼箱梁分段分塊方案

根據施工工況及運輸道路路況，將跨縱三路主線橋（30+50+30）m鋼箱梁縱向分為5個節(jié)段，橫向分為6個塊段，分塊如圖2。

圖2 縱、橫向分塊示意圖

5.2 運輸設備選擇

根據上述分塊方案，單元最大尺寸為：長22.75m、寬4.208m、高2.0m，最大重量62.4t，選擇6軸平板掛車，其發(fā)動機功率：520馬力，牽引質量：120t，板車尺寸：17.5m×3.0mm×0.8m。

運輸重量驗算：車輛自重20t，車輛+貨物最大重量合計82.4t，小于發(fā)動機動力，滿足荷載要求。

運輸空間驗算：單元最大長度22.75m，懸挑5.25m，計算單元重心仍然位于板車內；最大寬度4.208m，左右超寬0.7m，通過向申請交管部門，可上路運輸。

5.3 吊裝設備選擇

計算得出單元塊最大重量為62.4t，選擇XGC260t履帶吊，機械參數：主臂30m，回轉半徑12m，額定起重為120t。

吊裝驗算：額定起重120t≥63t×1.2（動載荷系數）+3t（索具）=78.6t，滿足JGJ 276—2012《建筑施工起重吊裝安全技術規(guī)范》相關要求。

6 結束語

受日趨嚴重的環(huán)保形勢影響，裝配式施工的城市鋼橋比重會越來越大，分塊吊裝作為一種成熟工藝，具有廣闊的應用及發(fā)展前景。未來鋼橋的施工，會不斷朝著模塊化、通用化趨勢上發(fā)展。本文結合工程實例，對鋼箱梁單元分塊進行了探討，通過實踐運用，取得了良好的效果。