低凈空鋼箱梁分節(jié)段吊裝施工技術(shù)

（中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151）

目前，為便于施工，我國跨既有線路施工設(shè)計多采用鋼結(jié)構(gòu)跨越既有線路，以此減少下方道路施工占用時間。然而，在一些互通匝道設(shè)施施工過程中，較低的凈空往往給鋼箱梁吊裝帶來了較多的問題。本文以常合高速公路江蘇常熟北互通連接線工程S3標北互通匝道施工為依托，詳細闡述了常熟三環(huán)北路高架橋下A匝道第7聯(lián)鋼箱梁的低凈空吊裝工藝，以此給同類工程施工提供借鑒。

一、工程概況

項目新建橋梁包括1座高架主線橋、A、B、C、D4條互通匝道、2座上下匝道。其中A匝道第7聯(lián)、B匝道第6聯(lián)為鋼箱梁，跨徑布置為41m+41m，下穿三環(huán)北路高架。鋼箱梁橋?qū)?0.2m，梁高1.8m?，F(xiàn)場安裝橋下分段時，凈空緊湊，實測高架橋底距現(xiàn)有地面最小高度為15m，其中支架高7m，梁高2m，則最小凈空為6m。

二、低凈空吊裝施工主要難點

圖2 鋼箱梁標準橫斷面圖

A7鋼箱梁18#墩位于三環(huán)北路高架正下方，現(xiàn)場安裝橋下分段時，凈空緊湊，實測高架橋底距現(xiàn)有地面最小高度為15m。因此，須按現(xiàn)場情況合理考慮：橋下分段不宜過長、過重；吊車型號規(guī)格的選擇；吊臂最高點距吊鉤不宜過長；橋下分段吊裝時計算好各工況構(gòu)件吊點、吊車工作半徑、梁車停放位置等。

三、鋼箱梁場內(nèi)分段

既有高架現(xiàn)澆箱梁底板寬14.9m，箱梁高度2.2m，則鋼箱梁受低凈空影響吊裝段落長14.9m，同時根據(jù)交通運輸、現(xiàn)場起吊設(shè)備能力等條件，A7鋼箱梁橋下分段，如表1、圖3所示。

四、鋼箱梁吊裝準備

（一）吊裝方法和吊裝機械的選擇

此次鋼箱梁吊裝作業(yè)采用雙機抬吊法實施鋼箱梁吊裝。根據(jù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)特點、尺寸、重量、吊裝方法、吊裝高度及起重（回轉(zhuǎn)）半徑及各梁段重量、現(xiàn)場條件等情況，決定采用120t流動式吊車1臺、100t流動式吊車1臺及200t汽車吊1臺。120t、100t流動式吊車吊臂最高點距吊鉤約0.5m，用于安裝三環(huán)北路高架橋下A7聯(lián)D3～D5分段，保證吊裝過程中吊臂與高架橋底無干涉，能保持靈活作業(yè)，200t汽車吊用于安裝其他分段。

表1 橋下分段構(gòu)件參數(shù)

圖3 A7鋼箱梁場內(nèi)分段示意圖

表2 流動吊車參數(shù)表

（二）吊裝組件

1.吊耳選取

如圖3所示，鋼梁最大分段重量43t，采用4點吊裝，每個分段設(shè)置4個20t級D型標準吊耳，吊耳材質(zhì)為Q345B，屈服點為345N/mm2，D型吊耳采用開坡口與頂板全熔透焊，結(jié)構(gòu)尺寸，如圖4所示。

經(jīng)計算：

吊耳最大拉應(yīng)力σ=47.3MPa＜［σ］=138.0MPa；

吊耳最大剪應(yīng)力τ=22.8MPa＜［τ］=79.63MPa。

2.吊耳布置

D3、D4、D5分段吊耳布置，如圖5、圖6所示。

圖4 D型吊耳的形式

表3 D型吊耳規(guī)格參數(shù)

圖5 分段吊耳布置橫斷面圖

圖6 分段吊耳布置平面圖

圖7 鋼絲繩受力簡圖

3.鋼絲繩選用

分段吊裝總重量=最大分段重量43t+吊耳0.8t+吊索卸扣0.2t=44t，分段吊裝采用4根鋼絲繩，按3根受力，取折減系數(shù)0.75，則單根鋼絲繩受力：F1=169.4kN。

鋼絲繩作吊索使用，安全系數(shù)取K=8。

計算鋼絲繩破斷拉力P＝F1×K=1355.2kN

若采用6×37S+IWR，抗拉強度1670MPa級，直徑50mm的鋼芯鋼絲繩，最小破斷拉力P'=1490kN＞P=1355.2kN，能滿足吊裝要求。

卸扣型號選用M-DW50JB/T8112-1999。

五、臨時支架

（一）安裝支架

根據(jù)箱梁的平面及豎曲線，在箱梁分段線位置，設(shè)置臨時支架兩個，并在支架頂設(shè)兩根40號工字鋼橫梁。

圖8 接縫處橫梁設(shè)置

圖9 梁底支點詳圖

圖10 臨時支架結(jié)構(gòu)圖

圖11 梁底支架布置圖

圖12 加勁板布置示意圖

梁底支點采用雙拼14號槽鋼，與支架頂部橫梁焊接連接，槽鋼頂部焊16mm×200mm×200mm鋼板，用以支承鋼箱梁重量。支架高度根據(jù)梁底標高結(jié)合鋼梁加工豎曲線計算而得（加工豎曲線=豎曲線+成橋預(yù)拱+施工預(yù)拱）。

支架規(guī)格為1200mm×1200mm×h，支架高度h=接縫位置梁底標高-地面鋼板平面標高-支點高度-工字鋼橫梁高度。根據(jù)現(xiàn)場實測情況，h小于7m，計算按h=8m。

為保證支架頂部40號工字鋼橫梁的穩(wěn)定性，每間隔1m增加兩塊12mm加勁板。

支架基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆(5000×1800×500)mm（長×寬×高）條形基礎(chǔ)，預(yù)埋連接件，支架與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接連接。橫向支架間用16號角鋼連接，保證整體穩(wěn)定。位于三環(huán)北路高架下方支架基礎(chǔ)，承臺周邊回填后壓實，再澆筑混凝土條形基礎(chǔ)。經(jīng)計算：

1.格構(gòu)式立柱

λx=15.5＜[λ]=150；

圖13 吊車停放布置圖

σ=N/φA=17N/mm2≤[f]=235N/mm2。

2.40號工字鋼橫梁

σmax=191.59N/mm2＜[f]=215N/mm2；

τmax=68.45N/mm2＜[fv]=125/mm2；

v=L/1290.2＜［v］=L/250。

3.基礎(chǔ)承載力

PK=N/A=95.5kPa≤fa=160kPa，承載力滿足要求。

（二）現(xiàn)場安裝

箱梁分段采用公路運輸?shù)浆F(xiàn)場，用吊車將各分段按順序吊上臨時支架，調(diào)節(jié)標高、調(diào)整分段接縫線后，與支架點焊臨時固定，相鄰分段間用碼板連接，再進行大接縫焊接。焊接檢驗合格后，可進行整體落梁、拆支架、涂裝。

箱梁各分段在廠內(nèi)加工制作、預(yù)拼、防腐油漆處理（留一度面漆現(xiàn)場整體噴涂）；然后，根據(jù)現(xiàn)場吊裝計劃，按順序?qū)⑾鄳?yīng)分段運至施工現(xiàn)場。同時需要注意的是，運輸車須根據(jù)梁段安裝位置，調(diào)整車輛，吊裝時構(gòu)件直接從運輸車輛上吊起，先試吊，再安裝。

120t、100t流動式吊車抬吊A7聯(lián)D5～D3分段時，取折減系數(shù)0.7，在12.4m主臂工況下，最大吊重（38+31）×0.7=48.3t，根據(jù)D5～D3分段重量，為26t～28t，采用120t、100t抬吊安全。

七、結(jié)語

綜上所述，該項目A匝道第7聯(lián)鋼箱梁通過選用流動吊代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車吊，以降低吊臂最高點距吊鉤距離的方法，成功解決了低凈空下預(yù)制梁運輸及吊裝難題，確保了箱梁安裝的施工質(zhì)量和安全，取得了較好的應(yīng)用和經(jīng)濟價值，為今后類似工程提供參考依據(jù)。