淺談泛婆羅洲大道 10 標(biāo)立交橋項目雙機抬吊架梁安全控制措施

和寒露

（中交第三航務(wù)工程局寧波分公司，浙江 寧波 315200）

0 引言

近年來，隨著馬來西亞基礎(chǔ)設(shè)施投資的加大，尤其是市政路橋領(lǐng)域，越來越多的中國建筑企業(yè)進入到馬來西亞市場。

馬來西亞泛婆羅洲大道 10 標(biāo)立交橋項目工程受周邊地形、道路交通以及線路線形制約，無法采用架橋機進行架梁施工，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，本項目采用兩臺履帶吊抬吊方式進行架梁施工更加合理經(jīng)濟。針對架梁全過程采取的安全措施，使本項目架梁工作得以順利進行，安全措施的標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化實施，有效地控制了“I”梁在安裝過程中重點安全問題，使整個架梁施工符合技術(shù)規(guī)格書以及合同要求，效果較好。

1 項目概述

本項目為馬來西亞泛婆羅洲高速公路經(jīng)過BINTULU 市區(qū)時為不影響市區(qū)交通而設(shè)的高架橋梁，高架橋設(shè)計總長 1.7 km，橋梁共設(shè)有 38 個排架 39 跨，標(biāo)準(zhǔn)斷面橋?qū)?18.52 m，雙向四車道，上部結(jié)構(gòu)為架設(shè)預(yù)制預(yù)應(yīng)力“I”型梁結(jié)構(gòu)（見圖 1）。本項目預(yù)制“I”梁安裝工程，受周邊地形、道路交通以及線路線形制約，無法采用架橋機進行預(yù)制“I”梁安裝施工。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，本項目采用兩臺履帶吊抬吊方式進行架梁施工更加合理經(jīng)濟（見表 1）。

2 施工方法主要危險性分析

根據(jù)雙機抬吊架梁施工特點以及立交橋結(jié)構(gòu)特點，雙機抬吊主要風(fēng)險為以下幾部分。

圖1 典型斷面圖

表1 梁體重量統(tǒng)計表

1）預(yù)制梁運輸階段。梁體運輸主要風(fēng)險為：交通安全、運輸路線選擇、運梁機具是否可靠等。因此，運輸階段的主要危險在于運輸時的車輛傷害，梁體傾覆造成的物體打擊傷害，裝梁起重設(shè)備起吊能力不足或機械故障造成的物體打擊傷害。

2）架梁階段。該階段主要風(fēng)險為：吊機基礎(chǔ)承載力是否滿足起吊要求，吊機基礎(chǔ)是否出現(xiàn)不均勻沉降從而造成吊機傾覆，吊機基礎(chǔ)平整度是否滿足要求，吊機站位及起吊能力是否滿足梁體安裝要求等。

3）梁體臨時固定階段。該階段是在梁體安裝完成一直到橫隔梁澆筑完成期間，主要防止因外力，如大風(fēng)、大雨或劇烈振動等導(dǎo)致梁體傾覆從而造成安全事故。另外，在橋墩頂部進行架梁的作業(yè)人員，須有防止其墜落的保護裝置［1-3］。

3 安全控制措施

根據(jù)施工方法危險性分析，主要針對梁體運輸階段、架梁階段、梁體臨時固定階段采取相應(yīng)的安全措施，主要包括運輸?shù)缆返募庸?、吊機具的選擇、場地基礎(chǔ)的處理等。

3.1 運輸階段安全措施

3.1.1 運梁車輛、路線及道路要求

本項目架梁采用德國 GOLDHOFER 自行式模塊運輸車進行梁體運輸作業(yè)，該車型適應(yīng)能力強、載重大、運行靈活，可滿足本項目預(yù)制“I”型梁運輸要求（見圖 2）。

圖2 “I”梁裝車示意圖（單位：mm）

項目處于市區(qū)主干道，運梁道路大部分為現(xiàn)有老路，除個別地段需要臨時便道聯(lián)通，其余道路均滿足運輸要求。由于“I”梁在運輸過程中要保持平穩(wěn)，而且運輸支點已經(jīng)確定，為防止運梁過程中因扭力過大造成梁體損壞，臨時便道需滿足以下要求。

1）原地面清理后采用塘渣填筑，并用 18 t 以上振動壓路機壓實，上層填筑 20 cm 厚碎石并壓實。

2）路面承載力要求為 15 t/m2（除特殊要求外）。

3）應(yīng)保持臨時便道平整，如出現(xiàn)凹槽、低洼積水等現(xiàn)象應(yīng)及時修補。

4）臨時便道與現(xiàn)有老路交接處坡度≤5°。

3.2 架梁階段安全措施

3.2.1 準(zhǔn)備階段

1）梁體安裝前必須認真熟悉施工方案及相關(guān)資料，做好施工技術(shù)、物資、機具、人員及施工環(huán)境的準(zhǔn)備工作，確定安裝位置、履帶吊進場路線及場地平整處理等，并做好安全防護措施，其中吊機位置處場地平整、處理為重點，須保證有足夠的平整度及承載力，吊機站位基礎(chǔ)處理如下：①根據(jù)吊機自重及最大梁體重量確定基礎(chǔ)承載力≥ 15 t/m2；②按照吊機工作要求，基礎(chǔ)表面平整，坡度≤5°；③對于不符合要求的場地基礎(chǔ)應(yīng)進行下挖 50 cm并采用≥18 t 振動壓路機壓實，壓實后鋪設(shè) 30 cm 片石并壓實，再鋪設(shè) 20 cm 碎石壓實，最后再鋪 2.5 cm 厚鋼板。

2）架梁開始前一天，必須對運輸路線道路平整一次，對于不符合要求的及時采取措施整改，必要時采用石灰粉畫出吊機中心線，吊機方框線。

3）檢查所有吊、索具和施工機具，完成施工設(shè)備的調(diào)配及檢修工作。

4）檢查所有待安裝預(yù)制梁的規(guī)格、外形尺寸、單榀重量等技術(shù)參數(shù)，重點檢查吊環(huán)是否存在銹蝕現(xiàn)象，并記錄在案，對于不符合安全要求的采取措施整改，整改后仍不符合的，嚴禁裝車進入安裝現(xiàn)場。

5）安裝順序。以保證蓋梁受荷后的安全穩(wěn)定為前提，結(jié)合現(xiàn)場實地情況，綜合考慮吊機性能，輔以嚴格受力計算，本著安全可靠、經(jīng)濟合理原則，確定預(yù)制梁的安裝順序?？傮w預(yù)制梁安裝順序為橋跨順序向前推進，典型跨預(yù)制梁安裝順序基本遵循兩側(cè)對稱（蓋梁荷載對稱），具體安裝順序詳如圖 3、圖 4 所示。

圖3 “I”梁橋跨總體安裝順序圖

圖4 “I”梁典型跨安裝順序圖

6）吊機選擇。吊機選用原則：根據(jù)“I”型梁的規(guī)格尺寸、單體重量、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境以及吊機的性能參數(shù)選用吊機。

據(jù)“I”梁安裝順序可得 Type35-B2 預(yù)制梁安裝時，履帶吊吊距最遠，為抬吊架梁最不利位置（Type 40 型預(yù)制梁僅有兩跨，先于相鄰梁跨安裝，履帶吊可放于墩柱側(cè)邊，有效縮短吊距），由圖 3 可知，吊機 1 所需作業(yè)半徑約 16 m，吊機 2 所需作業(yè)半徑約 12 m，預(yù)制梁安裝“I”梁實際重量 74.17 t。綜上，吊機 1 選用 250 t 履帶吊，吊機 2 選用 200 t 履帶吊，吊臂長度 36.6 m。

①“I”梁雙機抬吊計算。由表 2、表 3 可知，在限定的吊臂長度，以及作業(yè)半徑情況下，吊機 1 起吊能力 59.6 t，吊機 2 起吊能力 65.4 t，梁重：74.17 t，則雙機抬吊，滿足要求。

②鋼絲繩選用計算。式中梁重 106.41 t，吊索重2 t。

每端吊鉤負載：

式中：Q 為梁重量，t；q 為吊索重量，t。

鋼絲繩破斷拉力：S=PK=16 938×6=101 628 kg式中：P 為吊索所受拉力，kg；K 為安全系數(shù)，吊索安全系數(shù) K 取 6。

查表得，選用 6×37+1-1 500-43 mm 鋼絲繩。

③基礎(chǔ)承載力計算。假設(shè)在履帶下方的鋼板寬度上載荷是恒定的。鋼板將被放置在壓實的地面上，因此可以認為整個鋼板都可以有效嵌入。鋼板尺寸6.12 m×1.55 m×0.025 m。

履帶下的最大載荷：33.88 t/m2。

每塊板的載荷：33.88×1.55×1.07=56.18 t。

通過鋼板分配的載荷=56.18/（6.12×1.55）=6 t/m2＜15 t/m2，基礎(chǔ)承載力滿足要求。

3.2.2 架梁施工

1）組裝好兩臺履帶吊，鋪設(shè)好吊機站位區(qū)鋼板，將履帶吊移至作業(yè)區(qū)。

2）將“I”型梁按指定要求裝車，并捆綁牢靠，按照預(yù)先設(shè)計路線運至架梁區(qū)，梁體在運輸過程中按要求做好固定和保護，吊機完全就位后，運梁車移至吊機作業(yè)半徑內(nèi)就位。

3）全部準(zhǔn)備完成后，進行試吊，將梁體吊起距地面20 cm 距離停置 20 min，同時檢查所有機具是否正常工作，檢查地面承壓情況，是否存在不均勻沉降，檢查梁體、起重機、吊具的穩(wěn)定性。

4）試吊結(jié)束后進行正式安裝施工，具體要求如下。

①兩臺吊機起重機構(gòu)動作要同步；

②每臺吊機的承重鋼絲繩應(yīng)保持垂直；

③安裝最大起重重量不超過兩臺吊機額定起重重量的 80 %；

④作業(yè)按照統(tǒng)一指揮進行；

⑤夜間安裝施工，須配備足夠的照明設(shè)備；

⑥安裝區(qū)域內(nèi)不允許有車輛通行及其他阻礙施工的行為發(fā)生。

3.3 梁體臨時固定安全措施

為防止梁體安裝完成后，由于大風(fēng)、劇烈振動以及其他外部因素影響，造成梁體傾覆倒塌，梁體準(zhǔn)確就位后，必須進行臨時支撐固定，臨時支撐系統(tǒng)須進行安全驗算，以確保安全可靠。

3.3.1 加固方法

加固定方法如圖 5 所示：①相鄰兩片預(yù)制梁，頂端用 T 40 鋼筋與梁體外伸鋼筋焊接固定；②預(yù)制梁底部用方木支撐在橫隔板鋼筋上，方木底端抵住支座墊石，兩側(cè)均需斜撐。

圖5 “I”梁安裝臨時支撐圖（單位：mm）

3.3.2 臨時支撐驗算

以 Type 31 預(yù)制梁為例，梁長 30 m，梁高 1.83 m。架梁時，第一片未與其他梁形成整體，在風(fēng)荷載作用下，為最不利情況，計算簡圖如圖 6 所示。

預(yù)制梁長度 L=30 m，高度 H=1.83m，cosθ=0.585。

方木采用 TC15B 型，截面尺寸 60 mm×70 mm，長度 L1=2.01 m，抗壓強度 fc=12 N/mm2。

風(fēng)速取 11m/s，風(fēng)壓 0.12 kN/mm2。

圖6 “I”梁臨時支撐計算簡圖

由圖 6 可知：FN=qw·H·L/cosθ/2=5.63 kN

λ=L1/i=2010/17.32= 116，ψ=3000/λ2=0.22

N=ψ·fc·A=0.22×12×60×70=11.23 kN

N≥FN，滿足要求。

式中：λ 為方木支撐長細比；ψ 為方木支撐穩(wěn)定系數(shù)；FN為風(fēng)荷載作用下方木支撐支撐力，kN；N 為方木支撐最大允許支撐力，kN；qw為預(yù)制梁受到的水平方向風(fēng)荷載，kN。

4 結(jié)語

本工程受周邊地形、道路交通以及線路線形制約，無法采用架橋機進行架梁施工，因此采用雙機抬吊架梁施工方案。經(jīng)過多次論證以及現(xiàn)場實際檢驗，該方案無論從經(jīng)濟上還是安全合理性上都得到了認可。通過以上針對架梁全過程采取的安全措施，使本項目架梁工作得以順利進行，有效地控制了“I”梁在安裝過程中重點安全問題，使整個架梁施工符合技術(shù)規(guī)格書以及合同要求，取得較好效果。