城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術(shù)分析

袁煉 項(xiàng)世芳 李金鋒

摘? 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，作為城市道路上的橋梁，高架橋的主要構(gòu)成是高職稱機(jī)構(gòu)以及支柱，通過疏通交通的密度，使得土地面積能夠被充分利用的同時(shí)還可以使運(yùn)輸效率提高，鋼箱梁以其力學(xué)性能優(yōu)良、外觀平整、主梁跨度大、工期短等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于城市高架橋的建設(shè)中。該文根據(jù)一個(gè)具體的案例項(xiàng)目，確定了高橋鋼箱梁的吊裝方案，選擇起重機(jī)，確定吊點(diǎn)位置，選擇鋼絲繩，進(jìn)行鋼箱梁吊裝時(shí)焊接過程的穩(wěn)定性控制和分析。

關(guān)鍵詞：高架橋? 鋼箱梁? 施工技術(shù)? 分析

中圖分類號：U448? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2021）11（a）-0000-00

Analysis on Hoisting Construction Technology of Steel Box Girder of Urban Viaduct

YUAN Lian? ?XIANG Shifang? ?LI Jinfeng

（Tengda Construction Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China）

Abstract： With the rapid development of social economy， the construction technology of steel box girder for urban viaducts in my country has also been continuously improved. As a bridge on urban roads， the main components of viaducts are high-level institutions and pillars. By dredging the density of traffic， the land area is increased. It can be fully utilized and can also improve transportation efficiency. Steel box girder is widely used in the construction of urban viaducts due to its excellent mechanical properties， flat appearance， large main girder span， and short construction period. According to a specific case project， this article determines the hoisting plan of the steel box girder of Gaoqiao， selects the crane， determines the position of the hoisting point， selects the wire rope， and controls and analyzes the stability of the welding process during the hoisting of the steel box girder.

Key Words： Viaduct; Steel box girder; Construction technology; Analysis

1 高架橋介紹

目前，從橋梁未來的發(fā)展趨勢來說，高架橋有著較多優(yōu)勢，這是因?yàn)楦呒軜驅(qū)儆谝环N立交橋，但有高鋼筋混凝土以及磚石拱門，在城市不斷發(fā)展的過程中，交通擁堵使用此類橋梁可以疏散交通密度，此外，城際公路和鐵路線路跨平面，節(jié)省土地，若要消除使用道路的需要可使用堤防和此類橋梁[1]。這種類型的橋梁受現(xiàn)存建筑的限制和線路要求的約束。許多彎曲和傾斜的橋梁、連續(xù)梁（或拉面）和懸臂梁比較少見。使用簡支梁時(shí)確保橋面水平梁是光滑的，通常只是由連續(xù)橋的橋面支撐。如果連續(xù)梁與墩頂連接緊密，則為連續(xù)梁。如果橋梁跨度不大，可以采用板式結(jié)構(gòu)，其美觀、板厚。因此，有些沒有經(jīng)過改造或僅沿水平橋進(jìn)行了改造，具有類似真菌的結(jié)構(gòu)，較大的跨度通常會(huì)產(chǎn)生肋狀或盒狀截面。

2 城市高架橋之間的相同點(diǎn)

一是梁體。箱梁是國內(nèi)外廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式之一，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。在結(jié)構(gòu)性能方面，高抗彎抗扭剛度和低蠕變外傾角滿足卡車對輕軌項(xiàng)目結(jié)構(gòu)垂直位移的要求。除了箱形梁外，還有T形梁、空心板梁和槽鋼可用于城市軌道交通，但大多選擇箱形梁。其次是碼頭類型[2]。橋墩可選擇Y型墩、雙柱墩、T型墩、弧形上單柱墩等。Y形橋墩外形美觀，應(yīng)力適中;雙柱橋墩簡單、堅(jiān)固且安全; T形橋墩施工方便，頂部有弧形頂?shù)?單柱墩過渡平穩(wěn)，造型美觀。可以根據(jù)環(huán)境進(jìn)行審美評價(jià)，當(dāng)橋墩和橋梁所存在的環(huán)境互相適應(yīng)之后，鋼筋混凝土樁需要被作為一個(gè)基礎(chǔ)，而如果其在土層的深度比較深，那么就需要通過使用樁基去進(jìn)行施工。因?yàn)閷τ跇痘鶃碚f，具有著承載力高、下沉速度慢的特點(diǎn)。除此之外，鋼筋混凝土還能夠通過樁基在土中的承載力所具有的性質(zhì)，能夠合理地進(jìn)行施工[3]。

3 工程概況

立交工程主橋采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)有高速簡支鋼箱梁，平面為圓曲線，半徑320 m。每端有6個(gè)LNRd570×163尺寸支架，鋼箱梁中心線長度為61.5 m，鋼梁寬度為13.25 m。它有一個(gè)3箱單室截面，梁高為3.3～3.7 m。預(yù)繞準(zhǔn)備工作直接關(guān)系吊裝的成敗和吊裝結(jié)構(gòu)的安全，因此在吊裝前要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作[4]。地基需要加強(qiáng)，才能提升。在這種情況下，在目前所存在的高速公路南側(cè)中，施工人員建立了一個(gè)升降平臺(tái)，作為鋼箱梁的整體，能夠與平臺(tái)成功地對接，這也是選擇這一工程的主要原因。

4 鋼箱梁吊裝施工技術(shù)

4.1 鋼箱梁吊裝方案的確定

考慮到這條高速是該地區(qū)的主要交通干道，車流量大，現(xiàn)有高速路口為橋段，千斤頂，節(jié)段式提升機(jī)，以減少對交通和現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)的影響。節(jié)段式提升機(jī)組合通過對兩種方案的比較，最終選擇了450 t履帶起重機(jī)作為節(jié)段式提升機(jī)?，F(xiàn)有高速橋面未采取支撐措施，保障橋下高速通行，保護(hù)現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)[5]。起重機(jī)將南側(cè)的3根鋼箱梁吊起3片，通過橫梁高速連接總體，抬起每一塊將暫時(shí)關(guān)閉道路一個(gè)小時(shí)，以減少對正常高速交通運(yùn)行的影響，在之后進(jìn)行焊接時(shí)候，也需注意減小對高速交通帶來的影響。

4.2 鋼箱梁分段分塊

鋼梁在工廠預(yù)制。為方便鋼梁運(yùn)輸，將鋼梁水平單箱室分開制作，垂直分成三段，三段長約20 m，鋼箱梁成塊運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，并在升降平臺(tái)上執(zhí)行。問題在于分段節(jié)點(diǎn)的配對，并且這一情況在進(jìn)行配對時(shí)，很大概率都會(huì)出現(xiàn)變形的情況，這會(huì)嚴(yán)重造成鋼筋量的直線度受到影響，與此同時(shí)，鋼筋量的配對能力也需要提高，確保配對裝置的質(zhì)量，該配對設(shè)備配對間隙均勻，配對速度快。塊接頭組裝過程為：首先，需要安裝好扭矩傳遞以及從液壓千斤頂調(diào)試配對的裝置，隨后檢查其配對的狀態(tài)是否完好，檢查完成之后，讓千斤頂就位，調(diào)整好對接間隙，最后再將其進(jìn)行固定和焊接。

4.3 鋼箱梁制作與精度控制

鋼箱梁采用倒裝芯片法制造，沒有余量精度控制。倒裝芯片制造工藝包括放樣、切割一組焊接好的頂板、焊接頂板的垂直肋、組裝中心[6]。由于鋼箱梁是分段的，如果沒有余量，會(huì)進(jìn)行一些修正，但是如果在鋼箱梁合攏的過程中沒有充分控制對中精度，會(huì)提高成型精度，可能會(huì)影響到鋼箱梁的質(zhì)量。因此，在鋼箱梁節(jié)段的裝配和裝配過程中，要求對中精度。相關(guān)人員必須要嚴(yán)格控制鋼箱梁的形成，滿足安裝精度標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 鋼箱梁臨時(shí)支頂架

從鋼箱梁的主跨部位來看，首先施工人員需要在其端部安裝好支撐架，同時(shí)在起吊的過程中需要對鋼箱梁進(jìn)行一個(gè)支撐環(huán)節(jié)，隨后根據(jù)每一個(gè)支撐架的數(shù)量，在其上端安裝3個(gè)500 kN千斤頂裝置，并將鋼箱梁的位置擺正好，最后再調(diào)整好鋼箱梁的角度以及高度，確保其角度和高度在合理的范圍。

4.5 確定鋼箱梁的吊點(diǎn)

根據(jù)高架鋼箱梁的尺寸和單個(gè)部件的重量，選擇4個(gè)吊點(diǎn)。由于鋼箱梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同一截面鋼箱梁的線密度不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)決定整個(gè)鋼箱梁重心的截面。最后，確定提升點(diǎn)的位置。由于鋼箱梁的構(gòu)件比較大，纏繞點(diǎn)在橫隔板和豎隔板的交點(diǎn)處，避免構(gòu)件在纏繞過程中變形，將構(gòu)件正確放置到位，否則吊裝點(diǎn)需要加強(qiáng)。

4.6 選擇合適的鋼絲繩

作為鋼箱梁吊裝過程中的承重物，鋼絲繩的好壞直接關(guān)系吊裝的成敗。經(jīng)計(jì)算，鋼絲繩的安全性能滿足吊裝要求。按最重梁節(jié)計(jì)算，最重梁節(jié)164 t，有4個(gè)吊點(diǎn)，每個(gè)吊點(diǎn)承重55.74 t，索具配置：抗拉強(qiáng)度1 670 MPa，φ65-6X37+FC，6根30 m鋼絲繩（儲(chǔ)備2根）、角度為60°。

4.7 鋼箱梁吊裝就位時(shí)穩(wěn)定性控制

等高箱梁在被吊裝的時(shí)候，首先需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保之后的施工過程中不會(huì)有任何的差錯(cuò)，與此同時(shí)，在起重作業(yè)的前期，起重機(jī)的設(shè)備也需要能夠滿足相關(guān)的要求，如鋼絲繩是否有裂紋或磨損、基礎(chǔ)是否滿足起重能力、起重路線是否正確。確保吊裝條件能夠在合理的范圍內(nèi)，隨后需要將起升件轉(zhuǎn)動(dòng)到規(guī)定位置，將鋼箱梁的起升速度降低到0.5～1 m，根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整超起配重。在鋼箱梁下方 200 mm 處停止下料。這時(shí)就需要調(diào)整鋼箱梁的水平和垂直安裝距離。確定安裝位置后，慢慢將組件放置到位。松開吊鉤后，檢查鋼箱梁的受力狀態(tài)，如果受力良好，繼續(xù)擰緊，直到千斤頂變?nèi)酰砷_支撐桿。當(dāng)千斤頂開始出現(xiàn)松動(dòng)的時(shí)候，如果出現(xiàn)了千斤頂從箱梁脫落的情況，相關(guān)人員也需要及時(shí)做好記錄。底層鋼箱梁的放置是整個(gè)吊裝過程的核心，也是一個(gè)主要的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，必須采取有效措施確保其安全。

5 鋼箱梁的現(xiàn)場焊接工藝

鋼箱梁吊裝到位后，進(jìn)行現(xiàn)場檢查驗(yàn)收，確保絕對位置和相對位置正確后，方可開始整體連接。橫梁的安裝材料是門式框架，因此不會(huì)影響后續(xù)焊接過程中的正常高速交通。在進(jìn)行焊接梁的時(shí)候，跳板的梁段、時(shí)間都是能夠展開的，與此同時(shí)，跳板上面也會(huì)覆蓋模板，模板上面也會(huì)有耐火石棉布，還要準(zhǔn)備一個(gè)耐火的洗臉盆，其主要的目的就是為了預(yù)防高空中墜落的物體，以讓施工人員的安全得到有效保障。但是目前鋼箱梁的用量比較大，將導(dǎo)致其工作量也比較大，因此，通過使用二氧化碳?xì)怏w來保護(hù)焊接順序：臨時(shí)焊接、水平隔板、豎肋、腹板對接焊縫、上下對接焊縫、焊縫外觀質(zhì)量檢驗(yàn)。起吊后進(jìn)行焊接時(shí)，由于海拔較高，需要采取有效的防風(fēng)措施，以保證焊接質(zhì)量。

6 結(jié)語

作為城市基礎(chǔ)設(shè)施來說，城市高架道路是最為主要的設(shè)施，而目前對于鋼梁箱的使用也越來越廣泛，這也是橋梁工程中最需要關(guān)注的部分，而作為主要的部分，更相量可以解決線路的問題。因此，相關(guān)部門就需要從這一方向持續(xù)地發(fā)展下去，同時(shí)提升鋼箱梁施工的質(zhì)量，嚴(yán)格遵守施工環(huán)節(jié)，確保施工安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊陽，嚴(yán)亞飛，李勝乾，等.城市高架鋼結(jié)構(gòu)橋的鋼箱梁制作技術(shù)[J].建筑施工，2018，40 （12）：2140-2142.

[2] 岳粹歌.城市高架橋鋼箱梁吊裝施工技術(shù)分析[J].工程與建設(shè)，2021，35（4）：805-807.

[3] 宮潤喜.城市高架鋼箱梁制作與安裝施工技術(shù)[J].珠江水運(yùn)，2020（9）：22-23.

[4] 周韜.城市軌道交通高架段線路接觸軌膨脹接頭安裝曲線優(yōu)化研究[J].城市軌道交通研究，2021，24（7）：74-78.

[5] 王敏權(quán).城市高架鋼箱梁橫向分塊吊裝施工效應(yīng)分析研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2018.

[6] 汪勁豐，張良，向華偉，陳春雷.城市鋼箱梁橋橫向分塊施工分析[J].橋梁建設(shè)，2017，47（1）：109-113.

作者簡介：袁煉（1975—），男，碩士，高級工程師，研究方向?yàn)槭姓?/p>

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2110-5042-2984