大跨度鋼箱梁吊裝施工工藝

神健航

（保利長大工程有限公司，廣州510620）

1 工程概況

清遠(yuǎn)某大橋全橋孔跨布置為：3×30 m+3×30 m+4×50 m+4×50 m+（100 m+218 m+100 m）+3×50 m+2×47 m+3×30 m+3×30 m+3×30 m。其中主橋長為100 m+218 m+100 m 雙塔單索面斜拉橋，主塔采用“水滴流線型”橋塔，主梁采用鋼箱梁與混凝土相結(jié)合的混合梁。主塔中心軸線順橋向兩側(cè)共18.9 m 范圍采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁（0#塊），其余部分為閉口鋼箱梁，鋼箱梁與混凝土梁段采用鋼-混結(jié)合段連接。

2 施工方案簡介

根據(jù)清遠(yuǎn)市某大橋橋位處的實(shí)際地質(zhì)情況以及施工單位的現(xiàn)有資源，使用施工單位調(diào)撥的JQ 280t 和QMD 280t 2 種類型的橋面吊機(jī)吊裝A 標(biāo)準(zhǔn)梁段、重新分段的邊跨合龍段以及中跨合龍段。具體流程如下：

（1）利用浮吊吊裝F1、F2、F3、F4、G1、G2、G3 鋼混結(jié)合段至支架并焊接；（2）利用浮吊吊裝邊跨D 類梁段至支架并焊接；（3）安裝橋面吊機(jī)；（4）吊裝Z2 段梁段，對稱張拉B2、Z2 梁段斜拉索；（5）中邊跨吊機(jī)移動(dòng)，吊裝B3、Z3 梁段并對稱張拉B3、Z3 梁段斜拉索（工況1）；（6）按照工況1 吊裝方法一直吊裝至B9、Z9 梁段；（7）澆筑D 梁段壓重混凝土；（8）吊裝Z10 梁段，對稱張拉B10 和Z10 梁段斜拉索；（9）吊裝Z11 梁段，對稱張拉B11 和Z11 梁段斜拉索；（10）吊裝Z12 梁段，對稱張拉B12和Z12 號斜拉索；（11）解除0#塊臨時(shí)固結(jié)；（12）吊裝中跨合龍段；（13）所有梁段吊裝完成。

外租350t 浮吊船吊裝鋼混結(jié)合段和邊跨合龍D 梁段。首先，利用浮吊吊裝塔處的14 個(gè)鋼混結(jié)合段，然后，利用浮吊吊裝邊墩處的10 個(gè)D 類梁段，最后，再利用橋面吊機(jī)吊裝剩余的37 個(gè)梁段。主要采用φ82cm（φ100cm）鋼管樁、HM482 型鋼、工字鋼作為鋼混結(jié)合段和D 梁段支架的主要受力構(gòu)件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3 鋼混結(jié)合段吊裝施工

鋼混結(jié)合段采用搭設(shè)鋼管樁支架、浮吊起吊鋼箱梁至支架上，再采取縱橫滑移就位的方法進(jìn)行安裝。鋼管支架搭設(shè)完成后，在鋼管支架上設(shè)置滑移支座，以支承及就位F1、F2、F3、F4 和G1、G2、G3 梁段。鋼箱梁梁段由三維千斤頂調(diào)整平面位置和標(biāo)高。

3.1 浮吊吊裝施工

浮吊吊裝施工工藝如下：

1）浮吊拋錨就位。F1 梁段吊裝時(shí)，浮吊在橋的中跨靠上游側(cè)，船身承順橋向正對著主墩平臺(tái)拋錨就位。

2）鋼箱梁運(yùn)輸船拋錨就位、喂梁。運(yùn)輸箱梁的船若進(jìn)入吊裝施工現(xiàn)場后應(yīng)進(jìn)行拋錨就位工作，相關(guān)準(zhǔn)備工作完成之后才能讓運(yùn)輸箱梁的船進(jìn)入現(xiàn)場，否則只能暫時(shí)停在距離吊裝地大約10 m 的地方等待，且進(jìn)駐拋錨地時(shí)需服從機(jī)械管理部門發(fā)出的調(diào)度指令。當(dāng)拋錨就位之后利用絞錨將鋼箱梁放在浮吊吊鉤的正下方，然后浮吊把鋼箱梁吊離船的甲板，再把系在主墩施工平臺(tái)上的臨時(shí)錨繩松開，讓船離開吊裝區(qū)。

3）鋼箱梁吊裝。（1）當(dāng)浮吊拋錨就位之后把鋼絲繩裝在吊具上，且吊鉤的提起高度要超過運(yùn)輸駁船2～3 m。（2）當(dāng)喂梁就位之后，為了確保浮吊的吊鉤和吊具能夠在鋼箱梁起吊的中心位置形成投影，要通過開啟錨機(jī)、移動(dòng)浮吊船體來完成，之后把吊鉤慢慢放到鋼箱梁進(jìn)行臨時(shí)吊點(diǎn)的地方，并保證對位精確、穿銷準(zhǔn)確。（3）根據(jù)實(shí)際情況緩慢調(diào)整起吊幅度，用吊鉤卷揚(yáng)機(jī)實(shí)施起吊工作。在起吊過程中，當(dāng)起吊距離在30～50 cm時(shí)，為了確保起吊的安全性，要檢查起吊設(shè)備和物件。若均處于正常狀態(tài)則繼續(xù)起吊，直至鋼箱梁與甲板的距離超過2～3 m時(shí)讓運(yùn)輸駁船駛離該區(qū)域。（4）當(dāng)駁船不在吊裝區(qū)之后進(jìn)行喂梁操作。具體為：先把浮吊船移到吊裝梁段的正前方，然后使鋼箱梁向支架靠近，對此應(yīng)調(diào)整起吊高度和幅度以及底面距離。（5）落梁。先把梁降落在距離支架滑移頂面大約20 cm 的高度；然后安裝臨時(shí)緊固設(shè)施，如手拉葫蘆、千斤頂；最后對其平面位置進(jìn)行微調(diào)。

4）鋼箱梁位置微調(diào)及落梁。鋼箱梁浮吊落梁初定位依靠支架上的擋桿及鋼箱梁上對應(yīng)標(biāo)志肉眼控制定位，下梁后位置誤差可控制在5 cm 內(nèi)，然后靠滑板支座和組合三向千斤頂精確微調(diào)梁段坡度、標(biāo)高及平面位置，使得鋼箱梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高相同，即可落梁固定[1]。

5）鋼箱梁連接及焊接工藝。鋼箱梁吊裝到位后，進(jìn)行環(huán)縫焊接。環(huán)縫焊接前必須在環(huán)縫的拴接U 肋間安裝一定數(shù)量的工裝拼接板，工裝拼接板每端應(yīng)穿入臨時(shí)工裝螺栓和沖釘，并應(yīng)同時(shí)滿足：螺栓數(shù)量不得少于2 個(gè)；沖釘穿入數(shù)量不宜少于2 個(gè)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)梁段懸拼吊裝

3.2.1 概述

主梁B3～B8、Z2～Z12 節(jié)段為標(biāo)準(zhǔn)A 類梁段，共34 塊，梁長8 m，吊裝質(zhì)量約210 t；中跨合龍段為C 類梁段，共1 塊，梁長2 m，吊裝質(zhì)量約55 t；邊跨合龍梁段為B+C 梁段，共2 塊，梁長9.4 m，吊裝質(zhì)量約245 t。以上梁段均采用橋面吊機(jī)進(jìn)行安裝。鋼箱梁節(jié)段用運(yùn)輸船運(yùn)至箱梁安裝位置的正下方，然后通過橋面吊機(jī)將其起吊至橋面，首先與已安裝梁段臨時(shí)匹配，再通過栓焊完成已安裝梁段的連接。橋面吊機(jī)施工流程如圖1所示。

圖1 橋面吊機(jī)施工流程圖

鋼混結(jié)合段吊裝完成后，進(jìn)入橋面吊機(jī)吊裝鋼箱梁階段。待兩側(cè)橋面吊機(jī)安裝完成后進(jìn)行調(diào)試，并準(zhǔn)備進(jìn)行B3～B9、Z2～Z9 梁段對稱的吊裝，待上述梁段吊裝完成后，開始吊裝剩余的Z10～Z12 梁段，最后吊裝中跨合龍C 梁段。吊裝前需準(zhǔn)確標(biāo)定架設(shè)梁段的位置并進(jìn)行吊具定位試驗(yàn)，駁船浮運(yùn)鋼箱梁定位，兩側(cè)橋面吊機(jī)同步、對稱采用4 點(diǎn)起吊待裝梁段安裝，待裝梁段與已裝梁段進(jìn)行臨時(shí)連接，經(jīng)監(jiān)控并調(diào)整后進(jìn)行梁段栓焊連接，而后安裝并張拉該梁段拉索；主塔兩側(cè)橋面吊機(jī)前移就位，循環(huán)進(jìn)行下一梁段安裝。

3.2.2 臨時(shí)支架拆除

待斜拉索張拉完成2 號拉索后，即可拆除鋼混結(jié)合段吊裝段支架。首先對稱移除臨時(shí)支墊，然后進(jìn)行分配梁的吊裝拆除，再用浮吊逐個(gè)拆除橫聯(lián)。拆除鋼管樁采取振動(dòng)錘施振拔除的方式：首先將鋼管樁割除至水面上1 m 左右位置，然后用振動(dòng)錘逐個(gè)拔除，完成水中臨時(shí)支架拆除。

3.3 合龍段吊裝

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，先邊跨合龍后中跨合龍。合龍前根據(jù)前期的測量資料選定合攏溫度及合龍段長度，根據(jù)換算后所得的合龍段長度進(jìn)行二次下料。合龍前必須通過調(diào)整相關(guān)拉索的索力，以使合龍梁段的標(biāo)高符合監(jiān)控的要求[2]。鋼箱梁邊跨合龍段為B+C 梁段，中跨合龍段為C 梁段。

1）邊跨合龍段吊裝。邊跨B+C 梁段施工前應(yīng)提前2～3 個(gè)梁段在鋼箱梁吊裝施工時(shí)，根據(jù)已經(jīng)吊裝完成的鋼箱梁監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，預(yù)測邊跨合龍時(shí)標(biāo)高和線形，使完成B+C號梁段施工后箱梁標(biāo)高線型達(dá)到預(yù)期目的。安裝B+C 梁段時(shí)，中跨側(cè)橋面吊機(jī)起吊Z9 梁段。經(jīng)監(jiān)控調(diào)整后將吊裝的B+C梁段與D 梁段栓焊連接，實(shí)現(xiàn)邊跨合龍，安裝9 號斜拉索并進(jìn)行張拉。

2）中跨合龍段吊裝。中跨合龍段長度只有2 m，用2 臺(tái)固定式吊機(jī)抬吊位置不夠，因此只用1 臺(tái)吊機(jī)吊裝。待2 臺(tái)固定式吊機(jī)吊裝完Z12 梁段后，將吊機(jī)主梁控制在10 m 的幅度，最后吊裝中跨合龍段。在吊裝合攏段之前解除0#塊臨時(shí)固結(jié)，為了確保中跨合龍梁段的箱梁標(biāo)高線型滿足設(shè)計(jì)要求，在工程實(shí)施過程中，不僅需要通過分析完成吊裝鋼箱梁的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，預(yù)測跨合龍標(biāo)高和線形情況。還需要多次測量溫差小且穩(wěn)定的時(shí)段，確保測量數(shù)據(jù)的精確性，精確測量合龍段兩側(cè)的距離，合龍溫度控制在15～25 ℃，再由此實(shí)施C 梁段兩側(cè)的二次下料切割工程（下料時(shí)每端面須比理論計(jì)算合龍長度下短1 cm以方便對接）。之后下放橋面吊機(jī)吊架、合龍段運(yùn)輸就位，即可對合龍段鋼箱梁進(jìn)行試吊，選擇在溫度穩(wěn)定時(shí)將合龍段鋼箱梁起立駁船30 cm 并保持穩(wěn)定，使鋼箱梁自重完全由橋面吊機(jī)承受，此時(shí)再次測量鋼箱梁懸臂端標(biāo)高和線形，通過監(jiān)控計(jì)算調(diào)整主跨合攏標(biāo)高和線形。吊裝選擇在溫度較低、風(fēng)速較小的時(shí)段，利用中跨兩側(cè)橋面吊機(jī)起吊合龍段就位，完成臨時(shí)連接[3，4]。按設(shè)計(jì)規(guī)定，待溫度達(dá)到設(shè)計(jì)合龍溫度時(shí)精確調(diào)整合龍段焊縫縫寬、標(biāo)高和線形等，完成工地栓焊連接。

4 結(jié)語

工程實(shí)踐表明，該大橋各方面施工質(zhì)量均可滿足要求，鋼箱梁在安裝位置、尺寸等方面均無誤，可順利交工。本文中所提的大跨度鋼箱梁吊裝施工工藝具有可行性，在有效保證鋼箱梁施工質(zhì)量的同時(shí)還可快速完成吊裝作業(yè)，兼顧施工質(zhì)量、作業(yè)效率等多方面的要求，所提內(nèi)容具有參考價(jià)值，在類似橋梁鋼箱梁施工時(shí)可從中汲取經(jīng)驗(yàn)。