限時占用市政道路跨路吊裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用研究

何千里（上海綠地建設(shè)（集團）有限公司，上海 200083）

大跨度鋼結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的周邊環(huán)境，在既定的占用道路時間內(nèi)，在非常受限制的施工條件下，要在滿足工期的情況下完成大跨度、大體量鋼結(jié)構(gòu)吊裝，是一項非常具體的、具有實踐性的案例。

上汽大眾汽車有限公司 MEB 工廠廠房及輔助設(shè)施配套項目連廊1為鋼框架桁架混合結(jié)構(gòu)，鋼框架桁架平面尺寸為120.0 m×7.5 m，為雙連跨，跨度分別為 49.48 m、62.51 m，下弦層頂標高 8.0 m、中弦層頂標高 12.5 m、上弦層頂標高 16.2 m。本工程連廊 2 與連廊 1 屬于同一類型、同一情況，為簡明起見，此處僅以連廊 1（2-3 軸跨）作為代表，介紹本類工程限時占用道路施工的具體解決辦法。

1 工程難點

1.1 周邊環(huán)境復(fù)雜

米泉路地下管線復(fù)雜，包含光纖、弱電、強電、給水管網(wǎng)、燃氣、雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)。最初制定的，采用 1 200 t履帶吊，占路后大跨度整體一次性吊裝方案無法實施。

1.2 場地受到限制

米泉路東西兩側(cè)均有市政電線，電線桿東側(cè)還有圍墻，西側(cè)是顧涇河河道，使用現(xiàn)場整體拼裝，無足夠的實施空間。

米泉路是本區(qū)域雙向 4 車主干道，是本區(qū)域核心城區(qū)主要交通樞紐，不能長期占用，否則會對周邊交通造成很大影響。經(jīng)過與交通主管部門溝通，限時占用道路施工周期為 12 h，全封閉占路施工無法實施。

2 本工程施工要點

2.1 方案選擇背景

連廊 1 跨路段（2-3 軸跨）拼裝完成后，整體一次性吊裝單品桁架總重量為 93.9 t，根據(jù)起重吊裝設(shè)備選用表需選用 1 200 t 履帶吊車，但是這一方案面臨以下問題：（1）在限時 12 h 內(nèi)，采用履帶吊吊裝，進場組裝時間已經(jīng)超過12 h。（2）米泉路東西兩側(cè)均有綠化帶、人行道和圍墻，履帶吊作業(yè)時必須站位在綠化帶和人行道區(qū)域。（3）米泉路地下管線復(fù)雜，包含光纖、弱電、強電、給水管網(wǎng)、燃氣、雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)，市政交通管理部門對超過 1 000 t級別以上大型機械，擔(dān)心地基承載力不足，直接否決了此類選型。

2.2 方案選擇

綜合以上 3 個問題，最后決定連廊 1 跨路段（2-3 軸）采用分段吊裝，在距離支座約 1/3 處設(shè)置臨時支撐架，支撐架底部需設(shè)混凝土基礎(chǔ)承臺和預(yù)埋件?？缏范蔚跹b時選用 2臺 500 t 吊車同時吊裝，然后進行高空對接。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件以散件的形式運到現(xiàn)場，現(xiàn)場搭設(shè)拼裝胎架進行組裝和吊裝。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝工藝流程

場地回填、平整、壓實，基礎(chǔ)施工→鋼柱及柱間支撐安裝→鋼桁架地面拼裝、檢查和驗收→臨時支撐架裝設(shè)檢查、驗收→鋼桁架安裝→樓面鋼梁→樓面壓型鋼板安裝→臨時支撐架拆除

2.4 選擇拼裝場地

鋼連廊 1-2 的 1～2 軸鋼結(jié)構(gòu)下方為河道，故施工前必須對河道進行分層回填、平整、壓實，并在地面面層鋪設(shè)250 mm碎石墊層、平整、壓實，且回填后必須滿足 500 t汽車吊行走、吊裝停放要求，地基承載力≥20 kN/m2。

2.5 臨時支撐架搭設(shè)

（1）設(shè)置臨時支撐架混凝土基礎(chǔ)。經(jīng)設(shè)計計算，每個臨時支撐架布置混凝土獨立基礎(chǔ)，共 4 個， 基礎(chǔ)尺寸：b= 3 000 mm，a= 2 750 mm，h= 500 mm。

（2）連廊1跨路段的第1段與第2段對接時需搭設(shè)臨時支撐架。臨時支撐架底部與預(yù)埋件進行焊接連接，支撐架之間設(shè)置聯(lián)系桿Φ140 mm×4.0 mm 鋼管連成整體，增加支撐架的穩(wěn)定性。

（3）標準節(jié)尺寸為 2.0 m（長）×2.0 m（寬）×1.5 m（高）。標準節(jié)支撐架立桿采用Φ89 mm×4.0 mm 鋼管，腹桿采用Φ60 mm×3.5 mm 鋼管制作。

（4）標準節(jié)支撐架頂部設(shè)分配梁，分配梁采用焊接H型鋼。

（5）臨時格構(gòu)支撐架頂部小分配梁規(guī)格為 H 300 mm×300 mm×20 mm×20 mm，大分配梁規(guī)格為 H 420 mm×350 mm×25 mm×30 mm，材質(zhì)為 Q 235 B。經(jīng)驗算臨時支撐架反力為 550.0 kN。計算時按取 7.5 m。荷載組合：支撐架自重由系統(tǒng)自動生成，活荷載（LL）標準值：550 kN；恒載（DL）1.2＋活載（LL）1.4。

經(jīng)驗算，施工過程中臨時格構(gòu)支撐架最大位移為8.57 mm，最大應(yīng)力 135.8 N/mm2，＜215 N/mm2（鋼材的抗拉、抗彎、抗壓強度設(shè)計值），滿足要求。

2.6 拼裝場地設(shè)置

本工程鋼桁架制作時在公司廠內(nèi)進行預(yù)組裝，保證其拱度及連接節(jié)點位置，預(yù)拼裝合格后以散件的方式發(fā)往現(xiàn)場；在地面進行臥拼，拼裝成分段單元后進行吊裝作業(yè)。現(xiàn)場拼裝時采用小型吊裝設(shè)備進行配合組裝。鋼桁架拼裝時注意鋼桁架起拱要求，對起拱度進行測量。

2.7 拼裝流程

現(xiàn)場拼裝工藝流程架構(gòu)圖如圖 1 所示，流程前期從施工現(xiàn)場、拼裝場地兩方面同時進行。構(gòu)件上胎架后進行拼裝尺寸的校正，拼裝過程驗收完后進行固定焊接，焊接質(zhì)量報驗完成后進行油漆修補工作，最后進行吊裝單元驗收。

圖1 現(xiàn)場拼裝工藝流程架構(gòu)圖

2.8 拼裝胎架

（1）拼裝胎架采用的尺寸為：H 200 mm×200 mm×8 mm×12 mm。

（2）胎架設(shè)置時必須保證焊工的足夠操作空間。

（3）胎架操作平臺必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，另外為了便于鋼桁架的起吊，胎架定位塊的位置須避免與鋼桁架起吊時碰撞。

（4）在胎架平臺兩側(cè)設(shè)置定位樁，用以控制整個胎架的空間位置，以及整體沉降觀測。

（5）拼裝過程中，由專業(yè)測量人員全程跟蹤、監(jiān)測，及時調(diào)整糾偏，確保鋼桁架的拼裝進度。

2.9 鋼桁架吊裝

（1）吊裝前準備：用全站儀和鋼尺配合復(fù)核吊裝跨度凈距，用全站儀再次復(fù)核定位中心線，標高以及鋼架的整體起拱高度。

（2）鋼桁架吊點設(shè)置：連廊 1 跨路段的鋼桁架分 2 段吊裝，第 1 段采用 2 點吊裝，第 2 段采用 4 點吊裝。

（3）鋼桁架吊裝溜繩設(shè)置：鋼桁架吊裝施工前，在鋼桁架的兩端掛設(shè)棕繩溜繩，以便于控制鋼桁架的方向。溜繩長度控制在 15 m 左右，在鋼桁架兩端各設(shè)置兩根溜繩，并將溜繩進行編號，每根溜繩端部由 2 名作業(yè)人員進行牽引。

（4）鋼桁架吊裝臨時加固：鋼桁架兩端都與柱頭節(jié)點焊接連接，根據(jù)鋼桁架吊裝分段單元重量，為保證整榀鋼桁架桿件的整體穩(wěn)定性，鋼桁架吊裝施工時，外伸自由端應(yīng)進行臨時加固處理。主要加固方式為在鋼桁架上下弦節(jié)點間設(shè)置Φ219 mm×6 mm 的鋼管加固。

（5）高空作業(yè)生命線：為便于后續(xù)檁條等安裝施工，在鋼桁架上弦桿上方臨時吊耳位置處焊接槽鋼作為生命線立柱，槽鋼立柱高度約為 1.2 m，與鋼桁架吊裝耳板之間通過U形焊縫焊接連接，立柱上端綁扎Φ11 mm 鋼絲繩作為生命線，生命線采用花籃螺桿張緊。人員在安裝檁條等高空作業(yè)時，全程應(yīng)將安全繩掛在生命線上，沿鋼桁架上弦桿行走時，施工區(qū)域下方掛設(shè)水平網(wǎng)進行防護。

3 限時占用市政道路跨路吊裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工實施效果

（1）限時占用市政道路跨路吊裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工，成功地完成吊裝和對接，最小限度的影響米泉路的道路交通運行。

（2）限時占用市政道路跨路吊裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)施，雖然時間非常緊迫，但是施工后構(gòu)件各項指標均在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

（3）拆除前對所有焊縫（尤其是一級焊縫）均做了檢測，檢測結(jié)果均驗收合格。

（4）在限定的 12 h 內(nèi)，完成跨路段鋼結(jié)構(gòu)吊裝任務(wù)，滿足了工期要求。

（5）在限定時間內(nèi)完成了該項吊裝任務(wù)，使人工和機械的利用率達到最佳狀態(tài)，降低了成本。

（6）為將來針對此類限時占用市政道路跨路吊裝積累了寶貴經(jīng)驗。

4 經(jīng)驗總結(jié)

（1）占路限時時間為 12 h，如何保證 500 t 吊車一次性架設(shè)到位，使架設(shè)時間最短？

解決辦法：①提前放線定位吊車 4 個支腿中線點位置；②根據(jù)定位提前查明此區(qū)域地下管線；③提前為支撐腿鋪設(shè)好路基箱；④吊車根據(jù)定位點到場后直接就位。

（2）如何保障卸載的安全？解決辦法：卸載前先設(shè)好50 t 螺旋千斤頂，千斤頂?shù)撞克闹茉O(shè) 4 塊限位擋板，防止傾倒。

（3）鋼桁架翻身起吊時，如何控制側(cè)翻？鋼桁架翻身前，在鋼桁架下弦一側(cè)的胎架邊緣采用 C 20 a 槽鋼焊接防滑擋塊，防止翻身立起的過程中鋼桁架突然脫離拼裝胎架對吊車造成沖擊荷載；并在鋼桁架下弦墊設(shè)方木，使鋼桁架翻身過程中，下弦不與拼裝胎架發(fā)生摩擦或碰撞。

鋼桁架翻身時，指派吊裝專門負責(zé)人統(tǒng)一下達指令，并檢查各指揮系統(tǒng)是否正常，確認一切就緒后，開始鋼桁架翻身起吊，使鋼桁架上弦緩慢上抬，鋼桁架下弦位置始終保持擱置在木方上，同時檢查上弦變形情況，觀察一切正常后，再緩慢將鋼桁架翻身至垂直狀態(tài)。

（4）鋼桁架吊裝時，如何控制其整體穩(wěn)定性？連廊鋼桁架分段后單榀最重為 64.1 t；單榀鋼桁架跨度為 42.51 m，單榀鋼桁架重量重，跨度大，鋼桁架在翻身的過程中為平面外受力構(gòu)件，受力方式非常不利，根據(jù)鋼桁架吊裝分段單元重量，為保證整榀鋼桁架桿件的整體穩(wěn)定性，鋼桁架吊裝施工時，外伸自由端應(yīng)進行臨時加固處理。主要加固方式是在鋼桁架上下弦節(jié)點間設(shè)置Φ219 mm×6 mm 的鋼管加固。

（5）如何保證一次性滿足吊裝對接？解決辦法：預(yù)先對現(xiàn)場鋼柱與對接鋼桁架的凈空尺寸，鋼桁架立面凈高尺寸，已拼裝好的鋼桁架的各項規(guī)格尺寸，軸線定位尺寸逐一復(fù)核，如有出入，提前調(diào)整，待調(diào)整好后方可吊裝。

5 結(jié) 語

限時占用市政道路跨路吊裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工在實踐運用中出現(xiàn)了一些問題，日后有以下改進重點。

（1）鋼桁架側(cè)向撓度變形量的控制。

（2）由于是在限時時間內(nèi)完成吊裝任務(wù)，因此過程中的每個環(huán)節(jié)都不允許出現(xiàn)紕漏，每個環(huán)節(jié)的把控和人員安排必須嚴格把控。

（3）施工完成后，必須要對大跨度鋼結(jié)構(gòu)本身的跨中向下?lián)隙榷ㄆ诒O(jiān)測。

（4）施工完成后，對接連接節(jié)點的焊縫探傷檢測同步檢測機制和應(yīng)急機制。

（5）鋼絲繩的選型與長度必須要考慮構(gòu)件自身提升高度，以及吊車大臂能夠提升的最大高度。