上跨既有線鋼結(jié)構(gòu)橋梁大噸位吊機(jī)精確吊裝施工技術(shù)

□□ 魏 軍

(浙江交投交通建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州 310000)

引言

隨著橋梁建造技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)橋梁越來越多。現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要是采取整體吊裝或現(xiàn)場拼裝的方式進(jìn)行施工。整體吊裝施工技術(shù)適用于小跨度、小截面的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，大跨度、大截面的鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要采取現(xiàn)場搭設(shè)承重支架小節(jié)段拼裝的作業(yè)方式，但是這種施工方式存在承重支架搭設(shè)工作量大、施工工期長、橋梁整體線型難以控制的問題。另外，在跨越河道或處于運(yùn)營狀態(tài)的公路時，難以搭設(shè)承重支架，而且為了保證施工作業(yè)的安全性，通常需要封閉交通并搭設(shè)門式支架防護(hù)棚，待施工完成后再拆除防護(hù)棚并開放交通，這種作業(yè)方式存在施工周期長、對沿線交通影響大等問題[1]。

1 工程概況

杭州至寧波國家高速公路(杭紹甬高速)杭州至紹興段路線主線路線全長約為52.808 km，其中SG01標(biāo)段線路全長約為29.239 km，涉及樞紐互通6處，分別為南陽樞紐、河莊互通、義蓬樞紐、黨灣樞紐、臨江南互通、馬鞍互通，服務(wù)區(qū)1處，為益農(nóng)服務(wù)區(qū)；SG01標(biāo)段預(yù)制標(biāo)工程主要施工內(nèi)容為預(yù)制梁板及安裝、鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制與安裝，涉及預(yù)制梁板19 651片，鋼結(jié)構(gòu)59聯(lián)144跨4.64萬t。

2 施工工藝特點及工藝原理

2.1 施工工藝特點

(1)上跨既有線鋼梁橋施工時，首先將主梁運(yùn)輸節(jié)段在地面拼裝成吊裝節(jié)段，然后再采用大噸位吊機(jī)一次抬吊安裝就位，避免在既有線路上進(jìn)行臨時承重支架的搭設(shè)，減少了橋下既有線路的封閉時間，減小了對既有線路通行的影響。

(2)采用專用的對接工裝，用于控制鋼梁的落梁位置，提升梁體的一次安裝精度，保證橋梁的整體線型及受力情況滿足設(shè)計要求。

(3)鋼梁下方設(shè)置兜底保護(hù)裝置，采用兜底保護(hù)后進(jìn)行螺栓施擰、橋面板吊裝等施工作業(yè)，有效地保證了橋下車輛的通行安全。兜底保護(hù)裝置采用專用夾具進(jìn)行安裝，降低了兜底保護(hù)裝置的安裝、拆卸難度；兜底安裝的主要工作時間集中在梁段吊裝前，減少了空中安裝兜底時間，可以在梁段吊裝后快速形成兜底保護(hù)，恢復(fù)通車。

2.2 工藝原理

由于橋位位于既有線路上方的跨線橋，為減少既有線路上方鋼梁吊裝施工封道時間，擬采用先地面雙主梁組拼后采用650 t履帶吊機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)。采用專用的工裝設(shè)計，保證落梁的精度，如圖1所示。鋼梁下方設(shè)置兜底保護(hù)裝置，兜底保護(hù)裝置采用專用夾具進(jìn)行安裝，夾具安裝在下翼板兩邊，1～1.5 m設(shè)置1對，具體位置根據(jù)加勁肋和橫梁位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，如圖2、圖3所示。用螺栓固定，螺栓與梁段之間設(shè)置薄墊板，用以保護(hù)梁段油漆。兩夾具上根據(jù)縱梁間距用螺栓安裝C型鋼作為骨架，隨縱梁一起吊裝；待全橋縱、橫梁定位固定完畢，在C型鋼上鋪設(shè)波紋板。

圖1 鋼梁精度控制工裝設(shè)計示意圖

圖2 兜底夾具安裝結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 兜底夾具結(jié)構(gòu)示意圖

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工工藝流程

上跨既有線鋼結(jié)構(gòu)橋梁大噸位吊機(jī)精確吊裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4 施工工藝流程圖

3.2 施工操作要點

3.2.1構(gòu)件裝載、加固、運(yùn)輸

鋼梁橋長方向的工廠節(jié)段制造及運(yùn)輸分為9個節(jié)段。運(yùn)輸前，選擇與構(gòu)件尺寸及質(zhì)量相對應(yīng)的選擇車型進(jìn)行裝載。鋼構(gòu)件節(jié)段梁吊運(yùn)到平板駁或運(yùn)輸車上后，用鋼絲繩、手動葫蘆將鋼構(gòu)件進(jìn)行加固。

3.2.2支座安裝

鋼梁安裝前，檢查支座墊石尺寸及中心位置是否準(zhǔn)確，對預(yù)留孔洞進(jìn)行清理。鋼梁運(yùn)輸至現(xiàn)場后，將支座通過螺栓安裝在鋼梁下方，同鋼梁一起吊裝至橋位，下放時要慢，不得碰撞支座，待鋼梁安裝到設(shè)計位置后，對預(yù)留孔洞進(jìn)行灌漿。并在支座四周封模和灌漿，灌漿料從支座板底面冒出為止，最終砂漿高出支座下座板底面2～5 mm。

3.2.3現(xiàn)場拼裝

鋼梁單元節(jié)段運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后，采用50 t汽車吊組裝鋼梁拼裝胎架，完成后將運(yùn)輸至施工現(xiàn)場的鋼梁分小階段組拼成大節(jié)段，并同步吊裝橫梁。鋼梁現(xiàn)場拼裝在專用胎架上完成，以保證現(xiàn)場拼裝精度以及梁體的線型順直。

3.2.4鋼梁吊裝施工

通過抬吊將鋼梁安裝至蓋梁墊石支座，并同步吊裝橫梁，如圖5所示。兩臺吊車抬吊時節(jié)段吊點設(shè)置在節(jié)段兩端1.5～2.0 m范圍內(nèi)，并使節(jié)段和吊車吊臂在吊裝過程中不發(fā)生碰撞；個別長度較小節(jié)段采用單臺吊車吊裝，吊點設(shè)置在節(jié)段長度1/3附近，吊車吊鉤處于節(jié)段中部上空，并確保鋼絲繩和節(jié)段夾角≮60°。

圖5 鋼梁吊裝

3.2.5落梁精度控制

梁體吊裝作業(yè)開展前，再次復(fù)核支座的中心偏位情況，每孔抽查兩個支座，支座中心偏位≤10 mm，確保落梁的精確性，如圖6所示。梁體安裝就位后，對梁體的傾斜度、梁頂面縱向高程等進(jìn)行檢驗，并滿足要求[2]。

圖6 落梁精度控制

3.2.6兜底保護(hù)

在梁段節(jié)段起吊后，離地1 m靜止試吊階段，進(jìn)行兜底保護(hù)裝置的安裝作業(yè)。將兜底保護(hù)裝置的夾具安裝在下翼板的兩邊，1～1.5 m設(shè)置1對，具體位置根據(jù)加勁肋和橫梁位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。夾具用螺栓固定，根據(jù)縱梁間距用螺栓安裝C型鋼作為骨架，隨縱梁一起吊裝；待全橋縱、橫梁定位固定完畢在C型鋼上鋪設(shè)波紋板。

3.2.7鋼梁焊接

橋位焊接主要為鋼主梁上、下翼緣板和端橫梁上翼緣板對接焊縫。鋼主梁上、下翼緣板和端橫梁上翼緣板采用單面焊雙面成型焊接工藝，焊接方法為藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊，焊接材料分別為Φ1.2 mm的E501 T-1藥芯焊絲，陶質(zhì)襯墊采用TG2.0系列平對接防水襯墊[3]。

3.2.8涂裝施工

使用稀釋劑清洗破損處表面油污，并對周邊涂層實施保護(hù)。對損壞區(qū)域采用打磨機(jī)打磨，并使用0號砂紙揉搓；對磨破損處外露的涂層輕微打磨，并形成從面漆涂層至內(nèi)層涂層呈山谷形狀的層次感，各層次涂層外露面應(yīng)≮30 mm。周圍涂層打磨成坡度，磨出不同漆層的層面，待稀釋劑揮發(fā)干燥后用刷涂方法補(bǔ)涂相應(yīng)涂層的涂料。

3.2.9橋面板安裝

在鋼梁頂面邊緣處均勻涂刷膠黏劑并安裝密封橡膠條，涂刷膠黏劑前對結(jié)合面進(jìn)行修整與清洗，涂刷完成后及時粘貼橡膠條，橡膠條外邊緣與鋼梁頂面邊緣齊平。橡膠條安裝完成后，將橡膠條中間空白部分采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行墊實，環(huán)氧砂漿厚度為10～15 mm。根據(jù)實測標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，環(huán)氧砂漿使用人工攪拌機(jī)拌合，攪拌時間為3～5 min。預(yù)制板與鋼梁支撐面涂抹環(huán)氧砂漿，環(huán)氧砂漿凝固后強(qiáng)度不低于橋面板混凝土強(qiáng)度。

在安裝橋面板時，對無法在地面進(jìn)行橋面板就地喂梁板時，采用50 t汽車吊在橋面按序吊裝橋面板，喂梁板采用9 m平板車進(jìn)行運(yùn)輸，如圖7所示。

圖7 橋面板吊裝作業(yè)

4 質(zhì)量保證措施

(1)試吊。首先用吊車落鉤，在系好的鋼絲繩受力之后，汽車預(yù)應(yīng)力張拉慢慢起鉤，待主橋離地間距5～10 cm后，汽車預(yù)應(yīng)力張拉就停止了起鉤，再停頓約3～5 min檢驗機(jī)械設(shè)備變化狀況有無異常，繩扣是否牢靠，車體有無前傾，鋼絲繩受力時有無脫槽，確認(rèn)一切情況正常后再繼續(xù)吊掛。

(2)梁架設(shè)就位。汽吊車?yán)^續(xù)起鉤，主梁繼續(xù)緩慢提升至距離墩柱頂約70 cm高度(略微高于鋼擋塊)。靜置平穩(wěn)后通過汽車吊旋轉(zhuǎn)調(diào)整主梁位置。當(dāng)主梁旋送至墩柱上方時，通過下方的牽引繩準(zhǔn)確調(diào)整好位置。待主梁平穩(wěn)后，緩慢落鉤至距蓋梁上方10～15 cm處(保持主梁的平穩(wěn))，待校正好支座后，吊車同時緩慢落鉤使主梁就位。

(3)主梁固定。用事先準(zhǔn)備好的撐桿進(jìn)行固定，斜撐待端橫隔梁連接完成后方可拆除。

(4)高強(qiáng)度螺栓連接副施工質(zhì)量的檢查應(yīng)由專職質(zhì)量檢驗員進(jìn)行，并在終凝后1～48 h內(nèi)完成扭矩檢查[4]。

(5)根據(jù)以往橋梁的施工經(jīng)驗，施工時需在支座安裝側(cè)預(yù)留間隙，后期進(jìn)行灌漿處理，支座墊石必須預(yù)低2～3 cm，而且頂面必須平整。

5 結(jié)語

上跨既有線鋼結(jié)構(gòu)橋梁大噸位吊機(jī)精確吊裝施工工法能夠有效地降低大噸位構(gòu)件的吊裝難度，提升大截面鋼梁的吊裝效率，縮短吊裝作業(yè)的施工工期，同時能夠精確控制大截面鋼梁的位置，提升梁體的安裝精度，降低吊裝誤差對后續(xù)施工的影響，從而提升工程的整體施工質(zhì)量。同時能夠有效地減少施工過程中的人工用量，降低人工費(fèi)用。