低凈空高架橋下鋼箱梁吊裝施工技術(shù)

葉建榮，王學(xué)峰，肖國微

（1、廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司 廣州 510620；2、廣東華盈鋼構(gòu)有限公司 廣東 惠州 516000）

1 工程概況

廣花項目某標段位于廣州城區(qū)北部省道S114 路段，全長5.9 km。標段范圍內(nèi)設(shè)置人行天橋7座，天橋整體呈“工”字型布置，橋底凈空高度h≥5.0 m。主橋采用2 跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.3 m，梁寬5.3 m，梁長約59.5 m，重量約148 t。兩側(cè)梯道采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

人行天橋周邊地勢比較平坦，除5 號～7 號天橋施工條件不受限外，其余4 座天橋均受機場高速橋下凈空影響，尤其是4 號天橋，其主跨將近2∕3 位于最大凈高僅為8.7 m 的機場高速高架橋下（見圖1），施工受限，吊裝難度非常大，是本文重點研究的對象。

圖1 4號天橋吊裝作業(yè)條件Fig.1 Hoisting Operation Conditions of No.4 Overpass

2 施工難點分析

低凈空高架橋下鋼箱梁吊裝施工遇到以下需解決的技術(shù)難題：

⑴在橋下凈高受限和國內(nèi)常規(guī)起重設(shè)備吊裝能力不足的情況下，吊裝重達148 t 的梁體，吊裝設(shè)備的選用、吊機站位的合理布置是吊裝施工的難點；

⑵在不影響既有道路通行的情況下，如何設(shè)計和布置臨時支撐是本工程吊裝施工的另一個難點；

⑶橋下梁體吊裝限兩晚內(nèi)完成的情況下，實現(xiàn)節(jié)段梁精準就位難度大。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)涉及低凈空下吊裝施工技術(shù)已有相關(guān)案例。其中，張廣義［1］以某高架橋互通匝道為例，介紹低凈空下采用雙機抬吊法實施鋼箱梁吊裝施工技術(shù)；楊斌［2］以廣州三元里立交工程為例，介紹了城市大型立交鋼箱梁吊裝的施工技術(shù)，包括方案選擇、分段設(shè)計、臨時支墩及微調(diào)就位等內(nèi)容；倪元珍等人［3］以長沙地鐵5號線萬家麗廣場站地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)為例，闡述了10 m 凈空作業(yè)條件下采用30 t門吊加20 t隨車吊吊裝最重21 t鋼筋籠施工技術(shù)；高文韜［4］以某高速公路互通匝道為例，介紹了汽車吊結(jié)合導(dǎo)梁架吊裝箱梁的施工技術(shù)；李漢愿［5］以石家莊市和平路高架西延工程為例，介紹了大跨度鋼箱梁橋雙幅同步轉(zhuǎn)體施工技術(shù)，通過設(shè)置鋼箱梁橫向滑移裝置，解決鋼箱梁構(gòu)件的水平運輸問題。吳子超等人［6-11］介紹了多種復(fù)雜環(huán)境下的人行天橋鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工工藝。

上述文獻中均未涉及到采取2 臺隨車吊和1 臺汽車吊進行協(xié)調(diào)臺吊。

4 主要技術(shù)內(nèi)容

4.1 節(jié)段梁的分段與加工

4.1.1 分段方案的選擇

4 號天橋主橋長59.5 m，寬5.3 m，無法整體運輸至施工地點；天橋重量達148 t，且主跨將近2∕3位于最大凈高僅為8.7 m 的機場高速高架橋下，國內(nèi)常規(guī)起重設(shè)備的吊裝能力不足。為此，擬將鋼箱梁進行拆分，再分節(jié)段焊接拼裝、吊裝，并提出以下兩種方案，如表1所示。

表1 節(jié)段梁拼裝方案Tab.1 Segmental Beam Assembly Scheme

經(jīng)過比較和分析，本工程確定采用第二種方案，減少焊縫數(shù)量，確保鋼箱梁焊接質(zhì)量及兩晚內(nèi)完成吊裝的要求，但需解決鋼板運輸、吊裝及就位的難題。

4.1.2 節(jié)段梁的加工

由于本項目現(xiàn)場不具備設(shè)置臨時加工場地條件，經(jīng)業(yè)主同意，人行天橋鋼箱梁加工制作工作委托有資質(zhì)的加工廠家完成。

4.2 節(jié)段梁的運輸

根據(jù)實地考察項目橋址現(xiàn)場至節(jié)段梁加工廠周邊道路、橋梁、公路收費站的通行性及交通部門相關(guān)政策規(guī)定，選擇合理的運輸線路及運輸設(shè)備。

運輸線路：節(jié)段梁加工廠?惠州大道?324 國道?廣汕公路?廣園快速路?廣花一路東側(cè)?橋址現(xiàn)場（吊裝地點），全程約為143 km。

運輸機械：選用18.0 m×3.1 m×0.96 m，載重為80 t的汽車掛板，350馬力日產(chǎn)東風(fēng)。

4.3 節(jié)段梁的吊裝

4.3.1 吊裝前的準備工作

⑴對臨時支撐頂、柱墩頂高程、中線及每孔跨徑進行復(fù)測，符合允許偏差后方可安裝。

⑵根據(jù)節(jié)段梁吊裝作業(yè)的具體情況，編制吊裝臨時占道方案，并報請交通主管部門批準。

⑶布設(shè)臨時支撐。在不影響既有道路通行的情況，合理布置承重臨時支撐的位置至關(guān)重要。根據(jù)實際道路寬度及交通主管部門提出的施工期間維持現(xiàn)狀6 車道通行的要求，臨時支撐只能設(shè)置在道路兩側(cè)非機動車道或中央隔離帶上。

通過計算，在道路西側(cè)非機動車道上布設(shè)1 個臨時支撐，其立柱采用φ325 mm×8 mm 鋼管，橫梁采用HN 300 mm×200 mm×5 mm×8 mm 型鋼，斜拉桿為L75 mm×8 mm角鋼（見圖2）。支撐設(shè)置爬梯及施工平臺，滿足施工要求。

圖2 臨時支架的布設(shè)Fig.2 Layout of Temporary Support （mm）

4.3.2 吊裝順序

通過計算，節(jié)段梁選用2臺大型隨車吊（1臺120 t，1 臺90 t）和1 臺450 t 汽車吊配合，平移吊裝。其吊裝順序為：第一段（28.25 m）?第二段（3.55 m）?第三段（29.15 m）。具體吊裝順序如表2所示。

表2 具體吊裝順序Tab.2 Specific Hoisting Sequence

4.4 節(jié)段梁的就位

4.4.1 節(jié)段梁軸線控制

⑴在橋墩和節(jié)段梁上分別放出中心線和軸線，并在節(jié)段梁上打上洋沖標志；

⑵節(jié)段梁起吊離支墩約50 mm時，精調(diào)節(jié)段梁，讓節(jié)段梁上的中心線和軸線與橋墩上的各線一一對應(yīng)；

⑶復(fù)查各線的重合度，并在支座四面安裝限位碼后吊車緩慢松鉤就位，在松鉤過程中要隨時注意各線的偏移。

4.4.2 節(jié)段梁標高控制

⑴根據(jù)設(shè)計院給出的高程表，計算出各臨時支撐處各支點的高程；

⑵根據(jù)各支點的高程在臨時支撐頂安裝“蠟燭頭”，并用激光經(jīng)緯儀進行復(fù)測；

⑶節(jié)段梁初步就位后，用全站儀復(fù)查節(jié)段梁頂板高程，如有偏差重新調(diào)整。

4.5 鋼箱梁就位調(diào)整措施

4.5.1 鋼箱梁粗定位

鋼箱梁就位后，首先在被吊梁段與已安裝好梁段之間設(shè)置2 只20 t 手拉葫蘆來調(diào)整橋面橫向位置，接著將臨時匹配件銷軸穿上，最后焊接交叉限位板，如圖3所示。

圖3 鋼箱梁粗定位Fig.3 Rough Positioning of Steel Box Girder

4.5.2 鋼箱梁精確定位

⑴ 在鋼箱梁腹板位置設(shè)置千斤頂，復(fù)測懸臂前端局部線形與軸線，滿足精度控制要求后，擰緊匹配件螺栓，焊接固定交叉限位板，鎖定千斤頂（見圖4）。

圖4 腹板高差調(diào)整Fig.4 Adjustment of Web Height Difference

⑵ 當橋面標高過高時，割除臨時支墩支點相對應(yīng)高差，使節(jié)段梁下降。一次性切割高度不可大于2 cm。

⑶ 當焊縫板厚錯位時，使用鍥型塊調(diào)整（見圖5）。

圖5 焊縫板厚錯位調(diào)整Fig.5 Dislocation Adjustment of Weld Plate Thickness

5 結(jié)論

通過研究應(yīng)用，最終“零誤差”完成4 號人行天橋鋼箱梁吊裝（見圖6），解決了本項目吊裝過程中遇到橋下凈高受限、國內(nèi)常規(guī)起重設(shè)備吊裝能力不足、吊裝作業(yè)時段受限等技術(shù)難題，保證了工程質(zhì)量和施工安全，很大程度上節(jié)約施工成本，可以為今后類似工程施工提供經(jīng)驗參考。

圖6 鋼箱梁吊裝實施效果Fig.6 Lifting Effect of Steel Box Girder