公路橋梁預(yù)制構(gòu)件吊裝施工探討

摘 要：大型路橋項(xiàng)目常涉及預(yù)制構(gòu)件，這類(lèi)型構(gòu)件的吊裝施工難度較大。為提高吊裝施工作業(yè)的安全性，結(jié)合路橋工程的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量、尺寸及質(zhì)量，制定科學(xué)的吊裝方案，配備先進(jìn)的吊裝設(shè)備，并優(yōu)選吊裝作業(yè)參數(shù)?；诖耍ㄟ^(guò)路橋項(xiàng)目，重點(diǎn)探究了此項(xiàng)目中的預(yù)制構(gòu)件吊裝施工要點(diǎn)，以期為同類(lèi)型項(xiàng)目提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；預(yù)制構(gòu)件；吊裝技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2096-6903（2024）10-0031-03

1 工程概況

杭州03省道東復(fù)線(xiàn)高架南延工程第2標(biāo)段，項(xiàng)目位于杭州市蕭山區(qū)，該標(biāo)段由北向南起自彩虹大道北側(cè)，上跨彩虹大道、蕭紹運(yùn)河、門(mén)前河，與蕭明線(xiàn)、陳端路平交，終點(diǎn)止于現(xiàn)狀03省道東復(fù)線(xiàn)與東瑞四路交叉口，全長(zhǎng)2.2067 km。主要包含主線(xiàn)高架橋、2處互通（彩虹互通和陳端路互通）、2座地面橋以及沿線(xiàn)路基、路面、防護(hù)和排水等工程。高架橋采用一級(jí)公路兼顧城市道路功能，設(shè)計(jì)速度80 km/h，地面道路采用一級(jí)公路兼顧城市道路功能。

本項(xiàng)目橋梁上部結(jié)構(gòu)鋼箱梁共12聯(lián)，主要是跨彩虹大道、跨蕭紹運(yùn)河、跨地鐵5號(hào)線(xiàn)、規(guī)劃13號(hào)線(xiàn)以及上跨匝道橋。本路橋項(xiàng)目中，制造廠(chǎng)根據(jù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙、橋位吊裝環(huán)境及公路運(yùn)輸條件，將鋼箱梁劃分為滿(mǎn)足運(yùn)輸、吊裝的梁段，進(jìn)行分段預(yù)制與加工。

2 預(yù)制構(gòu)件吊裝方案

2.1 吊點(diǎn)設(shè)計(jì)

本路橋項(xiàng)目除二次拼裝梁段，其他全部鋼箱梁質(zhì)量均未超100 t，鋼箱梁長(zhǎng)度并不完全一致，最短、最長(zhǎng)分別為10.5 m、32 m，這些鋼箱梁需按單機(jī)或雙機(jī)抬吊4個(gè)吊點(diǎn)完成吊裝。項(xiàng)目跨蕭紹運(yùn)河橋和下穿橋部分有少量鋼箱梁，其質(zhì)量達(dá)100 t以上，最短、最長(zhǎng)分別為36 m、58 m。由于質(zhì)量大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，需利用雙機(jī)抬吊法，設(shè)置8個(gè)吊點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)吊點(diǎn)時(shí)除了需考慮構(gòu)件質(zhì)量、尺寸外，關(guān)鍵應(yīng)進(jìn)行受力分析及計(jì)算，以保障吊裝作業(yè)期間構(gòu)件相對(duì)平衡、穩(wěn)定?？紤]到本項(xiàng)目中鋼箱梁的尺寸、自重等，包含4個(gè)吊點(diǎn)和8個(gè)吊點(diǎn)兩種情況。以梁的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，4吊點(diǎn)方案下縱向吊點(diǎn)位于距離梁端0.2 L位置，8吊點(diǎn)方案下縱向吊點(diǎn)外側(cè)吊點(diǎn)位于距離梁端0.15 L位置，內(nèi)側(cè)吊點(diǎn)位于距離梁端0.3 L位置[1]。設(shè)置吊點(diǎn)時(shí)考慮在橫隔板、腹板的交接部位，橫向一端布設(shè)在腹板處，另一端設(shè)置在橫隔板間的臨時(shí)支撐處。如吊點(diǎn)不對(duì)稱(chēng)，則需在使用鋼絲繩時(shí)適當(dāng)調(diào)整其長(zhǎng)度。4點(diǎn)起吊與8點(diǎn)起吊情況如圖1、2所示。

2.2 吊裝準(zhǔn)備

正式安裝橋梁之前，相關(guān)人員需對(duì)已完工部分進(jìn)行檢查，如墩柱、支座、臨時(shí)支架等，一旦存在安裝問(wèn)題，需及時(shí)采取一系列處理措施。由于機(jī)械設(shè)備在吊裝施工中的重要作用，相關(guān)人員需結(jié)合吊裝所用設(shè)備類(lèi)型及型號(hào)等要求，提前準(zhǔn)備設(shè)備，檢查設(shè)備型號(hào)及規(guī)格，使所用起重機(jī)狀態(tài)良好。

吊裝準(zhǔn)備工作如下：第一，復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)的橋墩、臨時(shí)支架、永久支座位置、標(biāo)高等參數(shù)。參考設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)細(xì)節(jié)，在檢查無(wú)誤后利用全站儀在橋墩上測(cè)放出全部支座中心點(diǎn)，檢查鋼梁總長(zhǎng)度、橋墩跨徑等是否與施工要求相一致。支座中心點(diǎn)放樣結(jié)束后，由專(zhuān)人參考圖紙數(shù)據(jù)復(fù)核位置，無(wú)異常后檢查支座墊石標(biāo)高，此后安裝永久支座。施工機(jī)械、材料等按照要求進(jìn)場(chǎng)，參考現(xiàn)場(chǎng)變壓器位置，布置主電源、標(biāo)準(zhǔn)配電柜并接好電源，使現(xiàn)場(chǎng)照明條件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。以臨時(shí)支架設(shè)計(jì)位置為基準(zhǔn)，測(cè)量并標(biāo)注道路中心線(xiàn)、分段線(xiàn)，標(biāo)明支架體系安裝位置。

第二，正式吊裝之前，有關(guān)人員需檢查臨時(shí)支架的搭設(shè)情況，當(dāng)臨時(shí)支架體系穩(wěn)定性、安全性等達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)入其他環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。臨時(shí)支架上還應(yīng)測(cè)放出每片鋼梁的兩側(cè)邊線(xiàn)，并清晰標(biāo)注。安裝梁段外側(cè)臨時(shí)支架上應(yīng)焊接限位裝置，并同步設(shè)置圍擋設(shè)施。

2.3 試吊

為順利進(jìn)行吊裝作業(yè)，正式吊裝前有關(guān)人員需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試吊。第一，試吊前檢查。由專(zhuān)業(yè)人員檢查吊車(chē)各部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、軸承等傳動(dòng)部分，分析這些部位是否有發(fā)熱、噪聲、振動(dòng)、漏油故障，存在故障時(shí)及時(shí)處理。同時(shí)，檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤(rùn)滑情況是否達(dá)標(biāo)，關(guān)注油溫及油量是否與標(biāo)準(zhǔn)情況相一致。只有設(shè)備無(wú)任何故障時(shí)方可進(jìn)入吊裝環(huán)節(jié)。第二，空載試車(chē)。對(duì)吊車(chē)大臂升降、伸展、回轉(zhuǎn)等進(jìn)行空載試驗(yàn)，分析試驗(yàn)過(guò)程中是否存在異?，F(xiàn)象。第三，靜載試驗(yàn)。將鋼箱梁吊起，吊離運(yùn)梁車(chē)20 m，靜止5 min，由專(zhuān)業(yè)人員檢查吊車(chē)各受力點(diǎn)的變化，做好記錄。吊車(chē)緩慢出桿到相應(yīng)的吊裝半徑位置，保持鋼箱梁與地面相距0.1 km，靜止5 min，觀察吊車(chē)各受力點(diǎn)的變化情況，做好記錄。第四，動(dòng)載試驗(yàn)。將鋼箱梁吊離地面100 m，在吊裝半徑范圍、允許的水平轉(zhuǎn)角內(nèi)做臂桿回轉(zhuǎn)、臂桿變幅、大鉤升降，觀察受力點(diǎn)變化，記錄相應(yīng)數(shù)值。

3 鋼箱梁吊裝施工的要點(diǎn)

3.1 NE05-NE07聯(lián)段鋼箱梁吊裝

NE05-NE07聯(lián)段鋼箱梁吊裝時(shí)，有關(guān)人員需參考梁段制作分段結(jié)構(gòu)特征、橋梁所在地的吊裝條件，制定縱向架梁順序、橫向吊裝順序。綜合實(shí)際情況，縱向架梁順序?yàn)镈段→E段→A段→B段→C段，橫向吊裝順序?yàn)椋篋1→D2，E1→E2，以此類(lèi)推，如表1所示。

本聯(lián)段鋼箱梁處于現(xiàn)狀地鐵上方位置，施工現(xiàn)場(chǎng)圍擋內(nèi)部，場(chǎng)地開(kāi)闊，具備大規(guī)模吊裝作業(yè)條件，最大吊裝高度達(dá)16.9 m，梁段最大起重量為61 t，現(xiàn)場(chǎng)配備260 t、350 t、500 t汽車(chē)起重機(jī)各1臺(tái)。

本聯(lián)段鋼箱梁吊裝施工時(shí)，主要需注意以下5方面：①兩臺(tái)起重機(jī)按照相應(yīng)要求到達(dá)指定區(qū)域，運(yùn)梁車(chē)依據(jù)吊裝順序進(jìn)入吊裝現(xiàn)場(chǎng)，停放在起重機(jī)外側(cè)。運(yùn)梁車(chē)停位并系掛索具后，服從現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮，進(jìn)入吊裝環(huán)節(jié)。②正式吊裝前，相關(guān)人員應(yīng)負(fù)責(zé)試吊裝，在試驗(yàn)過(guò)程中確定最佳的吊裝參數(shù)。③梁段起升超過(guò)臨時(shí)支架、蓋梁高度后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的吊裝作業(yè)安排，起重機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)吊臂來(lái)吊裝。如梁段在就位位置上方，由專(zhuān)業(yè)人員輔助，保持梁段的相對(duì)穩(wěn)定性，此后起重機(jī)緩慢下放梁段，順利就位。④梁段按照相應(yīng)要求完成就位后，裝配人員、焊接人員需相互配合，按照結(jié)構(gòu)施工規(guī)范，做好臨時(shí)固定。⑤第一塊梁吊裝后，施工人員應(yīng)與其他專(zhuān)業(yè)人員相互協(xié)商，按照上述方式全面吊裝其余9個(gè)梁段。

圍繞本次吊裝作業(yè)中的B2+C2梁段（預(yù)拼后單機(jī)安裝）和F2單機(jī)安裝工況進(jìn)行分析：B2+C2梁段吊重78.1 t（含吊具支撐），為符合吊裝作業(yè)要求，需配備1臺(tái)500 t汽車(chē)起重機(jī)來(lái)進(jìn)行吊裝。為保障吊裝作業(yè)的安全性，減少施工問(wèn)題，相關(guān)人員需參考起重機(jī)位置、梁段安裝位置實(shí)際施工半徑，以500 t起重機(jī)進(jìn)行受力分析及計(jì)算[2]。經(jīng)一系列計(jì)算，起重機(jī)出桿31.7 m，作業(yè)半徑16 m，起重額定荷載為83 t，明顯高于78.1 t，起重機(jī)各方面性能完全符合施工要求。

F2梁段吊重53.5 t（含吊具支撐），配備1臺(tái)350 t汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行安裝。經(jīng)計(jì)算，起重機(jī)出桿31 m，作業(yè)半徑16 m，起重額定荷載68 t，高于53.5 t，起重機(jī)性能基本與施工要求相一致。起重機(jī)在堅(jiān)實(shí)路面上就位，局部路段進(jìn)行了換填處理。為創(chuàng)造良好的吊裝作業(yè)條件，支腿下部應(yīng)放置長(zhǎng)、寬、高分別為2.4 m、2.3 m、0.2 m的路基箱。

運(yùn)梁車(chē)應(yīng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)指定位置，順路停放。起重機(jī)起重作業(yè)半徑預(yù)先停放在指定地點(diǎn)，運(yùn)梁車(chē)應(yīng)完全停穩(wěn)，去除梁段的固定措施，由專(zhuān)業(yè)人員穿插卸扣、吊掛鋼絲繩、綁扎溜放繩。當(dāng)準(zhǔn)備工作結(jié)束后，有關(guān)人員需聽(tīng)從指揮，逐步升溝起吊。在梁段吊離運(yùn)梁車(chē)0.2 m時(shí)，運(yùn)梁車(chē)撤場(chǎng)，起重機(jī)暫停起吊作業(yè)，由專(zhuān)業(yè)人員檢查吊耳、鋼絲繩、起重機(jī)等的運(yùn)行情況，在無(wú)異常情況時(shí)繼續(xù)起吊操作。梁段底部高于安裝高度0.5 m時(shí)，有關(guān)人員需依據(jù)吊裝作業(yè)方案，適當(dāng)調(diào)整主臂角度，確保梁段恰好位于安裝位置正上方。當(dāng)梁段完全穩(wěn)定后，緩慢降鉤，施工人員在支架操作平臺(tái)上配合起重機(jī)完成對(duì)位。專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)參考前期放樣線(xiàn)和分配梁上限位，保障梁段正常對(duì)位，在無(wú)偏差時(shí)起重機(jī)緩慢松鉤，完成落梁。梁段擱置在支架上穩(wěn)定后摘鉤。

3.2 WS01-WS02跨鋼箱梁吊裝

本連段總體架梁時(shí)，縱向架梁順序?yàn)锽段、A段、C段，總體按照B1、B2、A1、A2、C1、C2的順序進(jìn)行吊裝。具體的吊裝作業(yè)中，需執(zhí)行以下順序：在臨時(shí)支架上測(cè)量放樣中線(xiàn)、邊線(xiàn)，并設(shè)置限位塊。起重機(jī)就位、試吊。運(yùn)梁車(chē)就位后吊裝梁段，梁段就位并進(jìn)行臨時(shí)固定，再吊裝下一片梁段。

本聯(lián)鋼橋位于現(xiàn)狀地鐵上方位置，施工現(xiàn)場(chǎng)的吊裝條件良好，最大吊裝高度為9 m，梁段最大起重量為56.1 t，配備260 t、350 t汽車(chē)起重機(jī)各1臺(tái)。

本次吊裝作業(yè)期間需注意以下4方面：①由專(zhuān)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，吊裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)，分配專(zhuān)人負(fù)責(zé)安全監(jiān)督與檢查，嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。②按照要求進(jìn)行吊裝前的準(zhǔn)備工作，如依據(jù)吊裝方案規(guī)定配備吊裝設(shè)備、工具，檢查吊裝機(jī)具性能是否達(dá)標(biāo)，在設(shè)備無(wú)異常后方可正式吊裝[3]。③提前向全部參與吊裝作業(yè)的人員完成技術(shù)交底，使這些人員可掌握吊裝施工技術(shù)類(lèi)型、操作要求。起重機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，向起重機(jī)駕駛員介紹吊裝方案。④起重機(jī)站位、行走、平板拖車(chē)等的行走路線(xiàn)應(yīng)與施工要求完全一致，起重機(jī)履帶下應(yīng)設(shè)置鋼板或路基箱板，吊裝時(shí)相關(guān)人員需分析起重機(jī)履帶是否存在沉降問(wèn)題，如存在沉降現(xiàn)象，需結(jié)合原因及沉降值大小，采取一系列控制措施。

4 預(yù)制構(gòu)件吊裝施工的要點(diǎn)

4.1 試吊及關(guān)鍵吊裝操作

因?yàn)榈跹b作業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)性，正式吊裝前相關(guān)人員需進(jìn)行試吊，將預(yù)制構(gòu)件吊離地面0.2～0.3 m，停止吊裝后繼續(xù)起吊，在此過(guò)程中分析起重機(jī)、吊索等的工作狀態(tài)，當(dāng)無(wú)異常情況時(shí)繼續(xù)起吊，保持9 m回轉(zhuǎn)半徑無(wú)變化。上述工作結(jié)束后，有關(guān)人員需根據(jù)公路橋梁預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖紙，緩慢旋轉(zhuǎn)，將預(yù)制構(gòu)件吊運(yùn)到與指定位置相距0.2～0.3 m處停止，繼續(xù)起吊，由有關(guān)人員輔助操作，扶正后完成就位，確保就位精度。如為小箱梁的就位工作，梁兩端支座對(duì)位需準(zhǔn)，梁板與梁墩中心線(xiàn)應(yīng)完全重合。吊裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)督、協(xié)調(diào)及指揮，以便各崗位人員高度配合，在發(fā)生異常情況后及時(shí)制定處理措施。吊裝設(shè)備的起吊、下降都應(yīng)該聽(tīng)從統(tǒng)一指揮，有關(guān)人員需熟悉設(shè)備操作規(guī)范，在接收到同一指令后，立即調(diào)整起重機(jī)狀態(tài)及參數(shù)。

4.2 遵循吊裝作業(yè)規(guī)則

吊裝作業(yè)過(guò)程中，起重機(jī)臂桿最大可變傾角應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)限值以?xún)?nèi)。本工程選用的吊裝設(shè)備，吊裝過(guò)程中一旦臂桿長(zhǎng)度達(dá)35 m，可變傾角需保持在30°～78°范圍內(nèi)。如起重機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家無(wú)明確規(guī)定，有關(guān)人員需結(jié)合實(shí)際情況來(lái)確定最大傾角，以保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。變幅角度、回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)與起重質(zhì)量完全匹配。臂桿回轉(zhuǎn)操作之前，相關(guān)人員需進(jìn)行全面觀察，保障回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)無(wú)人、無(wú)其他障礙物，此后繼續(xù)回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)操作期間，回轉(zhuǎn)停止前不得隨意改變轉(zhuǎn)動(dòng)方式，否則可能導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件存在嚴(yán)重的晃動(dòng)現(xiàn)象，引發(fā)安全事故。臂桿按相應(yīng)要求完成回轉(zhuǎn)工作后，立即鎖緊回轉(zhuǎn)制動(dòng)器。起吊作業(yè)期間，必須在起重機(jī)側(cè)向、后向進(jìn)行操作。向前回轉(zhuǎn)時(shí)，臂桿中心線(xiàn)不得越過(guò)支腿中心。臂桿外伸時(shí)，第二節(jié)、第三節(jié)操作應(yīng)保持同步性，如二者無(wú)法完全同步，則需要停止吊裝，進(jìn)行調(diào)整。第四節(jié)臂桿需在第二、三節(jié)臂桿全部伸出后，才可參照吊裝作業(yè)要求緩慢延伸，抵達(dá)相應(yīng)位置。一些公路橋梁構(gòu)成的預(yù)制構(gòu)件較為復(fù)雜，吊裝時(shí)帶有副桿的臂桿需適當(dāng)向外延伸，但需提前取出副桿根部的銷(xiāo)軸，將其插入第一節(jié)下的固定銷(xiāo)位。

5 結(jié)束語(yǔ)

部分公路橋梁的建設(shè)中，預(yù)制構(gòu)件吊裝為關(guān)鍵步驟。但吊裝作業(yè)的復(fù)雜性較高，有關(guān)人員需結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的自重、尺寸等特點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)牡跹b工藝、設(shè)備，遵循操作規(guī)范。

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