淺談大跨度鋼箱梁吊裝就位的精度控制

何嚴明

1 工程概況

廣交會琶洲展館配套設施項目室外配套工程是國家重點工程項目。本工程是為滿足第 104屆中國進出口商品交易會的功能使用，由國家商務部下轄的中國對外貿易(中心)集團負責投資建設。由于該工程國際影響的重要性及工程工期的緊迫性，受到各級領導的高度重視。其中連接會展一、二期與會展三期的鋼箱梁主體重達 8 000多噸的過街步行平臺要在 2個多月內制作并完成安裝，規模之大、工期之短是同類工程中少見的，特別是橫跨新港東路的Tb，Tc軸一跨跨度達 64.2m、跨間單片主梁重達 145 t，如何解決好該跨鋼箱梁的安裝工作是本工程的重點和難點。

2 施工現場鋼箱梁吊裝精度情況分析

2.1 片梁吊裝現狀

過街步行平臺工程采用鋼梁結構，鋼箱梁由工廠分塊預制，現場拼裝，跨間單片主梁在地面拼裝成整體后進行吊裝。跨間單片主梁的形式包括單片預制梁、兩段單元、三段單元和四段單元拼接。目前除單片預制梁、兩段拼接單元箱梁的吊裝就位誤差直接在懸吊狀態下進行切割補焊;三段拼接單元由于噸位較大只能重新卸下進行再加工;四段單元拼接的片梁(即最大跨64.2m的Tb，Tc軸一跨)尚未開始吊裝。

2.2 就位精度偏差分析

通過現場對各參數指標的實測實量，對就位精度出現偏差的箱梁進行分析:通過對箱梁的梁長、端部高度、兩端最外側安裝孔孔距偏差以及相鄰梁中線相對位移偏差的現場實測實量數據分析，造成箱梁難以精確就位主要是由于箱梁的吊裝長度精度偏差過大造成的，導致在吊裝過程中箱梁須根據實際就位情況切除余量。經過現場對各項參數指標值的實測實量數據分析(見圖 1)，我們發現:箱梁長度的偏差頻數占總頻數的71.42%，即目前出現因箱梁就位誤差較大難以精確就位的問題，主要是由于鋼箱梁的吊裝長度誤差較大引起的。項目部在進行跨間片梁吊裝過程中，因箱梁就位誤差較大難以精確就位或者懸吊狀態下進行切割補焊，或者重新卸下進行再加工，影響了工期進度。為避免巨大的箱梁在市內環路上方因就位精度偏差難以精確就位，要求我們必須提前做好該跨鋼箱梁的精度控制，即做好鋼箱梁吊裝長度的精度控制。

3 設定目標及可行性分析

3.1 確定目標值

經過對之前箱梁吊裝的情況進行反復分析，且根據施工現場的實際情況及失敗的經驗總結，同時也參照了《鐵路鋼橋制造規范》和《鋼結構的加工檢查驗收暫行規定》，最終決定設定目標為:將最大跨鋼箱梁單跨片梁吊裝長度偏差控制在 10mm之內。

3.2 目標可行性分析

1)不利因素。雖然課題目標僅僅是與相關規范的要求值(±L/2 500，≤10mm)一致，但是深入分析不難得出，當L≥25 m時，長度的偏差均應控制在10mm內，因此L值越大其精度控制的難度也越大。而即將進行吊裝的箱梁跨度達到 64.2m，且同時還受到復雜的交通環境以及緊迫的工期等不利因素的干擾。

2)有利因素。a.業主根據現場實際情況組織成立了包括項目管理公司、監理公司及我司領導、技術骨干在內的現場指揮部，加強技術力量，提高項目管理效率。b.前期的鋼箱梁吊裝施工鍛煉了隊伍，現場施工班組與管理人員逐漸形成了配合上的默契。c.廣交會琶洲展館配套設施項目室外配套工程的其他單項工程基本完工，能夠抽調出充足的人力、物力進行配合。

4 吊裝精度控制具體措施的實施

1)改進胎架制作工藝縮小誤差。在單元的現場拼裝過程中，由于箱梁的噸位過重導致枕木由于超負荷而被壓損，拼好的待焊接箱梁由于胎架的破損而發生位移，其預先設定好的拱度也隨之產生了偏差。為避免由于枕木受壓破損影響鋼箱梁焊接后的拱度偏差超出規范要求，項目部根據實際情況，要求在鋼箱梁單元拼裝時，根據拼接后的拱度預制混凝土地臺用以替換枕木。

2)加強拼裝工序的過程控制。要求現場焊接拼裝人員加強質量檢驗評定標準的學習，做到焊接前、過程中及時自檢，實時控制。焊工在施焊前，須在試板上調整焊接規范，并對焊接區域進行清理。檢查坡口的間隙，坡口角度要求均勻、直線度較好，如若不滿足工藝允許范圍、偏差過大時須進行火工矯正，必要時采取一些外力輔助;焊接裝配過程中必須嚴格參照放樣進行，實行無余量裝配，提高拼裝焊縫的精度。

3)建立測量監控系統。建立測量監控系統，利用白天光線充分時進行測量、放線，復測橫梁間距離，利用實測值進行施工放樣，而不僅僅依據圖紙的設計值進行鋼箱梁的拼裝制作，同時根據實測的橫梁間距、高程等數據進行放樣;在晚上對加工放樣的線位進行實時監控，如此循環。

5 施工效果分析

5.1 目標完成情況

在所有吊裝工作完成后，對實施對策后的所有鋼箱梁吊裝情況再次進行了匯總，與課題開始前的片梁吊裝情況進行比較，見表1，表2。

表1 片梁吊裝情況匯總表(活動前、后對照表)

表2 箱梁吊裝長度精度偏差分析(活動前、后對照表)

通過具體措施的實行，實現了將最大跨鋼箱梁單跨片梁吊裝長度偏差控制在 10mm之內的目標，從而在吊裝前成功控制了箱梁的吊裝就位精度，使該跨跨度達64.2m、單片重達 145 t的鋼箱梁一次性順利精確就位。

5.2 經濟效果

由于有針對性地做好了箱梁吊裝長度的精度控制，最終確保了最大跨鋼箱梁的精確就位，在橫跨新港東路的整個吊裝過程中箱梁沒有出現一片需要矯正處理的情況，加快進度的同時也使我項目部減少了因返工帶來的不必要的工程費用開支。

6 結語

在既有構筑物上空進行大跨度重型鋼箱梁吊裝作業及施工具有相當的難度，目前在國內的實例并不十分普遍，以此文希望廣大施工技術人員就此領域進行深入探討，以進一步提高和完善我國大跨度重型鋼箱梁吊裝施工技術。

[1] TB 10212-2009，鐵路鋼橋制造規范[S].

[2] 黃衛權.大跨度鋼箱梁分段吊裝在跨道立交施工中的應用[J].建筑施工，2010(8):21-24.

[3] 盧耀軍，劉富成，陳曉芳.城市立交方案評價指標權重確定方法研究[J].西部交通科技，2010(Z1):48-50.

[4] 唐 燕.城市立交道路鋼橋梁交通在線立體安裝工藝技術的研究[A].中國鋼結構協會第五次全國會員代表大會暨學術年會論文集[C].2007.