大噸位鋼箱梁履帶吊吊裝施工

王陳

（南通市交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南通 226000）

大噸位鋼箱梁履帶吊吊裝施工

王陳

（南通市交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南通 226000）

本文簡(jiǎn)要介紹了南通市某高架工程上跨主線高架橋的鋼箱梁吊裝施工。吊裝節(jié)段最重211.5 t，采用CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)加超級(jí)提升裝置進(jìn)行吊裝作業(yè)。臨時(shí)支架采用400×8的鋼管和［16槽鋼組成格構(gòu)式鋼支架。箱梁焊接完成檢測(cè)合格后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，將鋼箱梁平穩(wěn)落在永久性支座上，并拆卸臨時(shí)支架。

鋼箱梁：吊裝：臨時(shí)支墩：高架橋

1　工程概況

南通市某高架新建互通立交工程，其中4聯(lián)匝道上跨主線高架，采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)。4聯(lián)匝道分別為：A匝道第十三聯(lián)（跨徑28 m+37 m+23 m，第二跨A39—A40跨越主線高架）、B匝道第八聯(lián)（跨徑38+37+38 m，第三跨B25—B26跨越主線高架）、E匝道第七聯(lián)（跨徑28 m+38.5 m+28 m，第二跨E21—E22跨越主線高架）、G匝道第三聯(lián)（跨徑28 m+ 38.5 m+28 m，第二跨G8—G9跨越主線高架）。

鋼箱梁采用單箱雙室等梁高截面，橫剖面一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　一般剖面圖

本工程屬于市政高架工程，施工場(chǎng)地較小，且施工期間不得中斷交通，給跨越主線高架橋吊裝鋼箱梁大節(jié)段施工帶來諸多困難。

2　鋼箱梁分段

4個(gè)匝道橫向?qū)挾染鶠?0 m，縱向方向長(zhǎng)度分別為94.5 m、88 m、94.5 m、113 m，考慮到制作、運(yùn)輸?shù)纫蛩匦枰獎(jiǎng)澐殖扇舾晒?jié)段，每個(gè)節(jié)段沿中心線位置劃分為2個(gè)塊。

在分段制作時(shí)，頂板、腹板及底板的錯(cuò)位位置應(yīng)方便吊裝，以G匝道為例，分段立面劃分如圖2所示。

圖2　分段立面劃分圖

其中跨高架段拼裝完成后呈“凸”字形，跨高架段吊裝完畢后，其余梁段再依次吊裝。

3　吊機(jī)選擇

根據(jù)上述匝道上鋼箱梁的外形尺寸、重量、安裝標(biāo)高。經(jīng)綜合考慮，選用：CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)加超級(jí)提升裝置進(jìn)行吊裝作業(yè)。

由于施工現(xiàn)場(chǎng)路面條件差，在吊裝鋼箱梁設(shè)備時(shí)，履帶吊行走路線均需用碎石鋪設(shè)并找平。

CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)（主吊臂+超起模式）參數(shù)如下：

主吊臂長(zhǎng)：36～84 m；

履帶尺寸：10.9 m×9.0 m；

超起桅桿：30 m；

掛設(shè)：200 t超起配重，超起；

配重半徑：16 m；

履帶式起重機(jī)掛設(shè)160 t后配重和40 t車身壓重，360°回轉(zhuǎn)。額定起重量見表1。

4　臨時(shí)支架

4.1臨時(shí)支架施工工藝

表1　額定起重量　t

圖3　臨時(shí)支墩立面圖（單位：mm）

4.2臨時(shí)支架強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)鋼箱梁分段安裝的要求，鋼橋架設(shè)采用臨時(shí)支墩，分段吊裝架設(shè)方法。為確保安裝順利進(jìn)行，按原設(shè)計(jì)圖在每個(gè)分段接頭處設(shè)臨時(shí)支墩，起到支撐作用和調(diào)整作用。B匝道B24—B25跨鋼箱梁為最大重量梁段，梁段重約211.5 t（含兩側(cè)防撞護(hù)欄重量），其中單個(gè)臨時(shí)墩承受一半的重量，出于安全考慮取軸心壓力的設(shè)計(jì)值N=2 000 kN。

每段鋼箱梁節(jié)段端口有4根支柱，在計(jì)算單根鋼柱受力時(shí)，考慮到跨高架大節(jié)段中間需加支柱，同時(shí)鋼柱之間又以鋼件連接（加設(shè)斜拉），所以穩(wěn)固性遠(yuǎn)比單根的強(qiáng)。

依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50017—2003）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）計(jì)算方式，根據(jù)軸力驗(yàn)算構(gòu)件。400×8鋼管截面特性:A=98.52 cm2，ix= 13.862 cm，iy=13.862 cm。

鋼材牌號(hào):Q235；鋼材強(qiáng)度折減系數(shù):1.00；計(jì)算長(zhǎng)度取lox=loy=3.0 m；容許長(zhǎng)細(xì)比:[λ]=150.00。

（1）強(qiáng)度驗(yàn)算

構(gòu)件截面的最大厚度為8.00 mm,根據(jù)GB 50017—2003表3.4.1-1,f=215.00 N/mm2，根據(jù)式（5.1.1-1）計(jì)算得:

強(qiáng)度滿足要求。

（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算

按式（5.1.2-2）進(jìn)行計(jì)算:

支撐鋼管為雙軸對(duì)稱截面，根據(jù)GB 50017—2003表5.1.2-1，對(duì)于X、Y軸，均屬于a類截面，查附錄C，采用內(nèi)差法得穩(wěn)定系數(shù)φ為0.976。兩個(gè)主軸方向的長(zhǎng)細(xì)比為21.64，小于容許的長(zhǎng)細(xì)比150.00，根據(jù)規(guī)范中式（5.1.2-1），有:穩(wěn)定性滿足要求。

4.3支架基礎(chǔ)方案及計(jì)算

經(jīng)過對(duì)該地區(qū)地質(zhì)報(bào)告的分析和現(xiàn)場(chǎng)的勘察,同時(shí)為了避免破壞地下管線，本工程的支架基礎(chǔ)全部采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的方案。進(jìn)場(chǎng)后,根據(jù)鋼箱梁安裝吊車、運(yùn)梁車的需要,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地平整硬化,并準(zhǔn)確定出臨時(shí)支架及基礎(chǔ)的具體位置。

支架搭設(shè)位置有鋼筋混凝土承臺(tái)和原路面兩種。在混凝土路面上的支架位置處，再澆注C30混凝土條形基礎(chǔ)，尺寸為8.5 m×4 m×0.3 m（長(zhǎng)×寬×高）內(nèi)配鋼筋12@250雙向布置混凝土基礎(chǔ)。鋼管位置頂部預(yù)埋500 mm×500 mm×16 mm的鋼板，與支撐鋼管焊接固定。

由于箱梁最大重量約為211.5 t，支架需承受一半（約為105.8 t）的重量，出于安全考慮設(shè)定該支架需承受150 t的荷載(含鋼管支架重量在內(nèi))。

混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)重量：4 m×8.5 m×0.3 m× 2.4 t/m3=24.48（t）。

地基承載力計(jì)算：（150+24.48）t/（4×8.5）m2=5.132（t/m2）。

滿足地基承載力要求。

5　吊裝工藝

5.1B匝道B25—B26大節(jié)段鋼箱梁吊裝

（1）在B匝道拼裝場(chǎng)地的東側(cè)，B26橋墩附近的臨時(shí)地基上鋪好路基板，將CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)按要求組對(duì)好主機(jī)、履帶板，掛設(shè)好160 t后配重和40 t車身壓重，以及超級(jí)提升配重裝置，同時(shí)接好60 m主臂。

（3）此時(shí)的500 t起重機(jī)主臂長(zhǎng)60 m，作業(yè)半徑16 m，掛設(shè)超級(jí)提升配重裝置后的額定吊裝載荷為310 t，指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊，當(dāng)鋼箱梁設(shè)備吊離地面約100 mm時(shí)停止，檢查500 t起重機(jī)的受力是否良好；檢查500 t起重機(jī)的履帶是否下沉；檢查鋼絲繩吊索、卸扣的受力是否完好。

（4）指揮500 t起重機(jī)開始試吊，指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊、變幅、松落，同時(shí)始終保持鋼箱梁設(shè)備離地不超過200 mm，直至將鋼箱梁試吊到半徑26 m時(shí)停止。此時(shí)500 t起重機(jī)額定吊裝載荷為226 t。

（5）檢查500 t起重機(jī)的受力是否良好；檢查500 t起重機(jī)的履帶是否下沉；檢查鋼絲繩吊索、卸扣的受力是否完好。如正常則試吊完成，指揮500 t起重機(jī)緩慢地再變幅，將作業(yè)半徑變至18 m。

（6）指揮500 t起重機(jī)緩慢回轉(zhuǎn)，當(dāng)鋼箱梁設(shè)備快要碰到橋墩或腳手架時(shí)，停止。指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊，直至將鋼箱梁吊離超過橋墩高后，再進(jìn)行回轉(zhuǎn)，最后將鋼箱梁設(shè)備吊到橋墩的正上方。

（7）穩(wěn)住鋼箱梁跨高架大節(jié)段找正方位，按要求指揮500 t起重機(jī)將鋼箱梁梁段緩慢松落在臨時(shí)支架上。再進(jìn)行檢查，經(jīng)確認(rèn)安全無誤后，將鋼箱梁梁段穩(wěn)固好后，指揮500 t起重機(jī)緩慢松下吊鉤，摘除吊索、卸扣。

（8）使用上述的方法、步驟、要求，指揮500 t起重機(jī)吊裝各匝道跨高架橋大節(jié)段，如圖4所示。

圖4　吊裝示意圖（單位：m）

5.2500 t起重機(jī)受力計(jì)算

已知：B匝道跨高架橋大節(jié)段重：182.4 t（含防撞護(hù)欄重量）

500t起重機(jī)吊鉤重：8.5 t

上述合計(jì)為：

182.4t+8.5 t+3 t=193.9 t

226t＞193.9 t，故安全。

5.3鋼絲繩吊索受力計(jì)算

478 000kg×0.8（折減系數(shù)）=382 400 kg

當(dāng)安全倍率K=6時(shí)：

382 400kg÷6=63 733 kg

63 733kg×4（根）=254 933 kg=254.933 t

254.933t＞185.4 t，故安全。

5.4500t起重機(jī)對(duì)地面壓強(qiáng)計(jì)算

500t起重機(jī)在使用超級(jí)提升裝置吊裝鋼箱梁時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)受力計(jì)算。

∑1=500 t履帶式起重機(jī)自重：375 t

∑3=超級(jí)提升配重：250 t

∑4=鋼箱梁設(shè)備重：182.4 t

上述合計(jì)為

500t履帶式起重機(jī)的履帶下使用4塊 (每條履帶下使用2塊)路基箱板：

已知：500 t履帶式起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)不得大于14.9t/m2，12.863 t/m2＜14.9 t/m2，故安全。

6　體系轉(zhuǎn)換和臨時(shí)支架拆除

在完成鋼箱梁焊接后，需對(duì)所有的對(duì)接焊縫進(jìn)行相應(yīng)的超聲波檢測(cè)。檢測(cè)合格后開始進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換將鋼箱梁平穩(wěn)落在永久性支座上對(duì)臨時(shí)支架進(jìn)行拆卸。

（1）卸載支撐拆除

鋼梁焊接完畢并經(jīng)檢查合格后，即可拆除卸載支撐。拆除卸載支撐時(shí)，采用氣焊切割破壞性拆除，每件卸載支撐切割至最后10 mm時(shí)停止切割，檢查周圍狀態(tài)，無異常后再?gòu)氐浊袛嘈遁d支撐。

（2）臨時(shí)支撐拆除

臨時(shí)支撐的拆除采用倒鏈拆除，倒鏈掛在端梁預(yù)先設(shè)計(jì)的耳板內(nèi)。拆除時(shí)首先將臨時(shí)支撐的側(cè)面割除，使每榀臨時(shí)支撐成2組獨(dú)立桁架，切割臨時(shí)支撐與路基箱的焊縫，邊割邊緩慢回鉤將桁架放平至地面，最后采用吊車將其吊走。

7　結(jié)　語

在市政高架中采用大噸位履帶吊進(jìn)行鋼箱梁吊裝施工，可成功地解決場(chǎng)地受限、不中斷交通等困難，為以后類似工程施工提供了借鑒。

[1]許佳堯，閆利峰.天津地鐵高架橋大跨度鋼箱梁吊裝[J].安裝，2004（6）：8-10.

[2]田坤，李龍龍.跨越既有輕軌線鋼箱梁安裝技術(shù)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011（5）:63-65.

[3]郜振宇，孫曉軍.鋼箱梁施工中的吊裝及測(cè)控技術(shù)[J].公路交通技術(shù)，2008（2）:71-74.

[4]常大寶.泰州長(zhǎng)江大橋鋼箱梁吊裝施工關(guān)鍵技術(shù)[J].中外公路，2012（4）:196-199.

[5]裴賓嘉，聶東.荊岳長(zhǎng)江公路大橋北塔區(qū)鋼箱梁吊裝施工方案計(jì)算[C].上海：橋梁雜志社，2011（7）:59-69.

[6]趙永紅.蘇通大橋鋼箱梁吊裝臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2006.

U445

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1009-7716（2016）03-0089-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.03.027

2015-12-11

王陳（1980-），男，江蘇南通人，本科，總監(jiān)，工程師，從事工程監(jiān)理工作。