大跨度重型環形鋼箱梁多機抬吊施工技術

摘 要：近年來鋼結構的發展十分迅速，特別是大跨度重型鋼結構的發展也越來越多，其施工方法也在不斷創新，某天橋呈環形布置，主結構為鋼箱梁，構件尺寸大，重量大，作業現場為城市交通要道，吊裝作業時，道路不能封閉，通過多種方案的對比，最終決定采用構件分段制作分段吊裝、現場采用半幅道路做為吊裝作業面的吊裝方案，順利完成了吊裝施工，保證了工程質量及交通安全。

關鍵詞：大跨度；重型；環形鋼箱梁；多機抬吊

1 工程概況

某天橋平面呈環形布置，主橋總長196.384m，架設于9個砼柱上。天橋主梁結構為鋼箱梁，梁高1.3m，箱梁頂寬5.3m，底寬2.06m，總重量390t。主要材質均為Q345C。主橋在加工廠制作完成后，運輸至施工現場，在地面拼裝成4大段，分段吊裝，其中最長的一段51m，單重96t。施工過程中使用一臺中聯220t，4臺中聯65t汽車吊進行吊裝。

2 方案選擇

類似工程的鋼結構吊裝通常采用單機或雙機抬吊。若采用單機吊裝方案，因構件單重和現場回轉半徑所限，分四大段的吊裝方法難以實現，只能是分更多節吊裝，此時高空拼接接頭多，累計誤差大；焊接質量難以控制；需要大量用于支撐鋼箱梁的臨時鋼支墩，成本大；吊裝次數多，占用道路的時間長。若采用雙機抬吊方案，需要350噸以上起重設備兩臺，成本高，市場上難以租賃；構件為弧形，吊裝平衡難于控制，安全風險較大。綜上，在現場安裝時，由于鋼箱梁為弧形（自身有翻轉趨勢）、跨度大、構件重，吊裝施工難度比較大，具有一定的施工風險，為此，結合實際情況，現場采用了五機抬吊施工方法。

3 五機抬吊施工

3.1 工藝原理

通過對構件吊裝重量在多臺吊機之間的合理分配，使多臺吊機所承受的重量分別在各自吊裝允許的范圍內，同時利用鋼箱梁的自身剛度和強度合理設置吊點，保證環形構件在吊裝過程中保持平衡狀態，從而完成構件的吊裝作業。

3.2 工藝流程（如圖1）

3.3 制作、運輸

鋼構件在我公司院內工廠化施工，考慮到運輸所限，將整個環形鋼箱梁分20節制作，并在廠內預拼裝后，按連接位置做好標記，經檢驗合格后方可出廠。鋼箱梁采用30t載重平板車運輸，運輸前，對運輸道路進行詳細勘察，并對運輸車輛辦理三超手續。鋼箱梁運輸時，必須用鋼絲繩，倒鏈把鋼箱梁在拖車上固定牢靠。運輸時間選擇在晚上十一點以后至凌晨五點以前。

3.4 現場拼裝

將20節箱梁段分批運至現場，再拼裝成4大段。鋼箱梁布置在支墩內側500mm處依照安裝位置順序擺放。拼裝用50噸汽車吊站位于鋼箱梁內側。

3.5 吊裝順序及吊點設置

本著有利于質量控制和盡可能減少臨時支墩的原則，并結合現場實際條件按逆時針順序吊裝。每段箱梁設置三處吊點，箱梁弧段吊點設置在距端部4m處，直段吊點設置在距端部10m處，中心吊點設置在箱梁切點位置。鋼箱梁吊裝時最大懸臂端尺寸為10m長，屬于最不利點位置，對其進行端部撓度驗算，其最大撓度為2.34mm，遠小于規范規定的限值L/250，滿足要求。

3.6 吊車及吊索選擇

通過每段箱梁吊點受力計算，5號吊車負荷為59.04t，考慮多機抬吊因素，其負荷按73.8t計算，結合現場實際條件，其最大作業幅度為8米，安裝高度7米，確定5號吊車選用220t中聯汽車吊即可滿足吊裝要求。同理1號、2號、3號、4號吊車選用65t汽車吊即可滿足吊裝要求。5號吊車選用直徑為？覫56mm的6×37+1的兩根鋼絲繩，單根長15米。根據構件最大質量為96噸，經做受力分析，滿足要求。同理計算1號、2號、3號、4號吊車選用直徑為？覫43mm的6×37+1鋼絲繩即可滿足吊裝要求。

3.7 臨時支墩安裝

施工現場共安裝5部臨時支墩用于承受安裝過程中的鋼箱梁荷載，同時便于調整對口標高，標高調整用2個事先布置在支墩上的50t液壓千斤頂進行調節。

3.8 吊裝要點

（1）測量：吊裝前應復核橋支墩軸線坐標及標高，并作好記錄。（2）吊車就位：箱梁先吊至墩柱內側距墩0.5m處就位；將吊車調整位置就位，并掛好鋼絲繩。（3）試吊：試吊時先將構件吊離地面200-300mm后暫停，檢查鋼絲繩、卡環、箱梁平衡情況以及吊車所在地基的基礎承載情況，檢查吊車實際負荷情況，檢查起重機的穩定性、制動裝置的可靠性等，確認安全以后，再將構件試吊1次，反復檢查。（4）操作要點：吊裝前在試吊復核，確保安全之后，把鋼箱梁吊至安裝標高以上500mm高度，向就位方向旋轉，當箱梁旋轉到就位位置時，再慢慢往下落，箱梁底離柱頂200mm時停止，調整箱梁橫向與縱向的安裝位置，確認箱梁在就位位置之后，將箱梁緩緩落下，擺放在砼柱或臨時支墩上的預設位置，并調整鋼箱梁坡口對口間隙到2mm。現場設一名指揮人員統一指揮協調，高空、地面、吊車司機通信聯絡一律用對講機，確保五臺吊車緩慢同步作業。吊裝時，采用48×3.5mm的鋼管，將其破開，一分為二，并依據箱梁邊的高度，將兩塊破開的鋼管間用鋼板焊接連接，形成一個工具式鋼護角，托在鋼箱梁外側棱角處，防止鋼絲繩被割斷。箱梁內焊接，焊接處距箱梁口在25m以內，在箱梁口放置2臺大型軸流風機通風。超過25m，鋼箱梁空中對接時，在箱梁頂面距分段縫1m處開設直徑800mm的人孔，利于排煙和焊縫質量檢查，保證作業人員健康安全。

3.9 焊接

現場焊接主要采用CO2氣體保護焊。焊接前先搭設好簡易防護棚。焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周圍不得有油污、銹物。必要時用角向磨光機進行打磨處理。

4 質量控制

構件進場前嚴格檢查，確保合格。吊裝前必須復核混凝土柱標高及軸線。在箱梁底部柱安裝位置放出十字線，吊裝時根據十字線控制箱梁位置。高空組對是本吊裝過程中的難點，組對時豎直方向的高差用事先準備好的千斤頂調節，吊裝落鉤過程中調節好對口間隙，待落穩后臨時點焊。焊接是本工程的重點，施焊完畢，對焊縫進行外觀檢查。外觀檢查合格后，進行無損檢測。

5 安全措施

吊裝前設置統一指揮人員，安檢人員應提前到位，吊裝區域設置警戒線。高空、地面通信聯絡一律用對講機，禁止在高空和地面互相直接喊話。高空作業人員應佩戴工具袋，工具應放在工具袋中不得放在易失落的地方，所有手動工具應穿上繩子套在安全帶或手腕上，防止失落傷及他人。吊裝前必須進行試吊，檢查鋼絲繩、卡環、箱梁平衡情況以及吊車所在地基的基礎承載情況，檢查吊車實際負荷情況，確認安全以后，再起吊鋼箱梁。多機抬吊時起重機分配負荷不超過各自允許起重量的80%。

6 結束語

在大跨度重型鋼結構人行天橋環形鋼箱梁施工過程中，依據構件的長度、寬度、重量、吊裝設備及平衡情況進行計算分析，合理選用吊索、吊點位置設置，吊車站位。探索得出了大跨度重型鋼結構人行天橋環形鋼箱梁五機抬吊施工技術，對以后類似工程的施工具有一定的借鑒意義。