大跨度鋼箱梁吊裝施工工藝

李 暉

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

大跨度鋼箱梁吊裝施工工藝

李 暉

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

結(jié)合晉城市圣亞環(huán)形人行天橋工程，以現(xiàn)場(chǎng)施工為基礎(chǔ)，針對(duì)大跨度鋼箱梁吊裝的重點(diǎn)進(jìn)行論述。通過(guò)分析鋼箱梁的分段，起重設(shè)備的選擇，鋼箱梁的地面拼裝、焊接、吊裝方法等，論述了鋼箱梁吊裝施工的詳細(xì)步驟和工藝特點(diǎn)，以保證鋼箱梁能夠安全、高效的完成吊裝，為今后類似工程的設(shè)計(jì)與施工提供借鑒。

大跨度，鋼箱梁，吊車，施工工藝，鋼絲繩

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，為了建造更大、更長(zhǎng)的各種超大型結(jié)構(gòu)物來(lái)滿足人們對(duì)生活空間的追求，大跨度鋼結(jié)構(gòu)隨之發(fā)展起來(lái)。本文以大跨度鋼箱梁吊裝為題材，分析了大跨度鋼結(jié)構(gòu)的安裝工藝。

1 工程概況

晉城市圣亞環(huán)形人行天橋位于黃華街與紅星街交叉口。天橋橋梁跨徑總長(zhǎng)布置為192.107 m，具體橋梁跨徑布置為跨黃華街36 m，跨紅星街31 m，跨中梁高1.2 m，墩頂梁高1.8 m，梁底采用圓曲線變化。主橋采用單箱單室鋼箱梁，鋼箱梁采用全焊接結(jié)構(gòu)，所有鋼板材質(zhì)均采用Q345qD鋼。

2 鋼箱梁分段

鋼箱梁施工方案采用：工廠分為16個(gè)梁段制作，分段運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)拼裝臨時(shí)鋼平臺(tái)，直段整體拼裝整體吊裝，弧段單獨(dú)吊裝。圣亞環(huán)形天橋鋼箱梁經(jīng)二次深化設(shè)計(jì)，具體斷點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

3 吊車的選擇

鋼箱梁總共分16段，鋼箱梁分節(jié)最重39.387 t，最輕11.584 t，鋼梁最長(zhǎng)16 m。結(jié)合梁段的重量及現(xiàn)場(chǎng)施工條件，充分考慮鋼箱梁在吊裝過(guò)程中與吊車大臂的安全距離及一定的安全儲(chǔ)備系數(shù)，確定選用一臺(tái)QY130K-Ⅰ型汽車吊進(jìn)行鋼箱梁的裝卸、拼裝。吊車工作半徑10 m，起重量45.5 t。

A，B，C，D段鋼箱梁直梁段吊裝，鋼梁最重約107 t(106.674 t)，最長(zhǎng)鋼梁為40.7 m。結(jié)合梁段單元的重量及現(xiàn)場(chǎng)施工條件，充分考慮鋼箱梁在吊裝過(guò)程中與吊車大臂的安全距離及一定的安全儲(chǔ)備系數(shù)，確定選用兩臺(tái)QY240-Ⅱ型汽車吊進(jìn)行鋼箱梁直梁段的抬吊。吊車工作半徑10 m，起重量61 t。

4 鋼箱梁吊裝工藝流程

根據(jù)吊裝順序用平板車將16段鋼箱梁運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地面拼裝，按照鋼箱梁直段A→B→C→D→弧段A→弧段B→弧段C→弧段D的順序進(jìn)行拼裝吊裝。

現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)拼裝臨時(shí)鋼平臺(tái)，采用130 t汽車吊拼裝鋼箱梁直段A→B→C→D。

4.1 拼裝臨時(shí)鋼平臺(tái)的搭設(shè)

在每段準(zhǔn)備拼裝的梁段的馬路上，用H型鋼HN596×199×10×15作為支座搭設(shè)鋼平臺(tái)，每小段梁下設(shè)置兩根3 000 mm長(zhǎng)的H型鋼，每段鋼箱梁拼裝平臺(tái)下設(shè)置6根，總共準(zhǔn)備3 000 mm長(zhǎng)的H型鋼24根，鋼平臺(tái)的平整度用鋼楔子來(lái)調(diào)整。每根H型鋼下的路面上鋪20 mm厚的鋼板1 000 mm×3 000 mm。

4.2 鋼箱梁拼裝

鋼箱梁直段A,B,C,D分別有3個(gè)小段拼裝組合而成。整體斷點(diǎn)形式采用“Z”字?jǐn)嗫冢错敯鍞帱c(diǎn)與兩腹板斷點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)500 mm，腹板與底板再錯(cuò)開(kāi)500 mm。鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝節(jié)點(diǎn)采用在上下翼緣板設(shè)置12個(gè)連接耳板。

4.3 鋼箱梁拼裝焊接

鋼箱梁節(jié)段吊裝到拼裝位置后，吊車移動(dòng)鋼箱梁，保證箱口截面對(duì)角線尺寸、焊縫間隙及板面錯(cuò)位符合允許偏差，及時(shí)連接拼裝耳板固定。將要吊裝的直梁段整體拼裝好后，進(jìn)行各梁段環(huán)形焊縫的焊接。內(nèi)加勁肋的焊接要在箱體內(nèi)進(jìn)行，在焊接位置的橋面上預(yù)留人孔，焊接完成后及時(shí)封堵。

4.4 鋼絲繩、卸扣、吊耳的選用及驗(yàn)算

4.4.1 鋼絲繩的選用

根據(jù)最大起吊重量為107 t，每直段鋼箱梁共設(shè)8個(gè)吊點(diǎn)，兩臺(tái)吊車抬吊，每臺(tái)吊車吊53.5 t。

計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示。

每根鋼絲繩所受拉力：

其中，S為鋼絲繩各分支的應(yīng)力；Q為鋼絲繩索系吊的荷載重力；m為鋼絲繩的分支數(shù)，m=4；θ為鋼絲繩的夾角，θ=60°。取鋼絲繩的安全系數(shù)為10，則有P=10×S=115.8 t=1 158 kN。根據(jù)“鋼絲繩的破斷拉力表”：選用6×37系列，公稱抗拉強(qiáng)度選用1 550 MPa，直徑47.5 mm的鋼絲繩。

4.4.2 吊點(diǎn)與吊耳的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算(根據(jù)“起重吊耳標(biāo)準(zhǔn)”)

1)計(jì)算確定中心位置，用8個(gè)板式吊耳，對(duì)稱于中心位置各布置4個(gè)，要求箱梁的中心要在兩端吊耳的中心連線所在的垂直面上，誤差不超過(guò)10 mm，避免箱梁傾斜。

2)吊耳的允許負(fù)荷計(jì)算：

其中，P為吊耳允許的負(fù)荷，kgf；D為起重量(包括加強(qiáng)材料等重量)，kgf；c為不均勻受力系數(shù)，取c=1.5～2；n為同時(shí)受力的吊耳數(shù)。

每段鋼梁最重為107t,設(shè)8個(gè)吊耳,兩臺(tái)吊車起吊。即：

3)吊耳的形式(見(jiàn)圖3)。

4)吊耳的形式和規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 D型吊耳的形式和規(guī)格

根據(jù)計(jì)算的吊耳允許的負(fù)荷(26.75 t)和吊耳的規(guī)格，為了安全起見(jiàn)，選用允許負(fù)荷為30 t～40 t的吊耳。卸扣直徑為58 mm。

5)吊耳位置及加勁布置。

為確保鋼箱梁吊裝過(guò)程中箱體結(jié)構(gòu)安全，將吊耳設(shè)置在腹板上方，腹板參與吊裝整體過(guò)程受力，并在吊耳位置內(nèi)部加勁處理。

4.5 鋼箱梁吊裝

根據(jù)鋼箱梁長(zhǎng)度和重量、現(xiàn)場(chǎng)條件選定鋼箱梁直段吊裝采用兩臺(tái)240 t汽車吊進(jìn)行抬吊，吊車站在環(huán)形天橋內(nèi)。先分別將A，B，C，D段吊裝就位，分別固定，每完成一個(gè)梁段的安裝，復(fù)測(cè)鋼箱

梁橋軸線、標(biāo)高等數(shù)據(jù)，作為下一梁段安裝控制依據(jù)。然后開(kāi)始吊裝4個(gè)彎道梁，即弧段A，B，C，D，每吊裝完成一個(gè)彎梁后，及時(shí)完成該節(jié)段與兩邊鋼箱梁的焊接工作；然后再吊裝下一個(gè)弧段。

鋼箱梁直段吊裝到位后，及時(shí)安裝定位匹配件，匹配件連接應(yīng)保證箱口截面對(duì)角線尺寸、焊縫間隙及板面錯(cuò)位符合允許偏差要求，及時(shí)連接拼裝耳板固定。

4.6 臨時(shí)支架

支架體系應(yīng)牢固可靠，滿足施工需要,項(xiàng)目部采用H型鋼柱支架，具體設(shè)置方法為：支架頂部架設(shè)在鋼箱梁的側(cè)下方，H型鋼頂部設(shè)置封頂鋼板和鋼楔子作為鋼支架高度調(diào)節(jié)器。鋼梁安裝好后，將H型鋼支架和鋼楔子、鋼箱梁點(diǎn)焊連接。底部鋪設(shè)鋼板底座1 000 mm×1 000 mm×20 mm，以增加強(qiáng)度和接觸面。每段直段鋼箱梁設(shè)置4組支架，整橋一共設(shè)置16組支架，見(jiàn)圖4。

4.7 檢查驗(yàn)收

根據(jù)CJJ 2—2008城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第14.3.2節(jié)的規(guī)定，本次鋼箱梁安裝允許偏差如表2所示。

表2 鋼箱梁安裝允許偏差

5 結(jié)語(yǔ)

晉城市圣亞環(huán)形人行天橋的施工質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)收達(dá)到合格，鋼箱梁位置尺寸準(zhǔn)確，焊接質(zhì)量合格，順利交工，整體效果美觀、大方。通過(guò)分析大跨度鋼箱梁吊裝施工的詳細(xì)步驟和工藝特點(diǎn)，不僅保證了鋼箱梁安全、高效的完成吊裝，而且為類似工程的施工總結(jié)了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

[1] JGJ 276—2012，建筑施工起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 卜一德.起重吊裝計(jì)算及安全技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

The hoisting construction technology of long span steel box girder

Li Hui

(ShanxiFirstConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

Combining with Jincheng Shenya ring pedestrian overpass engineering, based on site construction, this paper discussed the hoisting key points of large span steel box girder, through the steel box girder segment analysis, lifting equipment selection, steel box girder ground assembly and welding, hoisting method and other aspects, discussed the detailed steps and process characteristics of steel box girder hoisting construction, to ensure that the steel box girder could safe, efficient completion of hoisting, provided reference for future similar engineering design and construction.

large span, steel box girder, crane, construction technology, steel wire rope

1009-6825(2017)20-0101-02

2017-05-08

李 暉(1985- )，男，工程師

TU758.15

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