V腿桁架連續箱梁橋吊裝技術研究

馬洪龍

（中鐵十七局集團第一工程有限公司，山西 太原 030032）

V腿桁架連續箱梁橋吊裝技術研究

馬洪龍

（中鐵十七局集團第一工程有限公司，山西 太原 030032）

以貴安新區歆民路車田河大橋為背景，通過對V腿桁架連續箱梁分段設計，形成了全橋分段吊裝拼接的作業方案。隨后根據分段特點及場地特點，規劃了箱梁吊裝的合理行走線路和臨時支架架設方案，并選取了合理的吊裝起重設備，進行了現場吊裝試驗，同時還分別對整個吊裝工程中最重和最遠的構件吊裝時的起重機受力特點進行了分析，驗算了橋梁分段吊裝的安全性。現場施工結果表明，所提出的橋梁分段吊裝設計和臨時支架架設方案有力保證了橋梁吊裝施工的安全性，可為今后類似工程提供有益參考。

橋梁工程；鋼箱梁橋；分段設計；起重試驗

鋼箱梁橋具有自重小、結構設計成熟、造型優美及施工效率高等特點，為許多市政工程所采用[1-3]。貴安新區歆民路車田河大橋采用了V型腿+桁架連續箱梁方案，歆民路在K4+020～K4+140段連續跨越規劃車田河景觀帶和濱湖路，橋位處車田河規劃寬度為40 m左右，兩側河岸為景觀步行道，歆民路與河道大致正交。在K3+988.240～K4+148.160范圍設置橋梁，橋梁分兩聯，第一聯跨徑布置為32 m+56 m+32 m鋼結構V構橋，其中，6 m中跨跨越車田河，邊跨跨越河岸景觀步行道；第二聯為30 m簡支鋼箱梁，跨越濱湖路。橋梁全長159.92 m，分為左右2幅修建，單幅橋寬21.25 m。邊跨主梁為正交異形板鋼箱梁，高度為1.8～1.94 m，頂板形成橋面橫坡，底板水平。頂板寬21.1 m，底板寬15.66 m，斷面為單箱6室形式，兩側懸臂寬度分別為3 m和2.5 m，箱室寬度為：邊室1.58 m，中室3.11 m。

城市環境下修建鋼箱梁連續橋一般采用分段吊裝法。將箱梁整體劃分為若干個節段，由工廠預制，在橋位附近設置拼裝胎架，完成部分拼裝作業，然后整體吊裝至設計位置，簡單易行，結構安裝定位精確，拼裝質量容易保證。但是此方法需要較大的拼裝胎架，有較多的高空作業，施工人員的安全保障難度大，帶來的安全措施費用高。分段吊裝法的主要技術難題為結構分段單元的分割和結構分段吊裝順序的確定。

許多橋梁在建設過程中都對吊裝施工關鍵技術進行了系統性研究，楊建勇等[4]對鋼箱梁吊裝施工的要求和要點進行了詳細闡述，提出鋼箱梁吊裝作業的精度控制方法和分段吊裝的調整方法，并分析了臨時支架設計，對類似橋梁吊裝施工具有一定的指導意義。李春元等[5]通過對鋼橋吊裝時的內力分析，對鋼橋受力部位進行了局部加強，以改善各桿件內應力，滿足強度要求。研究采用托架替代吊架的安裝方案優化，對橋梁吊裝施工的優化設計具有一定的指導意義。吳錦偉等[6]詳細闡述了采用船運水上起吊方法完成大跨度簡支梁吊裝施工，重點強調了吊裝施工中的過程控制技術措施，具有較高的實用價值。李航[7]介紹了跨越既有鐵路鋼箱梁橋整體吊裝施工方法，重點突出對周圍復雜環境的防護措施，具有一定的借鑒意義。

已有的研究成果表明：箱梁的分段或者整體吊裝施工是一種相對較為成熟的施工方法，具有較高的通用性，但是橋梁結構設計的差異造成了許多不同的結構形式，車田河大橋的吊裝施工受到橋梁結構本身及周圍施工條件制約，具有自身的許多特點，因此重點研究了適用于本橋梁吊裝施工的技術措施和相關設備。

1 箱梁整體分段設計

本鋼箱梁橋采用“工廠預制→現場焊接拼接→分塊吊裝”施工模式，其中，箱梁分塊預制工作在本公司成都工廠完成，分塊箱梁通過公路運輸至施工現場，然后在現場按照箱梁線性布置拼裝胎架，根據起重機性能及其他現場條件，以質量控制為原則，施工效率為目標，確定現場梁段拼接方案。

鋼箱梁分段方案結合設計要求及工廠加工能力，為保證其整體質量，滿足技術各項要求，在制造各鋼箱梁塊單元時，腹板單元寬度在加0.05%收縮量后，直接加工其與頂底板接觸的兩邊的坡口。頂、底板單元長度、寬度方向及腹板長度方向均留2次切割量，待組裝成塊單元后，支撐為設計的橋位狀態，整體劃線切割周邊。完成各分塊的臺階拼裝作業后形成了吊裝節段，如圖1所示。

拼裝完成的橋梁分段重為110.68 t，最長段為35.496 m，起重機的選型和行走線路規劃均需滿足最重節段吊裝要求。

圖1 上層箱梁縱向分段示意圖

圖2 起重機行走線路及拼裝順序

2 鋼箱梁吊裝施工方法

2.1 起重機行走線路規劃

起重機行走線路根據現場施工條件和起重機吊裝能力確定，本工程場地條件較好，周圍沒有影響施工的各種限制性因素，因此起重機行走線路設置在橋梁側邊及簡支梁空間下方。起重機行走線路及拼裝順序如圖2所示。

2.2 起重機吊裝試驗

本工程選用了QUY350履帶式起重機，在履帶起重機正常吊裝施工前，需對進場的履帶起重機進行試吊，以確定履帶起重機的正常工作條件。需進行如下吊裝測試工作。

試吊環境：試吊在晴朗天氣下進行，風速應小于5級，場地應平整、堅實，傾斜度不得大于5/1 000，在起重臂（桿）起落及回轉半徑內無障礙物。

空載試驗：各試驗動作需重復進行不少于3次；吊臂、吊鉤起落、升降到規定的極限位置；回轉機構向左、右各回轉360°；前進、后退，再原地向左、右各轉彎90°；各儀表、信號應顯示正常，安全控制裝置應靈敏有效，運轉部位應無異響、過熱現象。

滿載試驗：力矩限制器自檢功能必須靈敏有效，額定載荷試驗以最低和最高速度進行提升、制動、變幅、回轉、行走試驗，重復次數不得少于2次；試驗過程中各項動作應連續進行。

超載試驗：以起重機額定起重量的110%進行超載動態試驗，試驗程度參照滿載試驗要求。動態試驗后，將起重量增加到125%，提升到離地20 cm高度處，重物在空中停留時間不得少于10 min，重物與地面距離應保持不變。

2.3 吊裝安全性檢算及作業流程

2．3．1 吊裝安全檢算

本工程吊裝中最重和最遠構件作業為控制性吊裝作業步驟，下面分別對2種工況的吊裝參數進行計算，確定吊裝參數如下所示。

最重構件：本工程最重構件為5號和17號構件，質量為110.68 t，規格尺寸為5.89 m×35.5 m×1.4 m，安裝標高為11 m，回轉半徑為14 m。

以17號梁段為例：110.68 t（箱梁）+3.5 t（吊鉤）+1 t（鋼絲繩）＝115.18 t。考慮動載系數為1.2，最終起重量為 115.18×1.2＝138.216 t。

履帶式起重機起升高度為（相對于地面）：H＝h1+h2+h3+h4+h5＝11（鋼箱梁就位高度）+1（鋼箱梁就位前需吊高增加）+1.4（鋼箱梁高度）+8（吊鉤與梁頂高度）+18（吊鉤及主繩長度）＝39.4 m。

吊車站位中心距吊點中心距離（回轉半徑）為L＝14 m。最重梁段吊裝示意圖如圖3所示。

350 t履帶起重機作業參數：主臂30 m，塔臂24 m，作業幅度14 m。此時，350 t履帶起重機額定起重量為142 t。履帶起重機額定起重量142 t，大于箱梁總重138.21 t，吊裝工況安全。

最遠構件：本工程最遠構件為6號至12號構件，質量最重為7號箱梁77.6 t，規格尺寸為8.3 m×21.1 m×1.4 m，安裝標高為11 m。

吊裝計算，以7號梁段為例：77.6 t（箱梁）+3.5 t（吊鉤）+1 t（鋼絲繩）＝82.1 t。考慮動載系數1.2，最終起重量為 82.1×1.2＝98.52 t。

履帶式起重機起升高度為（相對于地面）：H＝h1+h2+h3+h4+h5＝11（鋼箱梁就位高度）+1（鋼箱梁就位前需吊高增加）+1.4（鋼箱梁高度）+8（吊鉤與梁頂高度）+18（吊鉤及主繩長度）＝39.4 m。

吊車站位中心距吊點中心距離（回轉半徑）為L＝16 m。350 t履帶起重機作業參數：主臂30 m，塔臂24 m，作業幅度16 m。此時，350 t履帶起重機額定起重量為117 t。

履帶起重機額定起重量117 t，大于箱梁總重98.52 t，吊裝工況安全。

2．3．2 吊裝作業流程

完成履帶式起重機調試，在進行每個塊體吊裝前，需再次試吊，確保順利起吊，并調整各鋼纜的長度，確保吊裝平穩。吊裝作業的主要流程如圖4所示。

圖3 鋼箱梁吊裝示意圖

3 結束語

歆民路車田河大橋整體結構較為復雜，全橋分段多，各分段之間的尺寸和質量差異較大，給現場吊裝施工帶來了一定的挑戰。本文從橋梁整體分段入手，提出了合理的吊裝分段設計，結合現場實際施工條件和起重機性能，規劃了合理的吊車行走線路。為保證吊裝作業的安全性，提出了起重機在正式吊裝作業前的其中試驗方案，有力保證了起重機在箱梁節段吊裝過程中的可靠性，同時還進行了最重和最遠節段吊裝的參數驗算，確保了極限工況下的吊裝安全性。通過對車田河大橋節段吊裝工作的研究，可以為今后類似工程提供有益參考。

圖4 吊裝作業流程圖

［1］袁霖宇.成都市二環路高架橋特殊鋼箱梁設計研究［D］.成都：西南交通大學，2014.

［2］甘立全.城市高架橋大型鋼箱梁整體吊裝技術［G］//成都市“兩快兩射”快速路系統工程論文專輯，2014.

［3］童激揚，黃南育，曾憲雙.武漢沙湖南環路跨楚河橋鋼箱梁分節段頂推安裝技術［J］.世界橋梁，2012，40（3）：28-32.

［4］楊建勇，成菲.城市高架橋梁鋼箱梁的吊裝施工技術［J］.中國建材科技，2016（6）：106-107.

［5］李春元，國春風.大跨度鋼橋托架吊具設計及應用［J］.中國港灣建設，2014（11）：49-50.

［6］吳錦偉，何炳泉，黎丁，等.海心沙簡支梁式鋼橋整體吊裝施工技術［J］.廣東土木與建筑，2011（11）：46-48.

［7］李航.跨越既有鐵路線鋼橋吊裝施工方案［J］.中國高新技術企業，2010（30）：153-154.

馬洪龍（1985—），天津寧河人，大學本科，主要從事項目管理工作。

〔編輯：劉曉芳〕

U445.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.037

2095-6835（2017）24-0037-03