非通航河道采用龍門吊安裝斜拉橋鋼箱梁的施工技術

周 林 許天能 葉舒書

1 工程概況

1.1 大橋主橋工程簡介

廣東省某市政景觀斜拉橋，主橋主跨（跨度100m）采用Q345qc鋼材預制箱梁，主橋邊跨（跨度60m）設計為C50現澆預應力混凝土箱梁，其余引橋主梁也均為C50現澆預應力混凝土梁。鋼箱梁主梁采用雙邊箱結構，邊主梁采用單箱雙室斷面，拉索錨固區布置于邊主梁外側，兩邊主梁通過橫梁和橋面板連接形成整體。

1.2 水文地質條件

根據《廣東某地區水域景觀設計》規劃，橋位處河道寬187.6m，河底設計高程為4m，設計常水位為9.5m，設計最高水位為12.05m，河道設計為非通航河道。

擬建場區位于西江北岸沖積平原，主要為淤泥質土，承載力低；且具高流變性，易產生滑移破壞，易產生地面不均勻沉降，總體地質情況較差。

2 鋼箱梁設計及龍門吊設計概況

2.1 鋼箱梁設計概況

本工程橋梁主橋鋼箱梁截面為42m×2.5m，總長度為81.95m，主橋結構設計為雙邊箱結構，邊主梁采用單箱雙室結構。主橋設計施工體系為“先梁后索”，即先安裝鋼箱梁后，進行斜拉索的安裝及張拉，完成大橋的受力體系轉換。

2.2 龍門吊設計概況

龍門吊整機由一個天車組件、主梁、梁連接架、梁座、穩定桿、支腿、副支腿、司機樓、均衡桿、下行走輪箱等零部件組成，設計起重能力70t。

3 鋼箱梁吊裝施工方案比選

結合本項目的橋梁設計特點和施工環境，在前期方案策劃中，主要考慮過如下幾種方案：整體拼裝滑移方案、“釣魚法”分段安裝方案和龍門吊分塊吊裝方案。幾種安裝方案，鋼構件縱向分段與橫向分塊均一樣（構件由廠家運輸至橋位區只能采取陸運，運輸條件限制鋼箱梁分塊大小）。

3.1 整體拼裝滑移方案

先在河道內設置支撐系統，350t汽車吊站位于第四聯引橋端部進行拼裝，拼裝完成一段滑移單元進行滑移；然后逐段拼裝、滑移安裝到位。

3.2 “釣魚法”分段安裝方案

吊車先站位于引橋橋面上，按照箱梁橋面分段，先施工靠近引橋支撐體系；安裝第1段鋼箱梁，焊接臨時固定；待第1段鋼箱梁橋面完成后，350t汽車吊上到已完成的第1段鋼箱梁橋面上，再施工第2段鋼箱梁安裝要用的鋼管樁支撐體系，吊裝第2段鋼箱梁橋面，依次完成整體鋼箱梁吊裝施工。

3.3 龍門吊吊裝方案

首先利用現狀河道上游圍堰，下游施工區域內暫時不泄洪間隙進行龍門吊鋼管樁及鋼箱梁鋼管樁支撐施工。然后在引橋橋面上安裝龍門吊，將鋼箱梁已分好的塊段掉放置鋼箱梁支撐體系上進行焊接拼裝。

3.4 三種方案綜合

（1）龍門吊吊裝施工法。工期：機械使用效率高，安裝工期60d。技措投入：鋼管樁、分配梁、橫向支撐及軌道梁等共計約1314.52t。機械使用：使用一臺60t龍門吊，機械進場及租賃使用約60d。機械使用較少，機械使用率較高。成橋線型控制：龍門吊安裝箱體進行散裝，吊裝就位后軸線、高程調整困難較低，有利于線性控制及工期保證。

（2）滑移法。工期：機械使用效率較低，安裝工期80d。技措投入：鋼管樁、貝雷架、連系梁、平臺梁約1138.1t。機械使用：滑移頂推需要一臺350t汽車吊進行卸車、拼裝使用80d；滑移設備使用約80d。成橋線型控制：本橋在1800m半徑平曲線上，坡度2%；鋼梁兩端相差450mm位移，高程上存在1650mm高差，滑移頂推需在拼裝品臺上拼裝成滑移單元后進行頂推滑移就位。滑移單元最重約400t，就位后線性調整及高程調整較困難，工期較長。

工廠里倒是有職工文化站棋牌室之類的東西，但那不是給我們這些打工仔娛樂的，那是應付市里領導檢查的。文化站的窗玻璃上貼著有薩達姆頭像的報紙，門上的銅鎖生了銹，鑰匙磨破了工會主席的枕頭。大晚上的燜在“煙箱子“里，沒有電視看，沒有收音機聽，抽煙抽得嘴麻（不年不節的我們一般不去網吧。那韓國女人一樣磨叨的網絡游戲沒完沒了，又臭又長，我們無暇顧及）。我們哥幾個就脫去工裝，把被工帽箍匝得軟塌塌的頭發捋捋直，換上寬松的短褲，相跟著去逛街。

（3）釣魚法。工期：安裝一段前需打入鋼管樁，隨后預壓，安裝第一段箱梁，然后依次安裝其他梁段，工期至少90d。技措投入：河道內打入鋼管樁、連系梁、分配梁約1328.12t。機械使用：吊裝、卸車及打樁選用一臺350t汽車吊。構件焊接時間段，吊車處于閑置狀態。吊車使用約120d，費用太高。成橋線型控制：吊車行走在主橋鋼箱梁上需鋪設路基板，不能保證吊車+構件+運輸車輛荷載疊加后達到300t以上，集中荷載作用下鋼箱梁自身變形難以控制，下部樁基不均勻沉降控制難度更大，不利于成橋線型控制及后期拉索張拉。

經三種方案比選，龍門吊安裝工期較短，成橋線型可一次性到位，避免二次調整，機械、技措使用較少，費用較低，推薦龍門吊吊裝方案。

4 鋼箱梁吊裝施工方案

施工方法主要原則是對主橋鋼箱梁進行分段工廠預制，采取陸運方式，龍門吊分段吊裝，如圖1。

圖1 龍門吊吊裝模型示意圖

4.1 鋼箱梁分塊、分段

鋼箱梁分段橫截面箱室分為A、B、C、D及A’、B’、C’、D’個塊體，中間橫梁分為一個單元；橫梁上部面板分為三個單元。縱向分為5段，最長分段長度20.25m，如圖2。吊裝最重構件65t（B+C整體吊裝重量），龍門吊起重能力滿足要求。

圖2 鋼箱梁橫向分塊

4.2 鋼箱梁吊裝工藝流程

第一步：引橋橋位拼裝、焊接完成第一段（鋼-混結合段）塊體B、C后整體吊裝；

第二步：安裝第一段（鋼-混結合段）塊體A；

第四步：現場配切、安裝第一段（鋼-混結合段）橫梁；

第五步：安裝第一段（鋼-混結合段）面板1、2、3；

第六步：按照此安裝流程進行第二、三、四段安裝，第五段留有現場配切長度，消除因焊接變形引起的收縮量。

4.3 龍門吊吊裝工況分析

吊裝鋼箱梁采用龍門吊吊裝，龍門吊懸掛兩個鋼絲繩懸掛分配梁，分配梁通過銷軸連接扁擔梁，扁擔梁再通過四根鋼絲繩吊裝箱梁。龍門吊上部凈空滿足要求，軌距46m＞箱梁寬度（42m），滿足要求。龍門吊額定吊裝能力為70t，最重吊裝塊體65t，負載率：93%，滿足要求。

5 鋼箱梁安裝質量控制措施

由于受運輸條件限制的影響，鋼箱梁分段、分塊“較碎”，因此造成現場焊接工作量大，現場焊接條件不如工廠，因此本橋梁鋼箱梁安裝質量控制至關重要。主要從以下6個方面控制好鋼箱梁的安裝質量：

（1）深化鋼箱梁結構設計方案，在設計方同意的情況下，進行合理分段分塊。分段分塊原則：一是盡量減少現場的焊接工程量，二是合理設置焊接位置和焊接坡口形式，盡量避免或減少仰焊工作量（仰焊操作難度大）；

（2）從支撐體系安裝到鋼箱梁吊裝過程嚴格控制好鋼箱梁現場拼裝精度；

（3）通過工藝評定，對不同形式的焊縫和焊縫設計要求選擇合理的施焊方法；

（4）控制好現場焊接質量，特別是焊接操作手的操作技能必須進行嚴格的把關；

（5）采取一定措施將現場施焊環境做到最優，如防風措施、除濕除潮措施等；

（6）選擇合適的氣溫和天氣條件配切安裝合攏段，確保整體安裝精度和成橋線形。

6 結語

在施工條件受限的情況下，采用龍門吊安裝小跨徑斜拉橋的施工方法，吊裝過程簡易、工期短、質量控制較好，具有良好的社會效益和經濟效益，可為同類工程施工提供有益的借鑒。