淺析鋼箱梁施工中的吊裝及測控技術(shù)

（江蘇捷達交通工程集團有限公司，江蘇 淮安 223001）

經(jīng)濟發(fā)展推動城市化建設(shè)，其中包括交通工程項目的建設(shè)。城市道路工程中，公路橋梁項目占據(jù)重要位置，隨著公路橋梁建設(shè)觀念的變化，現(xiàn)階段更多會采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)作為主要形式，對比其他結(jié)構(gòu)形式，鋼箱梁施工需要經(jīng)過預(yù)制構(gòu)件、運輸與吊裝等流程，為了保證吊裝施工質(zhì)量，還需要科學(xué)掌握測控技術(shù)。現(xiàn)場施工人員必須熟練操作吊裝、測控技術(shù)，使鋼箱梁施工技術(shù)的作用發(fā)揮出最大，提高城市中公路橋梁項目的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1 工程概況

某公路橋梁工程采用鋼箱梁施工技術(shù)，跨長是21.56m，為掛孔鋼梁，在橋跨的兩側(cè)呈對稱分布，設(shè)計階段設(shè)定為單箱三室鋼箱梁，其中單幅橋的橋面寬度是14m，全長是22.65m，梁高度為1.35m。前期在工廠預(yù)制所有鋼箱梁構(gòu)件，完成預(yù)制后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場組裝、焊接，通過輔助支架，施拉法安裝導(dǎo)梁。另外，本次工廠施工重點針對吊裝、測控兩個環(huán)節(jié)的施工技術(shù)與工藝制定方案，加強鋼箱梁施工水平。

2 鋼箱梁施工吊裝方案與技術(shù)

2.1 編制鋼箱梁吊裝方案

本次施工的主橋鋼箱梁，由工廠負責(zé)前期分段預(yù)制，在胎架上方檢查預(yù)拼裝效果，檢驗通過之后，鋼箱梁在運梁平車的運輸下，到達施工現(xiàn)場橋梁縱軸線指定位置，再運用龍門吊行，轉(zhuǎn)移到箱梁節(jié)段，為后續(xù)的吊裝施工做準(zhǔn)備。這一過程中進行測量控制，所有接頭位置需要精準(zhǔn)對中，梁底的所有支點位置也要全方位檢查，調(diào)整箱梁節(jié)段高程軸線，直到滿足規(guī)范便可以松鉤，進行后續(xù)全截面焊接施工作業(yè)[1]。組裝鋼箱梁時根據(jù)順序進行，最后合攏。公路橋梁項目的鋼箱梁，需要劃分為24 個梁段分別架設(shè)、安裝，通過施工現(xiàn)場的龍門吊，一一吊裝段梁至已經(jīng)搭設(shè)支架上方，完成鋼箱梁臨時支架的布設(shè)，即可完成鋼梁主體結(jié)構(gòu)安裝。隨后，施工現(xiàn)場的汽吊組裝兩側(cè)位置翼板，此時鋼箱梁吊裝工作全部完成。

2.2 鋼箱梁施工吊裝技術(shù)

鋼箱梁吊裝技術(shù)，一般會用到龍門吊技術(shù)、支架基礎(chǔ)處理技術(shù)、主梁架設(shè)技術(shù)等。根據(jù)不同施工技術(shù)，參照本次工程施工實際情況展開如下分析：

2.2.1 龍門吊參數(shù)與位置設(shè)計

安裝主梁運用到自行式龍門吊，該龍門吊采用桁架片拼裝形式，將標(biāo)準(zhǔn)貝雷片拼裝之后組成。基于鋼筋混凝土基礎(chǔ)，施工人員在上方鋪設(shè)雙軌道。橋面頂板、底板、腹板、橫隔板與錨固設(shè)施等共同構(gòu)成箱梁，所有板件單元均要在胎架上方進行拼裝，構(gòu)成箱梁節(jié)段。按照前期設(shè)計方案，鋼箱梁共被劃分為24 個梁段，每一個梁段具為矩形，也可以理解為梁段斷面、蓋板之間鉛直狀態(tài)。所有梁段經(jīng)過劃分之后形成主梁、兩側(cè)翼板，施工現(xiàn)場各個施工段與塔、梁、墩固接還需要進一步細化[2]。

使用龍門吊必須精準(zhǔn)測量箱梁節(jié)段尺寸參數(shù)、自重等，因為跨徑會對龍門吊起吊能力帶來直觀的影響，施工現(xiàn)場環(huán)境也是非常直觀的限制條件，所以安裝鋼箱梁，首先可以操作龍門吊完成箱梁主體的安裝，隨后通過汽吊安裝兩側(cè)翌板。龍門吊起吊環(huán)節(jié)，要求的最大箱梁主體節(jié)段參數(shù)不能超過9m×25.75m，高度與重量則以2.2～1.93m、112t 為標(biāo)準(zhǔn)。按照箱梁主體構(gòu)造與龍門方向，設(shè)置吊點間距是15.0m，具體位置要在橫隔板、腹板交叉范圍內(nèi)。

關(guān)于龍門吊的起吊性能、具體起吊位置與操作可行性，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場條件一一分析。首先確定起吊高度，設(shè)定橋面設(shè)計標(biāo)高在跨中最高處，距離原地面標(biāo)高是4.6m。安裝龍門吊的起吊托架，要在已經(jīng)完成安裝的箱梁頂部行走，起吊高度設(shè)定在13m 左右，吊鉤、鋼絲繩、箱梁頂部吊環(huán)之間設(shè)置垂直高度，建議在1m 左右，所以龍門橫梁底部到地面的高度，必須超過14m。基于此，龍門吊高度需要運用到貝雷片進行豎向拼接，跨徑也是如此，再利用上下弦桿起到加強的效果。關(guān)于龍門吊的起吊能力，需重點分析基本荷載，確定箱梁、平車、滑輪、吊具的重量[3]。

2.2.2 確定吊點位置

按照現(xiàn)場劃分箱梁節(jié)段情況，遵循“橫向一體”原則，采取四點吊法。梁段主體參數(shù)是25.62m×9m，設(shè)置吊點位置于箱體主體橫向的兩端，即縱腹板、橫隔板交叉處[4]。同時，設(shè)置鋼箱梁吊點，要以耳板的形式呈現(xiàn)，鋼箱梁頂板焊接耳板，保證吊點剛度、承載力符合起吊能力參數(shù)。本次施工共設(shè)置4 個吊點，吊重共計114t（含箱梁主體），根據(jù)各個吊點分別進行計算，焊接則采取2cm 的鋼板坡口，確定安全系數(shù)與焊接長度，鋼板兩側(cè)位置的焊接需要運用到加強鋼板。

2.2.3 處理支架基礎(chǔ)

按照設(shè)計階段繪制的公路橋梁施工圖紙，在施工現(xiàn)場勘查橋位地形，根據(jù)鋼梁運輸與架設(shè)采用的方法、吊裝機械設(shè)備等，提出支架基礎(chǔ)處理的方案。當(dāng)前確定了橋位所處位置之后，進行基礎(chǔ)處理，如果周圍有大量積水，需要提前抽水、清淤，完成這一處理后回填5%灰土，施工人員逐層壓實。鋼箱梁施工的吊裝場地做好全方位硬化處理，設(shè)置臨時支點，在對應(yīng)的位置放樣。已經(jīng)確定好的臨時支點位置，利用推土機清理表面，隨之初平、碾壓，上方覆蓋5%的灰土，厚度約為40cm。當(dāng)壓實度已經(jīng)超出90%，支點處可以澆筑混凝土，澆筑厚度宜20cm，平面面積與支撐點受力規(guī)定相符，那么混凝土基礎(chǔ)高程應(yīng)該提前計算，根據(jù)橋面設(shè)計高程做好推演，為施工現(xiàn)場的測量控制創(chuàng)造條件[5]。

2.2.4 搭建主梁支架

鋼箱梁搭建主梁支架，需要運用到貝雷片，作為主梁必不可少的支撐點，根據(jù)縱橋向放置，且要保持平行。支架頂面位置鋪設(shè)1 層方木，規(guī)格為10cm×10cm，梁段斷面的兩側(cè)半幅分別設(shè)置砂筒，起到支點的作用。施工人員提前測量好砂筒頂面高程，后期橋梁縱坡會出現(xiàn)變化，而砂筒頂面高程也會隨之改變。支點處通過重量為50t 的液壓式千斤頂，進行臨時調(diào)節(jié)，但高程軸線到達指定位置，此時砂筒會以箱梁臨時支點的形式發(fā)揮作用。

結(jié)合施工現(xiàn)場主梁架設(shè)環(huán)境與要求，本次施工中設(shè)置自行設(shè)計龍門吊，安裝主橋箱梁。架設(shè)鋼箱梁時，遵循“少支架多支點支撐”的原則，首先架設(shè)箱梁主體，隨后再主體上組裝兩側(cè)翼板。該環(huán)節(jié)需要重點考慮預(yù)制構(gòu)件到施工現(xiàn)場的運輸條件，因為前期預(yù)制構(gòu)件是在工廠中進行，所以無需進行拼裝與現(xiàn)場制作[6]。但若是運輸條件受到限制，便可以在施工現(xiàn)場進行制作、拼裝，在胎架上進行預(yù)拼裝之后成型后，再采用平車運輸?shù)綐蚩變?nèi)部，龍門起吊之后運輸與到設(shè)計指定位置，并且在臨時支架上方進行架設(shè)。預(yù)拼裝環(huán)節(jié)明確鄰近兩個節(jié)段相對位置，將兩節(jié)段臨時連接件一一對應(yīng)，在焊縫兩側(cè)位置安裝，施工現(xiàn)場高空吊裝，臨時連接件要保證定位準(zhǔn)確性，有利于迅速恢復(fù)臨時連接件的預(yù)拼裝狀態(tài)。

2.2.5 吊裝施工與管理

關(guān)于現(xiàn)場龍門架設(shè)，過程中務(wù)必保證立柱穩(wěn)定，完成架設(shè)之后還需及時組織試吊，確定各方面滿足要求才可以正式投入使用[7]。吊裝鋼箱梁環(huán)節(jié)，需要用到的所有機械輔助設(shè)備與吊裝設(shè)施，應(yīng)該定期接受安全檢查、維護，關(guān)鍵承重設(shè)備開始吊裝前，也需要組織統(tǒng)一的檢測，例如鋼絲繩、吊環(huán)等。本次施工采取四點提升吊裝法進行箱梁吊裝，期間以免所有吊點吊重、起吊速度出現(xiàn)偏差，啟動卷揚機時不宜過快，所有起重鋼索在逐步受力之后還應(yīng)該要不斷調(diào)整，確保能夠均勻受力，而且吊裝提升環(huán)節(jié)梁段也要具備穩(wěn)定性。

當(dāng)梁段已經(jīng)吊離地面，需要關(guān)注梁段是否發(fā)生位置偏移現(xiàn)象，以免偏移之后出現(xiàn)橫擺。所有梁段正式開始吊裝前，施工人員運用專業(yè)的測量儀器，對架設(shè)梁段所在位置進行標(biāo)定，而且吊具也需經(jīng)過定位試驗，通過定位調(diào)整可以實施梁段起吊操作。

整個龍門吊起重安裝過程中必須統(tǒng)一指揮，專人操作。

3 鋼箱梁施工測控技術(shù)

3.1 鋼箱梁施工現(xiàn)場設(shè)置測量控制網(wǎng)

鋼箱梁施工中運用測控技術(shù)，所有施工人員明確施工測量的重要性之后，在施工現(xiàn)場布設(shè)測量控制網(wǎng)，展開公路橋梁工程項目施工全過程的實時監(jiān)控，尤其是橋梁斷面橋軸線，也是監(jiān)控測量的重點對象。橋梁項目兩側(cè)位置，提前設(shè)置好控制點，要求控制點、導(dǎo)線構(gòu)成控制系統(tǒng)，這是后期鋼箱梁吊裝施工所需要的觀測點。

3.2 梁段預(yù)拼裝環(huán)節(jié)的測控

鋼箱梁施工必須保證精準(zhǔn)性，前期制作鋼箱梁構(gòu)件時，通過胎架進行整體預(yù)拼裝，隨之展開質(zhì)量檢測，確定達到標(biāo)準(zhǔn)，在梁段上的對應(yīng)位置做好標(biāo)記，為后續(xù)觀測作業(yè)提供精準(zhǔn)的觀測點。所有觀測點之間一一連接，在箱梁前點周圍還可以形成理論軸線[8]。

3.3 組裝鋼箱梁階段進行測控

鋼箱梁施工中梁段架設(shè)這一環(huán)節(jié)，有可能砂筒、橋基、支架等部位會出現(xiàn)變形、沉降等現(xiàn)象。為此，作為施工人員要在開始安裝梁段安裝前，將梁段放置于支架上方，避免外力作用影響，也可以在存放過程中實時觀測，使沉降值、變形率恢復(fù)到正常數(shù)值。安裝鋼箱梁采用專業(yè)水準(zhǔn)儀，對梁體兩側(cè)位置的邊緣筋板進行觀察，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整，經(jīng)緯儀與軸線對應(yīng)，梁段軸線上方的標(biāo)記點經(jīng)過觀測后，若發(fā)現(xiàn)所在位置不準(zhǔn)確，通過千斤頂微調(diào)即可。調(diào)整到相應(yīng)位置，再采用碼板予以固定，已經(jīng)固定的梁段軸線還需要展開復(fù)核。

安裝鋼箱梁這一環(huán)節(jié)存在大量的不確定因素，均會影響到高程，比較常見的影響因素有環(huán)縫焊接、橋面。應(yīng)該要在安裝時綜合分析現(xiàn)場條件，杜絕標(biāo)高在其影響下受到影響而出現(xiàn)偏差。高程的控制，要重點觀測節(jié)段、支點所在位置沉降等因素，基于原有高程設(shè)計值，可以結(jié)合情況予以調(diào)整，預(yù)抬高程之后梁段、設(shè)計高程墩柱必須精準(zhǔn)連接，使合攏段與固接位置線形符合要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，公路橋梁工程中采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，對比其他結(jié)構(gòu)，該形式的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在前期鋼箱梁構(gòu)件預(yù)制與預(yù)拼裝，有效提升了施工效率。另外，吊裝技術(shù)與測控技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，與鋼箱梁施工要求更為貼合，提高鋼箱梁施工吊裝現(xiàn)場測控有效性，也能夠提前展開預(yù)測，消除可能存在的公路橋梁項目質(zhì)量隱患。