淺析大跨徑鋼箱梁采用浮吊船進行懸臂拼裝的施工方法

王培革

（永昌路橋集團有限公司，山東 濟寧 272412）

通過應用鋼箱梁懸臂拼裝施工工藝，可以確保梁體加工制作和橋梁下部構造施工同時開展，平行作業方式大大縮短了施工周期，有助于提升整個項目的施工質量。

1 工程詳況

濟寧市內環高架及連接線項目—西外環（金宇路至濟寧大道段）快速路十標段西外環改擴建京杭運河橋，西外環改擴建京杭運河橋采用雙幅橋設計，分別位于既有西外環跨京杭運河橋東、西兩側，橋梁長度為232m。梁型采用（61+110+61）m鋼結構連續梁，兩側接西外環主線高架橋，單幅橋寬13.0m，橋面總面積為6032㎡。

主橋上部結構采用（61+110+61）m變高連續鋼箱梁結構，單箱單室，跨中和邊支點梁高為2.5m，中支點梁高6.0m，正交異性鋼橋面板。根據項目施工特點，將頂板的厚度控制為16～22mm，腹板厚度控制為16～28mm，底板厚度控制為16～36mm。本次項目因為施工的特殊性，特在頂板及底板設置了縱向加勁肋，腹板設豎向加勁肋，所使用的鋼結構連續梁均為全焊結構。除此之外，在頂面設置單向橫坡，控制在2%，底面水平設置。縱橋向所有橫梁保持鉛錘，縱橋向伸縮縫處斷面保持鉛錘。

2 總體施工方案

西外環改擴建京杭運河橋鋼箱梁順橋向分為23節段，其中邊跨GL0、GL1、GL2、GL3、GL4、GL5、GL11（兩側對稱）鋼箱梁以及結合簡支梁在現場拼裝區域內采用支架法原位拼裝方案，在拼裝區內搭設拼裝支架，利用200t汽車吊或履帶吊吊裝的方法進行安裝架設。西外環改擴建京杭運河橋跨中鋼箱梁GL6、GL7、GL8、GL9（兩側對稱），GL10為合攏段，跨中鋼梁節段通過京杭運河運至橋位下，采用300t浮吊懸拼架設。

3 鋼梁吊裝施工方案工況及工藝

（1）工況一（邊跨鋼梁吊裝機械選用履帶吊）：吊裝邊跨鋼梁（GL0～GL5、GL11）時，考慮采用1臺135t履帶吊進行吊裝，履帶吊占位在支架間區域順序吊裝，最大幅度吊裝工況考慮，工程采用單機作業：Q≥Q1+Q2，以最重節段GL5A鋼梁（42t）為例：Q1=42t，考慮索具等其他重量Q2＝3.0t，Q≥45t。查135t履帶吊起升參數可知：回轉半徑10m，臂長31米，最大起重量為60.2t；由下圖位置關系圖得出，60.2t＞Q=45t，此工況下采用1臺135t履帶吊起吊，起重能力滿足要求，最大允許起重量60.2T×0.8（考慮系數）= 48T＞45噸。

（2）工況二：吊裝跨中鋼梁（GL6～GL10）時，考慮采用1臺300t浮吊進行吊裝，以最重節段GL6鋼梁（164t）為例：Q1=164t，考慮索具等其他重量Q2＝3.0t，Q≥167t。查300t浮吊起升參數可知：臂長50米，起升高度43.3米，水平距離25米，最大起重量為220t＞Q=167t，此工況下采用1臺300t浮吊起吊，起重能力滿足要求。鋼梁吊裝施工工藝要點：鋼梁吊裝施工工藝流程為：吊裝節段倒運→鋼梁橋位節段吊裝→節段間橫梁與封板安裝→現澆橋面板→鋼梁噴涂→整體報驗。

4 關鍵技術：跨中鋼箱梁懸臂吊裝

4.1 懸拼施工步驟

（1）浮吊拋錨就位。浮吊設不少于4個定位錨。根據京杭運河橋位水文特點，直接拋錨就位，通過絞錨進行移位，要求無論水位如何變化，定位偏差不超過50cm。

（2）起吊。當浮吊船初步定位后，將鋼梁起吊至待架橋位，將按照鋼箱梁上的臨時吊點與吊耳位置進行二次精確定位，以保證鋼箱梁上的臨時匹配件能夠順利連接。

（3）初匹配。梁段吊裝就位后，將被吊梁段與已成梁段通過拉桿螺栓對位，銷釘連接，此時，前點標高宜比理論值低。

（4）梁段精匹配。梁段調整時，首先，在測量的輔助下，通過調整已吊裝鋼梁段上的總橫向千斤頂進而改變梁段的空間姿態。同時，對檢驗梁段前點標高進行測定，一旦其標高數據無法滿足施工要求，則及時按照規范標準進行調整，確保標高和軸線均在設計范圍內。

并及時穿好連接銷軸及高強度螺栓，最后，進行測量定位，焊接馬板固定后，進行對接環焊縫焊接。

4.2 鋼箱梁吊裝方法及調整

在開展吊裝工作前，由施工人員在分段上牢固系設好2根防風麻繩，以此控制其在空中的狀態。待四個吊點掛好后，立即組織質量檢測人員對操作質量進行檢查，重點對其牢固性進行檢查。待質量滿足要求后，即可開展吊裝工作，此過程中吊車司機要緩緩起升，地面指揮員做好相關的指導工作。待到達預定的升高位置后，指揮員及時告知吊車司機，確保吊車緩慢轉動吊臂到預定安裝位置上方，而后緩慢落鉤，分段吊運至臨時支架頂面5cm左右停下。

（1）吊點。吊點設置原則：①吊耳的焊接位置必須是主結構面，若發現吊耳位置沒有結構面，則須需要通過臨時加強的方式來實現；②確保四個吊耳均勻分布，且分段的重心在四個吊耳形成的正方形中心點附近；③嚴格規范吊耳的設置原則，避免懸臂處設置吊耳情況的出現。

（2）精確定位調整：①對于平面位置的調整來說，要做好前后位置、左右位置及水平調整力驗算三方面的工作。a）前后位置的調整：在前點位置調整過程中，在待調整位置鋼梁的箱室內表面底板和H型字鋼上各焊接兩個受力點，并在兩個受力點安裝10t的平三套；b）在后點位置調整過程中，可以在鋼梁和需要調整位置的鋼梁的箱室內兩側腹板上各焊接兩個受力點，并在兩點受力點安裝10t的平三套，借助其緊固螺扣開展細部調整；c）在左右位置調整過程中，先在承載鋼梁分段的H型鋼上焊接一個千斤頂反力點，而后安裝20t千斤頂，以此開展細部調整；d）水平調整力驗算分析過程中，本項目經過數據論證后發現，鋼板與鋼板之間的起動摩擦系數為0.15～0.2，考慮到施工的特殊性特將摩擦系數設定為0.2。現場吊裝鋼梁最大分段重量為83.1T，故最大起動摩擦力為16.6T，每側通過2個10T平三套或2個20T的千斤頂。一旦在施工過程中發現水平方向的調整工作受到外部因素影響，則要在H型鋼上方加墊四氟滑板，以此減少摩擦力（圖1，圖2）。

圖1 平三套

圖2 左右調整千斤頂支點

②垂直方向調整：通過4臺20t千斤頂來完成，將千斤頂放置在支架體系臨時支墩正上方，在液壓桿上放置1塊20x20x2cm鋼板塊，調整時要進行精密測量，達到要求后加入鋼墊片及鋼楔，要求在每個腹板處均設置墊片。待鋼梁位置調整工作完成后，即可在梁體兩側及兩端的平臺上焊接限位板，實現固定梁體的目的（圖3）。

圖3 調整吊裝梁段軸線

5 結語

采用浮吊船進行懸臂拼裝工藝可以充分利用大噸位浮吊船的優勢，將大跨度鋼箱梁的節段分段數量減少。一方面，減少了現場焊接工作量，保證焊接質量；另一方面，減少了提升次數，保證了施工安全和施工進度。