城市高架橋鋼箱梁工程吊裝施工技術(shù)

孔得忠

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，浙江 溫州 325106）

城市高架橋鋼箱梁工程吊裝施工的難點在于其體積大、跨度長、支撐難度大、安全風(fēng)險高以及精度要求高等，在吊裝之前必須對吊裝設(shè)備選型、臨時支架系統(tǒng)搭設(shè)、吊裝方案等進(jìn)行確定，同時還要針對作業(yè)過程中潛在的安全風(fēng)險制定出完善的安全防護(hù)措施和應(yīng)急預(yù)案。

一、吊裝準(zhǔn)備工作

（一）加強(qiáng)地基基礎(chǔ)承載力

城市高架橋使用的鋼箱梁結(jié)構(gòu)重量可達(dá)上百噸、甚至上千噸，例如，2019 年鹽城市快速路網(wǎng)高架三期鋼箱梁工程（共六聯(lián)鋼箱梁）其中一聯(lián)主線橋長60 米，寬31 米，多箱多室鋼箱梁結(jié)構(gòu)達(dá)到了1000 多噸的重量。因此，城市高架橋梁工程中的鋼箱梁工程吊裝施工中必須格外重視運輸線路的承載能力是否滿足要求。必要時還應(yīng)該通過澆筑混凝土條形基礎(chǔ)等措施來全面提高相關(guān)路段的地基承載能力。根據(jù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)的重量、運輸設(shè)備以及鋼箱梁對地面形成的壓強(qiáng)等因素來合理地控制混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，計算出其地基基礎(chǔ)承載能力要求。

（二）設(shè)置臨時支撐排架

鋼箱梁在吊裝、就位的過程中需要利用臨時架設(shè)的排架來形成良好的支撐平臺，根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點采用分段式吊裝和地面整體拼接后吊裝的施工方法，無論采用哪一種吊裝方法，都需要在混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上面搭設(shè)臨時排架。在實際施工過程中一般將滿足承載力要求的鋼管作為排架的立柱，并使用槽鋼作為這些立柱的橫向支撐和剪刀撐結(jié)構(gòu)。排架的寬度和長度要根據(jù)實際的支撐需求來進(jìn)行合理地設(shè)計，在計算承載能力時要綜合鋼箱梁的重量、排架結(jié)構(gòu)的自重、施工人員以及施工機(jī)具的重量等，同時還應(yīng)該對施工過程中最不利情況下對排架系統(tǒng)承載力提出的要求展開評估，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化來使其達(dá)到實際需要效果。

二、吊裝施工技術(shù)要點

（一）根據(jù)施工現(xiàn)場條件確定吊裝方案

城市高架橋鋼箱梁工程施工有可能在交通流量相對較大的作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)，因此，在確定施工方案時應(yīng)該對比每一種施工方法對交通的影響程度、潛在的安全風(fēng)險以及施工難度等因素，通常這種工程項目可采用分段吊裝、分片吊裝、整體式吊裝以及頂推等多種方案。而整體施工方案一旦確定就會影響到鋼箱梁的運輸方式、臨時支撐系統(tǒng)、安全控制措施以及交通封鎖或疏導(dǎo)情況等。例如，在車流量較大的主干道上開展鋼箱梁的吊裝施工時宜采用分片吊裝的施工方法，這種作業(yè)方式的優(yōu)點在于可以大幅度減少臨時支撐的需求以及降低對現(xiàn)有交通情況的影響。

（二）鋼箱梁分段

城市高架橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)的長度一般都比較大，因此，在工程實踐過程中一般是將鋼箱梁通過分段或分片方式來進(jìn)行制作，然后再將這些分段、分片的結(jié)構(gòu)運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場實施組裝、調(diào)線型、焊接、吊裝等一系列作業(yè)。例如，采用分段吊裝的施工方案時重點要組對好分段接頭，否則就可能導(dǎo)致組對完成的箱梁在局部出現(xiàn)變形或者線型不規(guī)則現(xiàn)象。利用專業(yè)的鋼箱梁分段結(jié)構(gòu)組對裝置對其間隙、線型等進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而全面提高組對施工的效率。分段接頭組對施工的一般流程可概括如下：先定位好分塊接頭的位置，然后將工字鋼焊接在特定的位置上，利用千斤頂在需要的位置實施頂升并合理安裝活動傳力矩，對接頭組對裝置進(jìn)行調(diào)試并配合千斤頂和傳力矩來控制組對位置的間隙和平整度，做好這些基礎(chǔ)工作之后再實施焊接作業(yè)。

（三）鋼箱梁吊裝

第一，確定吊裝設(shè)備。吊裝設(shè)備的地基承載能力、吊裝極限高度等必須適應(yīng)鋼箱梁的重量、周邊空間幾何尺寸以及安裝標(biāo)高等方面的實際需求，因此，在施工之前需要根據(jù)以上因素確定出吊裝機(jī)械設(shè)備的型號，并且作業(yè)之前要對吊裝設(shè)備的傳動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、吊臂等關(guān)鍵部位實施嚴(yán)格的檢查。第二，選擇合適的吊裝索具。吊裝索具的承載能力和固定方式對施工安全控制以及吊裝需求的實現(xiàn)都具有非常重要的作用和影響力。因此，在施工之前根據(jù)鋼箱梁的幾何結(jié)構(gòu)、重量等因素合理地確定吊裝索具的選型。第三，設(shè)置安全警戒措施。在作業(yè)區(qū)域周邊設(shè)置安全警戒線和警示設(shè)備和專業(yè)的安全監(jiān)管人員是確保周邊車輛和行人不受吊裝作業(yè)安全威脅的必要措施。第四，試吊。鋼箱梁的質(zhì)量非常大，因此，在全面吊裝之前應(yīng)該通過試吊對鋼絲繩、吊鉤以及固定方式的平穩(wěn)性等實施檢測，試吊的高度可控制在10 到30cm 的范圍之內(nèi)。第五，控制吊裝速度和角度。在確保安全和平穩(wěn)的基本前提之下利用盡可能均勻的速度將鋼箱梁吊裝到位，而且在作業(yè)過程中要通過平穩(wěn)的操作來防止鋼絲繩出現(xiàn)大幅度的擺動，一般擺動的角度不得超過60 度。第六，沉降。鋼箱梁的重量會對臨時支架系統(tǒng)產(chǎn)生非常強(qiáng)大的靜壓力，并可能導(dǎo)致其出現(xiàn)一定程度的下沉。因此，鋼箱梁在支架上就位之后還應(yīng)該通過靜置3到7 天的時間來實現(xiàn)良好的沉降效果，當(dāng)鋼箱梁臨時支架系統(tǒng)沉降到位之后再開展對接、調(diào)校等工作，這種施工措施可以有效地避免校正好的鋼箱梁在后續(xù)施工中因為沉降而發(fā)生變形。第七，臨時鎖定。在鋼箱梁就位之后借助螺栓使其和支座之間形成良好的臨時鎖定效果，并且當(dāng)整個橋體施工結(jié)束之后再將這些螺栓拆除下來。

（四）吊裝精度控制

分散的鋼箱梁段需要通過精確的對接來達(dá)到良好的線型、平整度以及控制好接縫處的間隙，其對精度的要求是非常嚴(yán)格的。因而在開展吊裝作業(yè)時應(yīng)該通過實時地調(diào)整來盡可能提高各個鋼箱梁段放置的精確度。在確定橋墩平臺的邊線和中心軸線時可利用精密全站儀來提高定位的準(zhǔn)確性，為了提高后續(xù)吊裝作業(yè)的效率和安全性，還應(yīng)該在某些部位設(shè)置一些利于開展吊裝作業(yè)的臨時固定點。

將三角鋼板設(shè)置在臨時支撐墩內(nèi)側(cè)以及利用限位碼板固定襯墊等措施可有效地限制鋼箱梁段的橫向位移，其位移誤差精度要控制在中心線正負(fù)2 到3 毫米的范圍之內(nèi)。將手拉葫蘆與已經(jīng)固定好的鋼箱梁體連接在一起并借此來對未固定好的鋼箱梁段實施縱向位移固定和調(diào)整，然后在此基礎(chǔ)上通過碼板來固定和調(diào)整到位的鋼箱梁段。通過焊接方式來連接鋼箱梁時必須有效地測量和控制作業(yè)過程中產(chǎn)生的變形，這一點也是確保施工精確度的關(guān)鍵因素。

（五）分段吊裝的措施

城市高架橋鋼箱梁工程吊裝作業(yè)的關(guān)鍵點之一是精確地控制其標(biāo)高和軸線位置，因而在吊裝作業(yè)中需要對這兩個關(guān)鍵參數(shù)展開嚴(yán)格的監(jiān)測。在安裝鋼箱梁的過程中可將橋梁的中心線和鋼箱梁的中軸線作為控制精確度的重要依據(jù)。當(dāng)鋼箱梁與支座之間的距離達(dá)到50mm 左右時可將其中心線與橋墩上預(yù)設(shè)的控制線進(jìn)行精確的重合，在調(diào)整到位的情況下通過防止限位碼的方式對其實施有效地固定，利用經(jīng)緯儀等專業(yè)的測量工具對鋼箱梁的高程實施有效的控制，并在此基礎(chǔ)上通過支架上的預(yù)先安裝的調(diào)整鋼板對其標(biāo)高進(jìn)行不同程度的調(diào)整，直至達(dá)到施工要求。在控制鋼箱梁的軸線位置時主要是通過支架上預(yù)先劃出的中心線與鋼箱梁的中軸線之間的重合來完成的。

（六）鋼箱梁拼裝

鋼箱梁在就位安裝之后就很難進(jìn)行大幅度的位置調(diào)整，否則要花費很大的經(jīng)濟(jì)成本以及承擔(dān)巨大的安全風(fēng)險。因此，這種結(jié)構(gòu)在安裝的過程中應(yīng)該通過精確的測量和嚴(yán)格地控制來盡可能提高其精確度，提高一次成功率。通過平穩(wěn)的吊裝、使其準(zhǔn)確地就位和固定等措施來提高組對的精確度，在其就位之后還應(yīng)該利用測量工具對其標(biāo)高、軸線定位的準(zhǔn)確度等進(jìn)行再次復(fù)核，在保證定位精度完全滿足工程規(guī)范的情況下方可開展后續(xù)的焊接作業(yè)，且在這一過程中還必須時刻關(guān)注焊接過程造成的變形問題。

三、結(jié)束語

城市高架橋鋼箱梁工程吊裝作業(yè)前，施工單位應(yīng)該對吊裝機(jī)械、吊裝鎖具、地基基礎(chǔ)承載力、臨時支架系統(tǒng)以及具體的吊裝方案等全面的規(guī)劃，在精度控制方面將鋼箱梁的標(biāo)高和中軸線等作為重點。