復雜市域環境跨河道現場預拼后吊裝鋼箱梁施工技術研究

許柯堯，秦君彪，沈偉才，黃文明，張正偉

（1.杭州蕭山交通建設管理有限公司，杭州311200：2.江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇鎮江 212000）

1 引言

隨著人們對材料的不斷探索和研究，高強度鋼材開始不斷出現，為鋼箱梁橋的自身性能提供了物質保障，鋼材的焊接技術及橋梁施工技術的進步，為施工過程的安全可靠提供了保障。隨著鋼箱梁橋的增多，鋼箱梁橋由于自身強度高、自重輕、施工工期短、經濟效益好等優點，得到了建橋界廣泛的采用。查閱國內外相關文獻，倪文祥[1]、許彥樸[2]、岳粹歌[3]、胡文柱[4]等人介紹了跨建筑物的鋼箱梁吊裝施工技術。羅文藝[5]、李振鑫[6]、梁曉[7]、孫威[8]等人介紹了鋼箱梁吊裝系統風險評估與控制施工技術。由于跨河道施工條件限制，常規施工方法具有臨時支撐搭設困難、鋼箱梁整體焊接質量不易保證、鋼箱梁預拱度控制困難等缺點。針對以上問題，有必要對其進行改進。

2 工程概況

03 省道東復線高架南延工程2 標起點位于彩虹大道北側（花木城），上跨G104、運營地鐵5 號線、蕭紹運河、蕭明線、門前河、陳端路，終點止于現狀03 省道東復線與東瑞四路交叉口，全長2.2 km。蕭紹運河為世界文化遺產，橋跨處河道寬約32 m，水深約2.5 m，高架上部結構采用鋼箱梁結構一跨過河，河中無法設置臨時支撐，采用場內分段預制，在現場進行二次拼裝成整體后，再利用兩臺吊車整體吊裝縱向節段。鋼箱梁長度為58 m，寬25.5 m，場內分段為縱向3 段，橫向分5 塊，共15 個節段，運至現場進行縱向預拼，見圖1。

圖1 縱斷面分段示意圖

3 技術原理

蕭紹運河為世界文化遺產，水深約2.5 m，高架上部結構采用鋼箱梁結構一跨過河，河中無法設置臨時支撐，梁部采用場內分段預制，在現場進行二次拼裝成整體后，再利用兩臺吊車整體吊裝縱向節段。針對鋼箱梁跨現有蕭紹運河，全部為單跨，這5 聯鋼箱梁在鋼廠加工完成后，分段運輸到施工現場，在空曠場地上進行二次預拼，由拖炮車運輸到吊裝現場后進行雙機抬吊，以減少對交通的影響。針對跨河道鋼箱梁臨時支架施工困難的問題，采用先現場預拼后吊裝施工技術進行跨運河河道鋼箱梁安裝。采用拼裝胎架進行鋼箱梁拼裝施工，采用型鋼提前設置鋼箱梁預拱度，提高鋼箱梁預先拼裝施工質量。對鋼箱梁預先拼裝位置地基進行綜合處理，提高地基整體承載能力，減少地基沉降。

根據總包方提供的工程地質勘察報告，蕭紹運河橋址區表層為人工填土，中上部為稍密～中密狀粉土層，中部為流塑狀淤泥質土、軟塑～可塑狀粉質黏土，中下部為中密～密實狀粉砂層，下部為中密狀圓礫，壓縮性小，力學性質好，場地穩定性較好。經現場實測蕭紹運河寬約為35 m，此區域5 聯鋼箱梁跨度為52～58 m，墩身距離河岸邊最近約為7.8 m，輔導橋和匝道橋鋼箱梁安裝時吊機支腿站于墩柱后方，距離河岸邊8 m以外，且有樁基礎和承臺支撐基礎穩定性可以保證。主線橋安裝吊機停放在距離河岸邊10 m 外的原道路路面上，承載力滿足吊機站位需求。

4 工藝流程與操作要點

4.1 工藝流程

鋼箱梁施工工藝流程如圖2 所示。

圖2 施工工藝流程圖

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

培訓吊裝作業人員（起重司機、信號工、司索工、焊工和安全員等）；告知吊裝方案，要求作業人員了解吊裝梁段外形尺寸、質量和吊裝工序。

本工程運梁車和吊機基本上停位于現狀道路上，如遇道路局部被破壞，應提前鋪墊碎石或鋪墊鋼板，以滿足吊裝施工需要。

提前上報進場起重設備相關資料；組織吊裝起重設備進場驗收，查驗起重機械檢驗報告及起重司機操作證。

4.2.2 拼裝場地地面處理

根據總體吊裝方案，結合工程施工進度和橋位場地情況，由項目部統一協調安排，在現場布置一處場地供鋼箱梁二次拼裝使用，拼裝場地暫定為主線橋墩ZX93～ZX98 聯段東側荒地上。梁段進場前清理施工區域一切雜物，并將橋墩周邊按要求回填整平夯實。因受場地限制，根據不同聯段架設時間，分4 輪拼裝梁段，兩座輔道橋梁作為第1 輪，跨運河兩聯匝道橋梁為第2 輪，跨運河主線橋梁為第3 輪，下穿聯段EW18～EW21 為第4 輪。

拼裝胎架位置上地基處理，地基整平壓實，碾壓密實后通過動力觸探檢查地基承載力不得小于120 kPa，再鋪筑一層30 cm 厚宕渣，宕渣上面設置15 cm 厚C20 混凝土。

4.2.3 胎架施工

拼裝胎架采用鋼筋混凝土結構，進行胎架結構鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。采用拼裝胎架進行鋼箱梁拼裝施工，采用型鋼提前設置鋼箱梁預拱度，提高鋼箱梁預先拼裝施工質量。施工時，測量放樣定位后，在柱腳鋼板位置用干砂趁平或用薄鋼板墊實，避免空心，防止影響拼裝精度。

4.2.4 鋼箱梁拼裝

在拼裝施工前，項目部應按照二次拼裝布置圖清理施工范圍一切影響車輛進出、吊機站位的雜物，并且填實橋墩周邊。拼裝范圍固定高圍護提前拆除改為活動圍護，便于施工。吊裝后的鋼箱梁，應及時焊接，在沒有及時全部焊接時，應先采取臨時固定措施。

4.2.5 吊點焊接

跨蕭紹運河橋和下穿橋有少數鋼箱梁質量超過100 t（11支），長36～58 m 不等，此部分鋼箱梁將按照雙機抬吊8 個吊點吊裝。8 點吊裝情況縱向吊點外側吊點位于距離梁端0.15L 位置（L 為跨長），內側吊點位于距離梁端0.30L 位置；吊點設置同時考慮在橫隔板和腹板的交接位置；橫向一端設置在腹板位置，另一端設置在橫隔板間臨時支撐位置。吊點設置不對稱時，在配備鋼絲繩時，長度適當調整，保證起吊后能保持鋼箱梁的平整。

吊耳焊接質量直接影響鋼箱梁吊裝過程的安全性，因此，加強吊耳焊接質量檢查十分重要，故從3 方面對吊耳進行質量控制：（1）焊接前檢查；（2）焊接過程中檢查；（3）焊接后質量檢查。

4.2.6 吊裝前準備

橋梁安裝前，必須對已完工的墩柱、支座、臨時支架進行檢查（驗收），包括標高、中心線、跨徑、偏差值，并對超差采取措施進行糾正。提前準備吊裝需要的機具設備，吊裝使用的吊機應處在良好的運行狀態。

4.2.7 吊具檢查

起吊鋼繩經外觀檢查，應無斷股、無嚴重斷絲、無嚴重銹蝕氧化、無扭折、繩扣套穿扎符合規范。吊耳焊接質量直接影響鋼箱梁吊裝過程的安全性，因此，加強吊耳焊接質量檢查十分重要。吊耳通過檢查后，在吊裝前還需要進行鋼箱梁試吊，確保吊裝安全。

4.2.8 梁段檢查驗收

梁段驗收主要是焊縫質量、外觀和尺寸檢查、涂層的外觀和厚度及制作資料的驗收和交接。經檢查，缺陷超出允許偏差范圍的梁段，應進行修補，滿足要求后方可進行驗收。

4.2.9 試吊

將鋼箱梁吊起，吊重吊離運梁車約20 cm，靜止5 min，觀察吊車各受力點的變化情況，做好記錄。吊車緩慢出桿到相應吊裝半徑處，保持鋼箱梁吊離地面100 cm，靜止5 min，觀察吊車各受力點的變化情況，做好記錄。將鋼箱梁吊離地面約100 cm，在相應的吊裝半徑范圍和允許的水平轉角內做臂桿回轉、臂桿變幅、大鉤升降等動作，并觀察情況并做好記錄。

4.2.10 鋼箱梁吊裝

地面橋、SE03-04、ES25-26 和ZX100-101 五聯跨現有蕭紹運河，全部為單跨，這5 聯鋼箱梁在鋼廠加工完成后，分段運輸到施工現場，在空曠場地上進行二次預拼，由拖炮車運輸到吊裝現場后進行雙機抬吊，以減少對交通的影響。

5 結語

本技術應用于多個工程，取得了良好的經濟技術效益。針對跨河道鋼箱梁臨時支架施工困難的問題，采用先現場預拼后吊裝施工技術進行跨運河河道鋼箱梁安裝，可減少橋梁施工對現有河道造成影響，相比常規施工技術節約工時20%。針對鋼箱梁預先拼裝位置地基進行綜合處理，提高地基整體承載能力，減少地基沉降。采用拼裝胎架進行鋼箱梁拼裝施工，采用型鋼提前設置鋼箱梁預拱度，提高了鋼箱梁預先拼裝的施工質量。經工程實踐檢驗，應用本工法施工效率提高了20%，保證了施工質量，綜合節約相應施工部位造價10%，經濟、社會效益明顯，具有較好的推廣應用價值。