淺談鋼混組合梁單根整體吊裝施工技術研究

摘要 在橋梁建設中，鋼混組合梁運用廣泛，相對于混凝土預應力梁具有重量較輕、跨度大等優點。在施工中，鋼箱梁體的安裝是關鍵。施工方法一般采用分節段吊裝在臨時支架上進行焊接拼裝。文章從鋼箱梁體的制作、運輸、拼裝、設施設備的選配等方面闡述了采用汽車吊進行單根整體吊裝施工的新工藝，得出鋼混組合梁單根整體吊裝施工具有吊裝方便、工期短、成本低、對上跨道路交通影響小等優勢，值得推薦方法。

關鍵詞 鋼梁體；整體吊裝；跨路施工

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0063-03

0 引言

高速公路橋梁建設的工期相對較緊張，其設計的鋼混組合梁一般處于建設周期的關鍵工期，因相對跨度較大，常規采用臨時支架分節段焊接或頂推施工的工藝進行施工。臨時支架具有搭設周期長、成本高、且占下跨道路區域較多、影響交通通行的缺點，采用頂推施工，需要其橋梁前段完成梁體的架設以形成通道，施工周期較長，不利于工期緊張的項目建設[1]。鋼箱梁體采用拼裝成整體吊裝施工方法對以上問題得到了良好的解決，為橋梁的順利建設提供保障。

1 工程概況

該項目是濟濰高速項目木廠澗排洪溝特大橋中鋼混組合梁跨明埠路段，橋體與明埠路呈70° 夾角相交，跨徑為50 m。鋼混組合梁中鋼梁體分為左右幅，每幅為3 片，總共6 片，重量625 t，單根最重為邊梁101 t，梁底距離路面高度31.2 m。單幅橋面寬16.5 m，主梁為3 片槽形鋼梁，與預制混凝土面板采用后澆帶組合成鋼混組合梁。兩片槽形組合梁的間距為3.0 m。每片槽形梁寬度為2.6 m。槽形鋼梁頂面形成2% 橫坡，底面水平，跨中處鋼梁中心梁高2.7 m，3 片鋼梁同高，橫坡由墊石及蓋梁調整。下跨道路寬度34 m，為3 m 人行道+11 m 行車道+6 m 綠化中分帶+11 m 行車道+3 m 人行道。鋼梁體最大外形尺寸為2.73 m（高）×4.15 m（寬）×50 m（長）。

2 鋼箱梁體的制作與運輸

鋼箱梁體所使用的鋼材需經過檢測單位檢驗合格后方能使用。鋼板在鋼材預處理流水線上完成拋丸處理，將鋼材表面的雜物清除干凈并噴涂車間底漆。鋼材經過預處理后進行板單元制造。板單元制造需要工序示意圖、用于檢查零件等工藝情況，對鋼材采用噴粉劃線，劃線前應使頂、底板坡口朝向與施工圖紙所示保持一致，對線組裝U 肋，U 肋組裝與頂底板保持垂直，其部件檢查合格后采用CO2 氣體保護焊或電弧焊點焊方式固定，單元件置于專用的反變形焊接胎架上焊接，需要矯正的焊接火焰溫度要達到600～800 ℃。

焊接工藝中焊接宜采用CO2氣保焊及埋弧自動焊，氣體純度及環境濕度要達到規范要求，溫度低于5 ℃時采取保溫措施，鋼箱梁體的主要桿件應在組裝后應及時焊接時可采用反面碳弧氣刨清根，焊縫必須經過外觀檢測，在24 h 后進行超聲波探傷檢驗，桿件受拉向力為橫向焊縫的超聲波探傷檢測等級要達到1 級，桿件受壓焊縫超聲波探傷檢測等級應達到2 級。底板、頂板、腹板單元焊接在反變形胎架上進行，減少變形壓力，組裝單元件均處于自由受力狀態，減少單元件的約束，避免各單元件之間處于過盈配合，造成構件裝配應力無法消除[2]。

根據設計劃分原則，在工廠內制作為單個分段，每片鋼箱梁梁體分為3 段，中間段為17.50 m，前后兩段為16.22 m（調整），共計18 個節段，最大規格為17.50 m（長）×4.15 m（寬）× 高2.72 m，在工廠內分段裝車運輸采用重型半掛運輸車運輸至施工現場。

3 鋼箱梁體拼裝及吊裝

3.1 交通安全導側

根據鋼混組合梁與明埠路交叉施工范圍合理安排施工工序，確保施工過程中交通暢通工期最短，分為二個實施階段。第一階段在拼裝現場的區域進行封閉施工，圍擋采用0.6 mm 綠色彩鋼板（平板）角鋼、方管立柱等材料制作，圍擋底座為膨脹螺絲固定，每塊彩鋼板施工圍擋貼兩條長45 cm 的平行反光條，反光條尺寸為寬5 cm，相間的紅、白條長度為15 cm，上面一條反光條的上邊緣距圍擋頂部20 cm，兩條平行反光條之間凈距25 cm，反光條位于每塊圍擋的橫向正中間，對于過往車輛行人用于警示作用。

第二階段主要是用于現場的分段拼裝，施工區域位于明埠路左幅，對左幅進行封閉，右幅雙向車道通行，單根整體吊裝時對既有道路進行短暫全封閉時間6～8 h，并進行相關導流工作。按照涉路技術規范要求在涉路兩側設置的交通疏導區域包括：車道上游分別設置警告區、上游過渡區、緩沖區、工作區、下游過渡區、終止區。

占用行車道施工。警告區長度1 000 m 開始設置。上游過渡區長度100 m，緩沖區長度為80 m，工作區為施工區域寬度兩側各加10 m。下游過渡區從出施工作業區開始，長度50 m，終止區長度30 m，設解除限速標志。公路上方施工，警告區長度1 000 m 開始設置，警告區終點位置設置限高架，上游過渡區長度100 m，緩沖區長度為80 m。工作區為施工高速寬度兩側延伸10 m，各區域在上下游布置應支稱。

3.2 鋼箱梁體分段拼裝

各節段鋼箱梁體運至現場后在下跨道路上作為施工作業場地，作業場地準備好數量充足的反光錐、防撞桶、水馬、沙袋以及交通疏導標志牌，將分段加工完成的鋼梁運輸至現場，拼裝需在胎架上進行，胎架根據橋位線型制作，并在拼裝時進行測量監控，存放位置位于道路的一側。在即有道路上拼裝需要對即有道路進行交通導改，需要征得公路相關部門對導改方案進行批準，并辦理相關涉路手續，確保道路運輸安全[3]。

3.3 吊車等設施配備

因小樁號墩柱側有35 kV 高壓線未拆遷，汽車吊的站位無法站位在墩柱側，最優方案停放在既有道路上，對吊車的選型及噸位要求比較大，采用500 t 及650 t 進行臺吊。

（1）鋼梁運抵現場后在拼裝場地進行拼裝，拼裝采用一臺220 t 汽車吊進行配合拼裝。最重梁段約為34 t，作業半徑選12 m，臂長33.7 m，額定起重重量為58 t，負載率為58.6%，滿足作業要求。

（2）鋼梁拼裝完成后調整至吊裝位置，采用1 臺500 t 和1 臺650 t 汽車吊配合進行抬吊。鋼梁最重約98 t，650 t 汽車吊配重197 t，作業半徑30 m，臂長57.7 m，額定起吊噸位58 t，500 t 汽車吊配重160 t，臂長31.7 m，額定起吊噸位58 t，兩臺汽車吊負載率為84.4% 滿足作業要求。

（3）經過計算分段吊運吊耳單個吊耳承受力≤ 17 t，選用允許負荷（tf）10～20 吊耳的結構尺寸；抬吊吊裝吊耳單個吊耳承受力≤ 49 t，選用允許負荷（tf）40～50 吊耳的結構尺寸，實際吊耳使用根據鋼梁分段重量和上述表格選取對應吊耳類型，匹配使用。分段吊裝采用型號為20 t 卸扣，單根整體吊裝選用型號為63 t 卸扣。分段吊裝選擇φ43 鋼芯鋼絲繩公稱抗拉強度1 700 MPa，其最小破斷拉力為1 185 kN，單根整體吊裝選擇φ65 鋼芯鋼絲繩公稱抗拉強度1 850 MPa，其最小破斷拉力為2 900 kN。

3.4 鋼箱梁體吊裝

（1）鋼混梁拼裝完成后，明埠路兩側車道各置1 臺汽車吊，北側置650 t、南側置500 t。如圖1 所示汽車吊站位及鋼箱梁布置位置，左幅1#、2#、3# 鋼梁分別重96.4 t、96.6 t、97 t，650 t 汽車吊配重197 t，作業半徑30 m，臂長57.7 m，額定起吊噸位58 t，500 t 汽車吊配重160 t，臂長31.7 m，額定起吊噸位58 t，長桿預演，3 片鋼梁負載率兩臺汽車吊同時為83.1%、83.2%、83.6%。

（2）如圖2 所示汽車吊站位及鋼箱梁布置位置，準備吊裝右幅4#、5#、6# 鋼梁，另置一臺220 t 汽車吊于待吊裝鋼梁南側。220 t 汽車吊配重60 t，作業半徑12 m，額定起吊噸位54 t，與500 t 汽車吊配合起吊，500 t 汽車吊位置不變，作業半徑及起吊噸位不變，長桿預演，220 t 汽車吊起吊3 片鋼梁負載率分別為89.2%、89.4%、89.8%。兩臺汽車吊起吊右幅鋼梁上對側道路運梁車，并完成調頭。

將3 片梁吊裝至3 臺運梁車上并調頭后在明埠路道路右側用進站法等待，650 t 吊車移動至木廠澗特大橋右幅23 墩大樁號側并完成架設，臂長及作業半徑不變，額定吊裝噸位58 t。500 t 汽車吊往南移動并完成架設，臂長及作業半徑不變，額定吊裝噸位58 t。3 片鋼梁負載率兩臺汽車吊同時為83.1%、83.2%、83.6%。

3.5 橋面板安裝

該跨橋面預制橋面板采用C55 混凝土，需求數量為140 片。分為A 型和B 型兩種類型，每種類型分為A1、A2、A3、B1、B2、B3 各3 種型號，共140 片，最大結構尺寸為B3 板共計32 塊4.5 m×2.5 m×0.26 m，單塊最大重量7.6 t，橋面板在預制場預制，采用小型蒸發器蒸汽進行養護，預制橋面板的存放時間不得少于180 d，面板運至現場后，采用25～50 t 汽車吊進行吊裝，吊裝過程中進行現場安全管控。

4 吊裝質量及安全管控

施工吊裝前應對鋼箱梁結構尺寸進行一次全面的校核，包括鋼箱梁的高度、寬度、設計軸線及高程測量基準點的準確性進行查核。吊裝安裝時要對其預拱度進行檢測是否達到設計要求。鋼梁拼裝完成后，應對鋼箱梁進行整體沉降觀測，沉降量符合設計和規范要求后方可進行焊接，并檢查鋼箱梁軸線偏位、兩孔相鄰橫梁中線相對偏差，墩臺處梁底高程，支座縱、橫向扭轉、固定支座順橋向偏差、活動支座按設計氣溫定位前偏差檢查。

因現場吊裝跨越即有道路，橋墩兩側均有高壓線桿，吊裝作業前必須對現場工作環境、行駛道路、架空電線、臨邊防護等情況進行全面了解，防止發生機械傷人、破壞設施、掛斷高低壓線路以及發生傾覆等嚴重安全事故，施工現場的起重吊裝必須由專業隊伍進行，超重工信號工必須持證上崗，掛鉤工保持相對固定，并熟悉遵守各自的安全操作規程。起重吊裝作業前應根據施工方案要求，確定施工作業區域，設置警示標志和專職的監護人員。起重吊裝半徑與高低壓線路必須保持安全距離。鋼箱梁吊裝時使用兩臺起重機同時起吊，需要服從專人專業的統一指揮，兩機的升降速度要保持相等，并隨時向指揮人員匯報吊車噸位情況，其物件的重量不得超過兩機所允許的總起重量的75%。綁扎吊索時，要注意負荷的分配，每車分擔的負荷不能超過所允許最大起重量的80%。

5 結語

采用單根整體吊裝施工，吊裝施工時間3 d，用支架支撐體系施工時間一般達到25 d 左右，并占用下方既有道路時間較長，影響交通安全，且為鋼混組合梁橋面施工爭取了時間，同時為后續預制箱梁架設提供了保障。單個整體焊接相對分段在支架上焊接其鋼箱梁體的施工質量得到較大提升，并能更好的控制其預拱度，采用汽車吊費用遠低于支架支撐體系的施工費用。隨著公路橋梁建設項目日益增多，其大跨度的鋼混組合梁、鋼箱梁項目也會日益廣泛，其單根整體吊裝的施工方法的優勢體現更明顯，在今后的公路橋梁建設中將會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

[1] 黃偉修， 史家赫. 淺談大跨度鋼箱梁公路吊裝施工技術[J]. 黑龍江交通科技， 2016（12）： 104-105.

[2] 張正磊. 鋼箱梁運輸吊裝施工注意事項淺談[J]. 科技創新導報， 2017（16）： 87-88+90.

[3] 周浪， 楊亞倫. 鋼箱梁吊裝施工技術及質量控制的研究[J]. 智能城市， 2019（2）： 88-89.