跨河索塔橋梁橫梁鋼筋整體吊裝施工技術(shù)探討

摘要 為了研究跨河索塔橋梁橫梁鋼筋整體吊裝施工技術(shù)，文章依托黑水河特大橋工程，分析了橫梁鋼筋胎架的制作方法、索塔上橫梁和下橫梁的吊裝方法，以及索塔橫梁整體吊裝吊具的布置。研究結(jié)果表明：（1）制作橫梁鋼筋胎架時，應(yīng)用豎向定位構(gòu)件連接，采用L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼與預(yù)埋的φ12 mm鋼筋進行焊接；（2）索塔上橫梁分3次進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝，索塔下橫梁分4段進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝；（3）吊具采用雙拼I36a和I14工字鋼制成，整體吊裝時采用“塔吊+吊具”進行起吊。

關(guān)鍵詞 索塔橋梁；整體吊裝；橫梁鋼筋；勁性骨架

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0127-03

0 引言

隨著交通的快速發(fā)展，公路交通和鐵路交通不可避免需跨越河流，當河流橫向跨度大時，對橋梁的跨越能力提出了較高要求。而索塔橋因其跨越距離大、受力明確等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于大跨度河谷中。為提高橋梁橫梁的鋼筋吊裝效率，學者們進行了多方面研究，牟蕓等[1]依托清云高速公路西江特大橋工程，討論了淺灘區(qū)鋼箱梁無支架吊裝施工技術(shù)；李平偉[2]依托大跨徑懸索橋工程，分析了塔端無索區(qū)節(jié)段梁、標準節(jié)段梁、跨中節(jié)段梁等吊裝方面對加勁梁吊裝施工的控制要點；麥權(quán)想[3]依托港珠澳大橋江海直達船航道橋主塔工程，探討了大型鋼索塔整體吊裝的關(guān)鍵控制要素和應(yīng)用效果；韓洪舉等[4]建立了鋼主梁撓度理論計算模型并進行了計算，給出了中小跨徑超寬鋼板組合梁橋整孔吊裝的詳細施工方法；李明明等[5]通過BIM技術(shù)，對橋梁鋼箱梁與鋼管拱進行了細化劃分，提出了大跨度雙曲系桿拱人行鋼箱梁橋吊裝施工方法。以上學者對鋼箱梁橋吊裝技術(shù)進行了研究，并對索塔吊裝工藝進行了分析。

基于此，該文參考以上學者的研究成果，依托黑水河特大橋工程，對跨河索塔橋梁橫梁鋼筋整體吊裝施工技術(shù)進行了研究，對橫梁鋼筋胎架的制作方法、索塔上橫梁和下橫梁的吊裝方法，以及索塔橫梁整體吊裝吊具的布置進行了分析。

1 工程概況

該項目為黑水河特大橋工程，橋址位于四川省涼山州寧南縣和攀枝花境內(nèi)，全長865.5 m，主塔高100 m，橋跨布置為5×40 m+550 m+3×38.5 m，其中邊跨為預(yù)應(yīng)力T梁，主跨主梁為550 m鋼桁梁，主塔設(shè)兩道橫梁，寧南岸塔高104.6 m，樁基樁徑2.5 m，深55 m，持力層為白云質(zhì)碎裂巖；攀枝花岸塔高141.6 m，樁基樁徑2.5 m，深70 m，持力層為白云質(zhì)碎裂巖。索塔采用門形框架結(jié)構(gòu)，橫橋向上、下塔柱均為等截面，縱橋向上塔柱為等截面、下塔柱為變截面，索塔塔柱包括塔冠、上塔柱、下塔柱、上橫梁和下橫梁，采用C50混凝土。為便于通行和檢修維護，在塔冠、上培柱橋面處、培內(nèi)隔板，以及上、下橫梁頂面均設(shè)有進出索塔的人孔，塔柱、橫梁、塔內(nèi)隔板的人孔均相互連通。

2 橫梁鋼筋節(jié)段整體吊裝施工

2.1 橫梁鋼筋胎架制作

進行鋼筋節(jié)段吊裝，首先制作橫梁鋼筋胎架，按照設(shè)計圖紙對胎架鋼筋進行下料，然后進行鋼筋的加工與安裝，最后在地面進行鋼筋拼裝。胎架制作過程中，需結(jié)合下橫梁鋼筋節(jié)段的重量進行胎架的場地選址，保證塔吊的吊裝能力達到最大化，同時保證胎架制作的標準化。

在制作鋼筋節(jié)段勁性骨架胎架時，應(yīng)保證鋼筋勁性骨架的整體平整與定位，同時保證勁性骨架的整體穩(wěn)定。在進行鋼筋綁扎時，將受力主筋進行定位，確保整個橫梁鋼筋節(jié)段的穩(wěn)定。鋼筋節(jié)段勁性骨架胎架應(yīng)用豎向定位構(gòu)件連接，采用L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼與預(yù)埋的φ12 mm鋼筋焊接，同時橫向采用L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼相互焊接成形；鋼筋預(yù)埋深度為10 cm，底部采用C25混凝土作為基層。

2.2 索塔上橫梁吊裝

索塔上橫梁應(yīng)根據(jù)上橫梁鋼筋全長及塔吊起重吊裝能力，分3次進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝，以保證高效利用塔吊起重及吊裝能力。在進行鋼筋節(jié)段整體吊裝時，盡量采取鋼筋節(jié)段地面加工的原則，減少鋼筋安裝時間，實現(xiàn)工序的有序銜接。

上橫梁第1、3節(jié)底板加腹板節(jié)段的鋼筋長度為4.5 m，鋼筋勁性骨架尺寸為500 cm×450 cm×570 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼焊接制成（如圖1所示），對吊點部分進行加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂面加強節(jié)點處設(shè)置吊繩吊點，共布置8個吊點。上橫梁第1、3節(jié)段頂板鋼筋長度為4.5 m，頂板鋼筋勁性骨架尺寸為500 cm×450 cm×50 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼焊接制成，對吊點部分進行焊接加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂面加強節(jié)點處設(shè)置吊繩，共布置4個吊點。

上橫梁第2節(jié)底板加腹板節(jié)段的鋼筋長度為8 m，鋼筋勁性骨架尺寸為800 cm×500 cm×570 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼焊接制成，對吊點部分進行焊接加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂板加強節(jié)點處設(shè)置吊繩，共計布置8個吊點。上橫梁第2節(jié)頂板鋼筋長度為8 m。頂板鋼筋勁性骨架尺寸為800 cm×500 cm×50 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×

7 mm等邊角鋼焊接制成，對吊點部分進行焊接加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂面加強節(jié)點處設(shè)置吊繩，共計布置8個吊點。

2.3 索塔下橫梁吊裝

索塔下橫梁應(yīng)根據(jù)下橫梁鋼筋全長及塔吊起重吊裝能力，平均分為4段進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝。下橫梁底板及腹板節(jié)段鋼筋長度為5.9 m。鋼筋底板加腹板整體吊裝采用的勁性骨架尺寸為600 cm×500 cm×700 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼焊接制成（如圖2所示），對吊點部分進行加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂板加強節(jié)點處設(shè)置吊繩，共計布置8個吊點。下橫梁頂板節(jié)段鋼筋長度為5.9 m，鋼筋節(jié)段頂板整體吊裝采用的勁性骨架尺寸為600 cm×500 cm×50 cm，勁性骨架由L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼焊接制成，對吊點部分進行加強，連接節(jié)點均采用焊接；勁性骨架于頂板加強節(jié)點處設(shè)置吊繩，共計布置4個吊點。

2.4 索塔橫梁整體吊裝吊具布置

下橫梁底板加腹板鋼筋節(jié)段的吊裝采用的吊具尺寸為6.27 m×5.27 m，由雙拼I36a工字鋼加工成矩形框架，內(nèi)部靠近吊點位置沿短邊方向分別設(shè)置兩根I22a工字鋼（如圖3所示），對吊點附近進行加強，短邊中點及長邊方向分別設(shè)置I20a工字鋼，防止吊具發(fā)生嚴重變形，保證吊具的安全穩(wěn)定。吊裝時應(yīng)采用塔吊加吊具進行起吊，根據(jù)鋼絲繩重型起重設(shè)備取安全系數(shù)為8.0，則單根鋼絲繩承受荷載為：295.6 kN×8=2 364.8 kN；根據(jù)《粗直徑鋼絲繩》（GB/T 20067—2017）中附表A.2選取鋼絲繩型號，應(yīng)采用6×61類直徑為60 mm且破斷應(yīng)力為1 960 MPa的鋼芯鋼絲繩進行起吊，塔吊吊點距吊具所在平面的高度為4.5 m。

下橫梁頂板吊具尺寸為6.27 m×5.27 m，由雙拼I36a工字鋼加工成矩形框架，對吊點附近進行加強，短邊中點及長邊中點處分別等距設(shè)置I20a工字鋼，防止吊具發(fā)生嚴重變形，保證吊具的安全穩(wěn)定。吊裝時應(yīng)采用塔吊加吊具進行起吊，塔吊吊點距吊具所在平面的高度為4.5 m。

上橫梁第1、3節(jié)底板加腹板鋼筋節(jié)段勁性骨架的吊具尺寸為5.27 m×4.77 m，由雙拼I36a工字鋼加工成矩形框架，內(nèi)部靠近吊點位置沿短邊方向均分別設(shè)置兩根I22a工字鋼（如圖4所示），對吊點附近進行加強；吊具短邊中點及長邊中點處分別設(shè)置I20a工字鋼，保證吊具在吊裝作業(yè)中具有一定的剛度，防止吊具發(fā)生嚴重變形，保證吊具的安全穩(wěn)定。吊裝時應(yīng)采用塔吊加吊具進行起吊，根據(jù)鋼絲繩重型起重設(shè)備取安全系數(shù)為8.0，則單根鋼絲繩承受荷載為：274.4 kN×8=2 195.2 kN；根據(jù)《粗直徑鋼絲繩》（GB/T 20067—2017）中附表A.2選取鋼絲繩，采用6×61類直徑為60 mm、鋼絲繩破斷應(yīng)力為1 960 MPa的纖維芯鋼絲繩或鋼芯鋼絲繩進行起吊。塔吊吊點距吊具所在平面的高度為3 m。

上橫梁第1、3節(jié)頂板鋼筋勁性骨架的吊具尺寸為5.08 m×4.58 m，由I14工字鋼加工而成，對吊點附近進行加強，短邊中點及長邊中點處分別設(shè)置I14工字鋼，保證吊具具有一定的剛度，防止吊具發(fā)生嚴重變形，保證吊具的安全穩(wěn)定。吊裝時應(yīng)采用塔吊加吊具進行起吊，塔吊吊點距吊具所在平面的高度為4 m。

上橫梁第2節(jié)底板加腹板，以及頂板鋼筋節(jié)段勁性骨架的吊具尺寸均為8.27 m×5.27 m，均進行以下操作：由雙拼I36a工字鋼加工成矩形框架，內(nèi)部沿長邊方向等距布置三根I14工字鋼；同時沿短邊方向，在其中點處布置一根I14工字鋼，對吊點附近進行加強，防止吊具發(fā)生嚴重變形，保證吊具的安全穩(wěn)定。吊裝時應(yīng)采用塔吊加吊具進行起吊，塔吊吊點距吊具所在平面的高度為5 m。

2.5 索塔橫梁鋼筋接頭對接

索塔橫梁鋼筋節(jié)段整體吊裝至設(shè)計位置后，各個鋼筋節(jié)段及端頭鋼筋節(jié)段間分別采用短鋼筋與直螺紋套筒進行連接，保證各主筋的整體性，在進行鋼筋焊接時，應(yīng)嚴格執(zhí)行焊接相關(guān)規(guī)范要求，保證鋼筋間的搭接長度。同時，箍筋間距應(yīng)按照設(shè)計圖紙相關(guān)要求進行調(diào)整，保證索塔橫梁鋼筋節(jié)段接頭連接完整；對于鋼筋焊接長度不夠時，可采用短鋼筋進行幫焊，保證橫梁鋼筋節(jié)段接頭連接的完整。對接完成后，外側(cè)箍筋與主筋之間采用綁扎連接，勁性骨架旁主筋與勁性骨架點焊連接，同時完成接頭區(qū)域節(jié)段的箍筋安裝。

3 結(jié)論

該文依托黑水河特大橋工程，對跨河索塔橋梁橫梁鋼筋整體吊裝施工技術(shù)進行了研究，對橫梁鋼筋胎架的制作方法、索塔上橫梁和下橫梁的吊裝方法，以及索塔橫梁整體吊裝吊具的布置進行了分析，可得如下結(jié)論：

（1）在制作橫梁鋼筋胎架時，先將胎架鋼筋按照設(shè)計圖紙進行下料，然后進行鋼筋的加工與安裝，最后在地面進行鋼筋拼裝。鋼筋節(jié)段勁性骨架胎架應(yīng)用豎向定位構(gòu)件連接，采用L100 mm×100 mm×7 mm等邊角鋼與預(yù)埋的φ12 mm鋼筋焊接。

（2）索塔上橫梁分為3次進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝，索塔下橫梁平均分為4段進行鋼筋節(jié)段的整體吊裝。索塔上橫梁第1、3節(jié)段鋼筋長度為4.5 m，上橫梁第2節(jié)段鋼筋長度為8 m，索塔下橫梁鋼筋每個節(jié)段鋼筋長度均為5.9 m，對吊點部分進行焊接加強，在加強節(jié)點處設(shè)置吊繩進行吊裝。

（3）下橫梁鋼筋節(jié)段吊裝采用的吊具尺寸為6.27 m×

5.27 m，由雙拼I36a工字鋼制成矩形框架；上橫梁第1、3節(jié)鋼筋勁性骨架的吊具尺寸為5.08 m×4.58 m，由I14工字鋼制成矩形；上橫梁第2節(jié)鋼筋節(jié)段勁性骨架的吊具尺寸為8.27 m×5.27 m，由雙拼I36a工字鋼制成矩形框架。吊裝時應(yīng)采用塔吊加工吊具進行起吊，吊裝完成后各個鋼筋節(jié)段及端頭鋼筋節(jié)段間分別采用短鋼筋與直螺紋套筒進行連接。

參考文獻

[1]牟蕓， 劉紅勝， 胡振偉， 等. 懸索橋淺灘區(qū)鋼箱梁無支架吊裝施工技術(shù)[J]. 建材世界， 2023（6）： 115-118.

[2]李平偉. 大跨徑懸索橋加勁梁吊裝施工問題[J]. 交通世界， 2023（32）： 157-159.

[3]麥權(quán)想. 港珠澳大橋江海直達船航道橋索塔吊裝工藝研究及應(yīng)用[J]. 中國港灣建設(shè)， 2023（10）： 85-89.

[4]韓洪舉， 賈健， 郭吉平， 等. 中小跨徑超寬鋼板組合梁橋整孔吊裝技術(shù)研究[J]. 公路工程， 2023（5）： 52-59.

[5]李明明， 馮漸熙， 張浩群. 大跨度雙曲系桿拱人行鋼箱梁橋吊裝技術(shù)研究[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2023（10）： 93-95.

收稿日期：2024-01-30

作者簡介：張鈞（1996—），男，本科，助理工程師，從事項目部技術(shù)質(zhì)量工作。