下承式钢筋混凝土拱桥钢横梁安装工艺

余伽义

摘要：以余姚开丰桥主桥钢横梁安装为例，根据钢横梁的结构特点，因地制宜，制定了合理的安装方案，提高了安装的效率和质量，降低了安装过程中的劳动强度，创造了良好的经济效益和社会效益。

关键词：钢横梁 安装

Abstract: the main FengQiao steel beams yuyao open for the installation of an example, according to the structure characteristics of the steel beam, adjust measures to local conditions, a reasonable installation plan, improve the efficiency and quality of the installation, and to reduce the installation process of the labor intensity, and create a good economic and social benefits.

Keywords: steel beams installation

中图分类号： TU528.571文献标识码：A 文章编号：

一、前言

近年来，随着桥梁施工技术的不断发展，系杆拱桥作为一种大跨度桥梁的新型结构形式，在数量及跨度上不断增长。钢横梁作为桥梁结构的重要组成部分，安装过程受到场地限制较多。本文以余姚市开丰桥工程为例，简要介绍钢横梁的安装工艺。

二、工程概况

杭甬运河余姚城区四桥改建工程开丰桥项目由主桥及引桥组成，主桥为下承式桁架拱梁，下跨余姚江，桥下为Ⅳ级航道，主桥跨径为82.0m，计算跨径为80.0m，下弦杆轴线为R=2400m的圆凸曲线，上弦杆轴线抛物线方程：y=0.8x-0.01x2，矢跨比F/L=1/5.0；主桥结构主要由预应力混凝土端横梁、钢中横梁、吊杆、上弦杆、下弦杆、桥面板组成。

钢横梁为单箱单室结构，每2.5米设置1根钢横梁，单片钢横梁跨度为23.2米，横向桥面宽度为0.8m，梁高为1.6m。共28片梁，单片梁重16.8吨。

三、钢横梁安装步骤及工艺

钢横梁采用工厂加工，由特种车辆运输至施工现场，由于钢横梁安装时，主桥两侧的端横梁均已施工完成，受场地限制，大吨位吊车无法进入老桥桥面，故选用拖拉的方法安装。施工时钢横梁运输至主桥南侧箱梁桥面上，然后用吊车将钢横梁吊至主桥南端滑道上，用倒链拖拉到安装位置用门架落放并调整安装精度。安装时从北至南按指定的安装位置施工。

（一）、施工准备

（1）、拖拉滑道设置

为了减少主桥上部结构施工的影响，本次拖拉施工滑道设置在下弦杆伸出的预埋件上，故在箱梁进场前应先派人在现场进行滑道铺设。铺设时利用预埋件焊接滑道牛腿，在牛腿上铺设18#工字钢做滑道。工字钢顶面应高出预埋件顶部10mm左右，这样在尽可能减少箱梁落放高度的同时又能避开预埋件对拖拉过程的影响。

滑道、牛腿受力计算

滑道牛腿焊接为双面角焊缝，焊缝长200mm，焊角高6mm，焊条为J507焊条。根据《建筑钢结构施工手册》表3-6提供数据，单侧1cm焊缝承载力为8.4KN牛腿焊缝有效长度取18cm。

a、单牛腿最大承载力：

N0=8.4*18*2=302.4KN

单牛腿最大受力：

N=Mg*λ/2=168KN< N0=302.4KN(λ为安全系数，取2)

故牛腿安全。

b、滑道工字钢受力计算

工字钢按简支梁受力计算，跨度1.8 m，载荷100KN。

最大弯距Mmax=45KN*m,最大应力σ=24.3MPa<235 MPa，最大挠度 f=3.5mm，工字钢安全。

（2）、拖拉前钢梁处理

考虑到下弦杆施工引起的预埋件安装误差，钢横梁在加工时将长度放大了80-100mm。故在安裝前钢横梁应提前运输至主桥南侧箱梁桥面上，然后对钢横梁的安装尺寸进行准确测量和加工，以保证安装精度。

（二）、运输及吊装

钢横梁采用工厂加工，由特种车辆运输至施工现场。受场地限制，钢横梁运输至主桥南侧箱梁桥面上，采用75T汽车吊吊装。

为保证钢横梁梁体结构不受到破坏，在钢横梁上不焊接吊耳，采用专用吊具吊装。

（三）、钢横梁拖拉至预定位置

拖拉时用吊车将钢横梁吊至主桥南端滑道上，然后用2根10吨倒链串联将钢横梁拖拉到安装位置。倒链后端固定在北侧端横梁上。为保证施工安全，拖拉时派人全程观察钢梁位置和轨道变形等施工情况。

滑道采用18#工字钢，下方牛腿为厚度20mm钢板，牛腿与滑道焊接牢固，为保证工字钢在拖拉过程中的稳定性，要在腹板两侧间断设置加劲板。

钢横梁拖拉至预定位置

（四）钢横梁就位

安装前要准确测量钢横梁的安装尺寸并按照尺寸准确加工，以保证安装精度。测量时应沿桥中轴线分别测量两端至中线的距离，以保证安装后的钢横梁中线和主桥中轴线重合。加工钢横梁两端时要使钢横梁每端长度比所需尺寸略小以方便梁体落放。

钢横梁拖拉就位后，将门架安装在支座上（支座预先焊接在预埋件上），用4台10吨倒链将钢横梁稍稍吊起，拆除下方滑道后落放钢横梁。落放时用千斤顶调整钢横梁东西方向安装位置，用同一端2台10吨倒链的落放长度来调整钢横梁南北方向安装位置（此调整为微量调整，尺寸偏差较大时要在滑道上调整）。

钢横梁落放采用门架吊装的方法进行，专用吊具吊装，不在梁体上焊接吊耳。门架净高3m、净宽1.17m，支腿为直径160mm厚度6mm钢管，横梁使用厚度10mm钢板焊接成高200mm、宽169mm箱型结构。门架支座焊接在预埋件上，预埋件内侧最下方设置临时支撑以减少局部变形。

门架支腿高3m，截面面积29cm2,惯性矩862cm4，按压杆稳定性计算其欧拉临界力为：N0=π2EI/（μl）2=198KN(其中μ=1)，支腿实际受力为N=16.8*10/4=42KN。支腿安全。

落梁，调整

（五）、钢横梁与预埋件的焊接

钢横梁就位后，对其平面位置进行复测，要求偏差小于5mm，如不能满足精度要求，则必须使用倒链或门架对其平面位置进行调整，满足要求后按图纸要求对钢横梁与预埋件进行焊接。

（六）、钢横梁安装安全措施

钢横梁安装作业，安全控制是重中之重。针对安装过程中的危险源，制订了如下安全措施：

（1）、吊装作业

a、吊装前在梁体四角拴好揽风绳；

b、吊装前仔细检查钢丝绳和吊具可靠性；

c、由于桥上杆件较多，吊装作业应缓慢进行，以免碰撞到桥面上其他构件；

d、吊车其中吨位和起吊距离应严格计算，不得违章作业。

（2）、高空作业

a、由于施工人员要在钢横梁和主桥下弦杆上施工，故施工中应做好高空作业安全防护工作。

b、施工人员必须正确使用安全带、安全帽；

c、在高空搬抬较重物品应在物品上拴安全绳以防坠落。

（七）、安装效果检查

2007年5月15日开始吊装至2007年6月15日余姚开丰桥钢横梁全部安装焊接到位，用时30天，全部合格安装到位，达到设计要求，得到业主及设计院等的一致好评。安装施工期间，未发生一例机械吊装、人员伤亡事故。

钢横梁全部安装完成

四、结束

在钢横梁安装过程中，受施工场地制约，同时安全压力大，作业风险高。本文针对钢横梁安装的主要工序：吊装方法、拖拉就位、落梁及调整等方面，对安装方案进行简要阐述，对类似工程施工有一定的参考价值。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。