大跨径简支钢箱梁横向分节段整体吊装施工工艺

赵国华+袁雁飞+俞春飞+翟旸+叶翔+殷振

摘要：文章结合杭州市秋石快速路二期半山隧道以南段高架工程的特点及关键难点，主跨为70米、65.25米钢箱梁跨越建筑物，采用两台QUY400型400t履带式起重机横向分节段整体一次性吊装到位，详细介绍了施工工艺流程、质量控制要点和注意事项。

关键词：大跨径简支钢箱梁；横向分节段整体吊装；施工工艺

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）09-0062-03

随着我国城市现代化的高速发展，城市道路交通拥堵现象不断升级，城市交通快速路建设不断加速，城市高架、地下城市隧道的发展日新月异。然而城市道路建设面临拆迁困难等难题，导致基础设施建设不得不长期停滞。目前钢结构桥梁得到了广泛的运用，采用大跨度钢箱梁跨越建筑物为解决拆迁问题提出了新思路。钢箱梁的跨径也在不断增长，并呈大幅度增长的趋势，如何解决大跨度钢结构桥梁吊装的技术问题成为关键。本文结合杭州市秋石快速路二期（半山路～绕城北线）高架工程70、65.25米单跨简支钢箱梁吊装成功实例，为简支大跨度钢箱梁吊装施工提供参考。

1 工程概况及特点

秋石快速路二期工程位于杭州市拱墅区，南起杭玻路，北至余杭界，是秋石快速路工程的北段，全长5.92公里，总投资达14.1亿元。工程共分为半山隧道段、隧道南接线高架段和隧道北接线高架段三个部分，南接线高架段70米、65.25米钢箱梁工程成为本工程成功实施的关键重点和难点。

2 钢箱梁简介

H45#～H46#段高架需跨越非标厂厂房，采用单跨65.25米简支钢箱梁结构形式，H45#墩设置临时支墩，由于非标厂厂房限制在H46#墩位置设置临时钢盖梁，跨中无法设置临时支墩，给施工带来相当大的难度，成为关键节点工序，本文重点讨论65.25米简支钢箱梁的吊装施工工艺。钢箱梁长度65.25m，宽度25m，安装标高为23.5m，由六片钢箱梁组对焊成，分片钢箱梁的外形尺寸、重量为：1#、6#边段钢箱梁尺寸65.25m×5.9m，重量252t；2#～5#中段钢箱梁尺寸65.25m×3.3m，重量228t。

3 吊装机械选型

根据70、65.25米跨径钢箱梁的外形尺寸、重量、安装标高。充分考虑施工现场的场地现状，吊装施工选用二台QUY400型400t履带式起重机加超级提升装置，利用这二台履带式起重机协同抬吊进行吊装作业。

4 吊装前的准备

钢箱梁吊装前对支座的坐标、尺寸、方位、标高及外观进行校核、复查。

钢箱梁吊装前应对架空的线路、以及有碍吊装作业的障碍物事先要进行清理干净。

现场临时吊装地基要处理好，尤其是履带起重机的吊装作业场地。

5 钢箱梁临时承重支架搭设

45#墩临时承重支架结构形式，主要由贝雷桁片组成，采用在临时承重支架上部安放钢柱和钢沙箱，直接支撑钢箱梁的重量，承重支架基础采用150cm厚宕渣+50cm厚的C30砼双层Φ20@100钢筋网片浇筑而成，临时承重支架与砼基础连接采用基础预埋Ф16螺纹钢与承重支架相连。

46#墩临时承重支架结构形式，由于受厂房未拆迁条件的制约，只能搭设临时钢盖梁形式。主要H型钢支架组成，全部采用焊接连接，在H型钢支撑上部安放钢柱和钢沙箱，直接支撑钢箱梁的重量，临时承重支架的钢柱支撑在砼承台上。

6 钢箱梁吊装施工方法

6.1 钢箱梁现场吊装流程

分片钢箱梁两段在胎膜架上纵向组对焊接→分片钢箱梁临时加固支架吊装→分片钢箱梁临时加固支架焊接→分片钢箱梁在胎膜架上模拟支座状况试吊装→分片钢箱梁吊装→分片钢箱梁在临时承重支架上调整拼装→分片钢箱梁临时固定焊接→各分片钢箱梁进行整体调整→钢箱梁整体焊接→焊接部位内外防腐处理→体系转换和临时支架拆除→整桥涂装。

6.2 施工特点及难点

根据现场施工环境及分片划分图，钢箱梁分片吊装顺序为：1#边段钢箱梁→2#中段钢箱梁→3#、4#、5#中段钢箱梁→6#边段钢箱梁。

钢箱梁属大型构件运输吊装，要充分考证运输过程中的限高、限宽等影响，并对线路的选择应进行实地论证。

6.3 钢箱梁的运输

本工程箱梁分块最大构件外形尺寸为：35.25m×4.75m×3.25m，重量约为125吨，用2台200吨级两线四桥炮车运输。

6.4 钢箱梁现场便道处理

需确保施工便道地基情况良好，满足梁车和起重机吊装时的通行要求，并且在吊机行走路线上横向铺设钢路基箱板。

6.5 钢箱梁分块

由于钢箱梁的重量大、长度长，运输条件差等原因，必须将钢箱梁分片，待吊装后到临时支架上后，再进行组装。钢箱梁横向共分6片梁，每片梁由2段现场地面拼装焊接而成。

6.6 分片钢箱梁胎膜架纵向组对

具体方法步骤如下：制作现场临时胎架→1#节段二块梁板组对→精确测量定位固定（作为后续梁段的定位工况）→悬臂组装至1#节段梁上→2#节段二块梁组对→3#节段二块梁组对→4#节段二块梁组对→5#节段二块梁组对→6#节段二块梁组对→悬臂组装

6.7 分片钢箱梁模拟支座状况试吊装

分片钢箱梁组对完毕后，对具有代表性的分片钢箱梁模拟支座受力状况试吊装，检验分片钢箱梁的刚度、挠度、变形及钢箱梁应力状况是否与设计一致。

6.8 钢箱梁分片吊装

（1）1#边钢箱梁吊装。按要求将六片钢箱梁全部运至现场临时拼装场地，按吊装顺序由里至外摆放后。在1#边钢箱梁南侧的临时地基上铺设好路基箱板，将QUY400型400t履带式起重机的作业半径定在9m，并按要求把主吊臂接至54m，挂设好超级提升配重装置。在钢箱梁上挂好吊索后，400t汽车式起重机与履带式起重机同时缓慢起吊，当钢箱梁吊离地面约200mm高时停止，检查二台起重机的受力情况是否良好，履带、支腿是否下沉，钢丝绳吊索、卸扣的受力是否完好正常。检查合格后继续起吊，当钢箱梁吊至够高的高度后，载重平板拖车及炮台车驶入钢箱梁的下方，钢箱梁固定后，二台起重机松下吊钩，摘除吊索及卸扣。钢箱梁运输到吊装区域，二台400t履带式起重机停在作业半径14m处，将主吊臂都接至54m，同时挂设好超级提升配重装置。

在钢箱梁上挂好索吊后，二台履带起重机同时缓慢起吊，当钢箱梁吊至一定高度时停止，载重平板拖车和炮台车驶离，将钢箱梁下落离地面约200mm。开始进行试吊，指挥二台起重机同步缓慢的起吊、变幅、松落，直至将起重机作业半径变幅到20m时停止。此时，400t履带起重机的额定吊装载荷为223t，检查二台起重机的受力是否良好、履带是否下沉、钢丝绳吊索及卸扣的受力是否完好，如正常则试吊完毕。

试吊成功后，二台履带起重机缓慢地再将作业半径变幅到18m，同时钢箱梁下落离地面约500mm高，拴好溜绳，起重机缓慢的向前行驶，直至行走到指定的位置停止，二台起重机再缓慢地起吊、变幅，直至将钢箱梁吊装到位。

稳住钢箱梁，找正方位，按要求指挥二台起重机缓慢的将钢箱梁下落到临时承重支架上，待钢箱梁临时固定安全后再摘除吊索及卸扣。

（2）2#-5#中段钢箱梁吊装。2#中段钢箱梁拼装焊接完成后，将钢箱梁现场运输至400t履带起重机吊装指定位置，运输方法及过程与1#钢箱梁相同。2#中段钢箱梁现场吊装与1#边钢箱梁吊装程序相同，其它中段梁片此依次吊装，直至全部完成。

（3）6#边段钢箱梁吊装。6#边段钢箱梁的运输方法及吊装过程与1#钢箱梁相同。

6.9 钢箱梁应力应变监控测量

根据设计、施工方案，采用沿横向分块、吊装施工，但考虑到钢箱梁横向分块后没有闭合箱室，各钢箱梁分块的刚度与钢梁整体相比，存在较大差别，预计安装梁段的变形会超过工厂预留值，且施工过程中结构强度、稳定性等均存在较大风险。因此，在吊装施工过程中考虑在钢箱梁中增加桁架支撑，并通过对安装方案的复核论证及吊装施工过程中的应力监控，以确保施工过程的安全及设计成桥状态的实现。

6.10 钢箱梁拼装焊接

钢箱梁各分片构件吊装就位后，应立即进行拼装焊接。由于各片构件长度长、重量大、属高空作业，各分片钢箱梁挠度不一致，且中间不设临时支墩，给拼装工作带来较大难度。因此，在每片梁吊装上去就位前不摘除吊索及卸扣，构件不能立即就位，而要使吊机承受一定的荷载，此时采用葫芦、千斤顶等设备进行人工拼装就位。拼装就位后，对于两片分钢箱梁采用码板和千斤顶等设备，调整钢箱梁的位置和接缝宽度，直至完全拼接符合要求并进行临时焊接后再摘除吊索及卸扣。待全幅钢箱梁调整就位，确保每片分钢箱梁之间的应力和应变稳定后，实施钢箱梁的箱室内外的整体焊接成型。

6.11 体系转换和临时支架拆除

待钢箱梁完全拼装焊接完成，经过检验合格后才能进行落架操作。采用沙箱落架，落架原则要同步、均匀、缓慢、分阶段实施，落架后受力体系将转变，由临时支架受力转变为墩顶支座受力，此时做好应力及变形的监测工作，对实测数据进行理论分析，保证整桥工程质量及安全达到设计要求。

7 结语

通过对本工程70米、65.25米大跨度钢箱梁整体吊装工作经验的总结和推广，能够很好的解决城市施工现场狭小，拆迁不到位，钢箱梁构件跨度大、重量大，吊装高度高，无法设置中间临时支墩等一系列的工程实际困难，有效地解决了大跨度钢箱梁整体吊装难题。该工程在杭州市政工程建设中具有一定的探索意义，为后续的德胜高架工程积累了一定的经验，同时也能够为其他类似工程提供良好的借鉴作用。

参考文献

[1] 铁路钢桥制造规范（TB10212-2009）[S].

[2] 大型设备吊装工程施工工艺标准（SH/T3515-

2003）[S].

[3] 石油化工工程起重施工规范（SH/T3536-2002）[S].

[4] 化工工程起重施工及验收规范（HGJ211-83）[S].

[5] 钢结构设计规范（GB50017-2003）[S].

作者简介：赵国华（1978—），男，浙江杭州人，杭州（九乔）国际商贸城江干区块建设指挥部办公室高级工程师，注册一级建造师、注册安全工程师，硕士，研究方向：土木工程、交通工程。