汽车起重机吊装预制梁技术及效益分析

罗建军，邓 炜，汤 毅

(1.湖南省高速公路投资集团有限公司，湖南长沙 410022;2.沪昆高速公路潭市互通工程建设项目部，湖南湘潭 411400;3.湖南省高速百通建设投资有限公司，湖南长沙 410022)

1 工程概况

潭市互通于G60沪昆高速公路K1129+300处新建，位于湖南省湘乡市境内。改建主线长1.067 km，新建匝道长2.88 km。C匝道上跨沪昆高速公路，桩号CK0+231.285，交角107.3°，桥下净高5.5 m。上部构造为2×30 m预应力混凝土T梁，先简支后连续，桥长72.6 m，桥面宽度15.5 m。0#、2#桥台为U型桥台，扩大基础。1#中墩设在1.5 m中央分隔带内，柱式墩，桩基础。主线中央分隔带内有18孔管道及3根光缆需改移。

本跨线桥立面示意如图1。

图1 跨线桥立面示意图(单位:cm)

2 方案确定

在本桥施工安全及交通组织方案选择上，针对本桥施工区段交通流量大，行车速度快，安全隐患多及交通安全保畅要求等情况，以T梁安装施工对沪昆高速公路通行的影响为重点，提出3套架梁方案:即架桥机，搭通行孔的支架，吊车吊装。于2013年3月27日召开专家评审会，经反复研究、多方会审确定采用现场施工时间短的大吨位汽车起重机(以下简称:吊车)双机抬吊T梁安装方案，以减少施工对高速公路通行的影响。

3 吊装设计

3.1 吊车性能特点

吊车是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置，具有汽车的行驶性能，机动灵活，行驶速度快，可快速转移，转移到作业场地后能迅速投入工作等特点。吊车的起重量范围从8～1 000 t，相应的底盘车轴数有2～10根。吊车作业时需伸出支腿保持稳定，通过起重臂的旋转、变幅和吊钩的升降，将预制梁吊运至墩台支座的正上方，然后缓慢降钩、落梁。

3.2 性能参数要求

起吊物单片T梁长30 m、高2 m，边梁C50砼28.33 m3、重量 74 t，中梁 C50 砼 28.81 m3、重量 75 t。考虑梁附带物品重，取起吊物重76 t。桥横向7片T梁/孔，梁间距2.25 m，边梁翼板宽1.85 m，中梁翼板宽1.7 m。台帽及墩盖梁支座顶面标高为90.14～89.53 m，沪昆高速公路路面标高84.56 m，经计算吊车性能参数［1］得出:单机起重量 Q≥43 kN，起重高度H≥11 m，臂杆长度L≥22 m，起重半径R≥18 m等。

3.3 吊车机型选择

经查起重机性能参数表，选定由2台220 t吊车双机抬吊安装预制T梁，另备用1台50 t吊车辅助起吊。为减少吊车转移时间，在预制场安排2台130 t吊车双机抬吊预制T梁装车。

3.4 机具配置

起重索经计算，查表选用6×37直径Φ 36.5 mm且钢丝强度极限1 700 MPa的钢丝绳［1］。配置1辆运梁拖车及需要的手拉葫芦、钢路基板、钢板、枕木等配套机具。

3.5 吊装人员

指挥1人，安全员2人，运梁拖车2人，吊车机手5人，起重工8人，普工4人。

3.6 场地布设

T梁预制场设在跨线桥北CK0+300～CK0+360段路基上，预制及存放14片30 m T梁，预制场标高91.85 m。吊装作业区设在桥台和临时封闭的沪昆高速公路半幅路面上，最大运梁距离200 m，吊装作业总重量1 064 t。

吊装平面布置示意如图2。

图2 吊装平面布置示意图

4 吊前准备

1)检查桥梁下部结构是否达到吊装T梁要求，桥台和支座的安装正确无误。将吊车及运梁拖车的行走道路清理并压实，拆除障碍，确保现场运梁道路、场地满足吊装要求。各墩台的支承垫石提前用墨线弹出十字线即标记，确保支座的位置符合设计要求。

2)运梁道路从2号桥台西侧修建施工便道，宽6 m，填平沪昆高速公路边沟，穿过中央分隔带，至A匝道及0号桥台西侧整平，用碎石及水泥稳定碎石基层料硬化运梁道路路面，保证运梁转弯半径，确保其平顺性。

3)对预制场存放的T梁按安装先、后顺序吊移梁位、排序，运梁拖车运T梁至吊装作业区，尽可能减少起吊臂长，停稳在设计的吊位处。

4)吊梁分北跨、南跨2次，计划用时各2 d，相应的借道分流、半幅封闭交通管制分2次进行。按审批的交通管制方案及相关规定，打开跨线桥前、后中央分隔带的K1128+110、K1130+150两个开口，在交警、路政的指挥下，设置各种标志标牌及交通安全配套设施，封闭沪昆高速公路半幅路面形成安全的吊装作业区，借另半幅分流车辆双向通行。见图3、图4。

图3 装梁运输

图4 中央分隔带开口交通管制

5 吊装作业

5.1 作业流程

吊车就位→运梁→绑扎→吊升→对位→较正→梁临时固定。

5.2 T梁装车及运输

将2台吊车分别立于预制场T梁两端，双机起吊，将T梁装上运梁拖车。采用5 t手拉葫芦或钢丝绳将梁体和拖车连接固定，每车固定两道，使拖车和T梁形成一体，防止运梁过程中梁体的移动、倾覆等。

5.3 北跨吊装

在各项准备工作完全做好的情况下，开始组织吊车进场就位工作。吊车按照设计的停车位就位，放好支腿，保证吊车稳固。当北跨2#台－1#墩T梁吊装时，将1台220 t吊车立于沪昆高速公路北半幅的路面上，1台220 t吊车立于2#桥台背处，然后运梁拖车将梁体依次运至吊车，靠近停稳，双机抬吊作业，依次将T梁吊装、就位。为了防止单片梁倾倒，先吊2#中梁，梁体对准支座中心线，校正垂直，临时固定，稳住2#中梁，再吊1#边梁就位，将1#边梁与2#中梁焊接于一体，然后吊3#～7#梁依次类推，将7片T梁的横隔板、湿接缝等钢筋焊接。见图5、图6。

图5 吊车辅助起吊

图6 双机抬吊北跨1#边梁

5.4 南跨吊装

1台220 t吊车立于0#桥台背处，另1台220 t吊车立于靠1#墩的沪昆高速公路南半幅路面上。原方案南跨T梁应从已安装好的北跨T梁上运、移梁。因湿接缝施工养生时间太长及考虑梁体的安全等因素，经协商一致，在交警的严格管制下，北半幅临时中断双向通行1～3 min/次，运梁拖车先将南跨的2#中梁运至吊车，靠近停稳，双机吊抬，将2#中梁安放就位、固定，再吊1#边梁就位，将1#边梁与2#中梁焊接于一体，然后吊3#～7#梁依次类推。见图7、图8。

图7 双机抬吊南跨2#中梁

图8 全桥吊装就位T梁

6 吊装注意事项

1)吊装作业人员必须分工明确，专人统一指挥，统一信号。吊车操作人员必须听从指挥，持证上岗。指挥人员发出的信号必须明确。指挥人员和吊车机手必须配合默契，特别在即将就位时，应使梁端对准控制线、停留稳定。

2)严格遵守操作规程，坚持吊前试车、检查。吊车行驶道路及支腿地面必须坚实，支腿安置稳固。如遇松软地面，必须铺放枕木，钢路基板。吊车作业时，起重臂最小仰角应大于45°，起重量不得超过其额定起重量的80%。每吊装一片梁进行一次试吊，试吊时将T梁吊离地面0.1 m，悬空10 min，以检验吊车的刚度和稳定性，检查吊车的性能，不得带病作业。

3)机手素质要高，有吊装经验。吊梁起升和下降速度应平稳、均匀，不得突然制动。两台吊车的升降、运行应保持同步，T梁应保持水平状态。由于提升、运行、转向、操纵等工作由机手一人完成，两机手要相互密切配合，保持动作协调。吊车作业时，吊车机手应能看到T梁的运行情况，吊物离周边障碍物的距离必须大于50 cm。

4)严禁夜间进行吊装作业，光线不好时设置充足的照明。雷雨天气禁止吊装作业，遇有五级及以上的大风时，停止吊装作业。T梁悬吊过程中，梁下及吊臂下方严禁过人、站人等。

5)使用前仔细检查钢丝绳及索具等，如有损伤，则不得使用。钢丝绳与T梁构件间应加木板、麻袋等，以减少对钢丝绳的摩擦。穿、绑钢丝绳时必须用土工布包裹，防止损坏梁体及磨伤钢丝绳。

6)吊装作业时，如出现吊车倾斜、支腿不稳等异常现象，应立即下降T梁，落在安全地方，不得悬挂在空中。并事先做好必要的应急准备，保持救援通道的通畅，防止损失扩大。

7 效益分析

1)吊车进出场方便及转移作业机动、灵活。吊装T梁的1台220 t吊车立于桥台背处中央不需移动，另1台220 t吊车开进封闭的半幅路面，安置于桥下，转移吊车1次。

2)吊梁作业时间短。经双机试吊、抬吊、移梁、就位、临时固定等操作，吊装第1片T梁的用时稍长为2 h，后续依次用时减少，最快的仅用0.5 h，平均用时为50 min/片梁，大大加快了施工进度。

3)吊梁定位精准。吊梁至设计位置时，静置一段时间稳定后，梁体标记与支座标记对齐，缓慢落梁。如未对齐，稍提升梁体，修正位置后落梁，保证安装偏差控制在容许值内。并注意保护T梁的边角不被碰伤，确保安装质量符合规范要求。

4)交通分流时间短。按借道分流、半幅封闭交通管制方案，从早上7点开始摆放好醒目、规范、齐全的交通标志、标牌及锥形筒。上午9点经路政、交警检查后打开中央分隔带开口，借道分流，半幅双向通行，吊车进入吊装作业区吊T梁就位，至搭设梁底防落物棚等临时安全防护设施，下午6点就解除了交通管制，全程交通管制时间为11 h/次。7月13、26日分别吊装北、南跨各7片T梁，半幅封闭交通管制共用时2 d 22 h。

5)交通管制投入少。在双机抬吊T梁半幅封闭的2 d中，交通管制人员共7人/d，未出现交通事故及车辆抛锚，未动用清障车。而如果用传统的搭设门洞方式施工，其交通管制时间一般在150 d以上，交通管制维护人员必须24 h值勤，人数不小于5人/班，很明显双机抬吊半幅封闭的时间很少，人数少，相应的费用也大大减少。同时相应造成的交通标志、标牌及锥形筒损坏及遗失明显减少，相应发生的车辆抛锚几率少，应急设施投入少，仅此估算减少建设成本在100万元以上。

6)施工占道时间短，交通拥堵少。因传统的搭设门洞通行宽度(一般7.5 m)限制，加上交通管制区段长，车流量稍大，就出现经常性的交通拥堵及事故频发。而吊车吊梁作业快，施工占道时间短，并可避开流量高峰时段吊装作业，相应因施工带来的交通拥堵现象将大大减少。据不完全统计，较传统的门洞比较，拥堵率减少在96%以上，同时减少了持续交通对后续施工结构的扰动。

7)施工节能减排，突显社会效益。施工区段的车辆通行基本顺畅，大大减少因拥堵导致的汽车尾气排放，降低碳排放，节约能源。并减少施工扬尘及噪音，环境友好，减少对来往群众的出行影响，群众意见少，社会反响好，社会效益明显。

8 结语

通过沪昆高速公路潭市互通跨线桥T梁吊装工程实践，得出的主要体会如下:

1)采用双机抬吊30 m预制T梁技术，仅用2 d时间，快速、圆满完成了潭市互通跨线桥T梁安装任务，全过程未发生任何施工及交通安全事故，未出现施工质量及结构安全问题，对高速公路的设施未造成损坏，取得了良好的经济效益和社会效益。

2)吊车的工作安全是保证跨线桥建设安全的关键。目前，吊车的品种和数量很多，为吊装施工提供了便利。值得注意的是，在吊装设计及选型上，必须根据吊装预制梁的重量、尺寸及空间位置等数据，科学合理地配置吊车及索具，选定的吊车性能参数必须与起吊物的重量、起升高度等要求相匹配，并有一定的安全储备。相应的起重吊装作业人员应具备相应的资格和操作经验。

3)快速的吊车作业，减轻交通保畅压力。吊车具有快捷、安全、经济等特点，既非常适应于高速公路跨线桥施工场地，又能保证吊梁的安装质量和进度，可以单机多机吊装作业，因吊车吊梁效率高，现场施工时间短而大大缩短了交通管制时间，大幅度地减轻了交通保畅压力，加快跨线桥施工进度，降低建设成本等。

4)运用吊车吊装技术，有效解决跨线施工对交通的影响。随着我国经济的高速发展，高速公路的交通流量在日益增大，我们将面临通行保畅更高的要求和跨线施工更大的挑战。我们应充分发挥现代吊车的优势，优化跨线施工交通组织方案，不断完善和创新桥梁预制吊装技术，力争跨线施工对交通的“零干扰”。

5)目前，吊车已普遍应用于公路小跨度的梁板安装，但用于大跨度、大吨位的梁体安装较少。随着桥梁施工标准化、集约化的不断深入，本次成功的吊车吊装预制梁工程实践，对今后类似的跨线桥工程建设具有一定的指导及借鉴意义，并将促进汽车起重机在公路桥梁建设中的应用。

［1］JGJ 276－2012，建筑施工起重吊装安全技术规范［S］.