大吨位钢箱梁履带吊吊装施工

王陈

（南通市交通建设咨询监理有限公司，江苏 南通 226000）

大吨位钢箱梁履带吊吊装施工

王陈

（南通市交通建设咨询监理有限公司，江苏 南通 226000）

本文简要介绍了南通市某高架工程上跨主线高架桥的钢箱梁吊装施工。吊装节段最重211.5 t，采用CC2500-1型500 t履带式起重机加超级提升装置进行吊装作业。临时支架采用400×8的钢管和［16槽钢组成格构式钢支架。箱梁焊接完成检测合格后进行体系转换，将钢箱梁平稳落在永久性支座上，并拆卸临时支架。

钢箱梁：吊装：临时支墩：高架桥

1　工程概况

南通市某高架新建互通立交工程，其中4联匝道上跨主线高架，采用钢箱梁结构。4联匝道分别为：A匝道第十三联（跨径28 m+37 m+23 m，第二跨A39—A40跨越主线高架）、B匝道第八联（跨径38+37+38 m，第三跨B25—B26跨越主线高架）、E匝道第七联（跨径28 m+38.5 m+28 m，第二跨E21—E22跨越主线高架）、G匝道第三联（跨径28 m+ 38.5 m+28 m，第二跨G8—G9跨越主线高架）。

钢箱梁采用单箱双室等梁高截面，横剖面一般结构如图1所示。

图1　一般剖面图

本工程属于市政高架工程，施工场地较小，且施工期间不得中断交通，给跨越主线高架桥吊装钢箱梁大节段施工带来诸多困难。

2　钢箱梁分段

4个匝道横向宽度均为10 m，纵向方向长度分别为94.5 m、88 m、94.5 m、113 m，考虑到制作、运输等因素需要划分成若干节段，每个节段沿中心线位置划分为2个块。

在分段制作时，顶板、腹板及底板的错位位置应方便吊装，以G匝道为例，分段立面划分如图2所示。

图2　分段立面划分图

其中跨高架段拼装完成后呈“凸”字形，跨高架段吊装完毕后，其余梁段再依次吊装。

3　吊机选择

根据上述匝道上钢箱梁的外形尺寸、重量、安装标高。经综合考虑，选用：CC2500-1型500 t履带式起重机加超级提升装置进行吊装作业。

由于施工现场路面条件差，在吊装钢箱梁设备时，履带吊行走路线均需用碎石铺设并找平。

CC2500-1型500 t履带式起重机（主吊臂+超起模式）参数如下：

主吊臂长：36～84 m；

履带尺寸：10.9 m×9.0 m；

超起桅杆：30 m；

挂设：200 t超起配重，超起；

配重半径：16 m；

履带式起重机挂设160 t后配重和40 t车身压重，360°回转。额定起重量见表1。

4　临时支架

4.1临时支架施工工艺

表1　额定起重量　t

图3　临时支墩立面图（单位：mm）

4.2临时支架强度计算

根据钢箱梁分段安装的要求，钢桥架设采用临时支墩，分段吊装架设方法。为确保安装顺利进行，按原设计图在每个分段接头处设临时支墩，起到支撑作用和调整作用。B匝道B24—B25跨钢箱梁为最大重量梁段，梁段重约211.5 t（含两侧防撞护栏重量），其中单个临时墩承受一半的重量，出于安全考虑取轴心压力的设计值N=2 000 kN。

每段钢箱梁节段端口有4根支柱，在计算单根钢柱受力时，考虑到跨高架大节段中间需加支柱，同时钢柱之间又以钢件连接（加设斜拉），所以稳固性远比单根的强。

依据《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）计算方式，根据轴力验算构件。400×8钢管截面特性:A=98.52 cm2，ix= 13.862 cm，iy=13.862 cm。

钢材牌号:Q235；钢材强度折减系数:1.00；计算长度取lox=loy=3.0 m；容许长细比:[λ]=150.00。

（1）强度验算

构件截面的最大厚度为8.00 mm,根据GB 50017—2003表3.4.1-1,f=215.00 N/mm2，根据式（5.1.1-1）计算得:

强度满足要求。

（2）稳定性验算

按式（5.1.2-2）进行计算:

支撑钢管为双轴对称截面，根据GB 50017—2003表5.1.2-1，对于X、Y轴，均属于a类截面，查附录C，采用内差法得稳定系数φ为0.976。两个主轴方向的长细比为21.64，小于容许的长细比150.00，根据规范中式（5.1.2-1），有:稳定性满足要求。

4.3支架基础方案及计算

经过对该地区地质报告的分析和现场的勘察,同时为了避免破坏地下管线，本工程的支架基础全部采用扩大基础的方案。进场后,根据钢箱梁安装吊车、运梁车的需要,进行现场场地平整硬化,并准确定出临时支架及基础的具体位置。

支架搭设位置有钢筋混凝土承台和原路面两种。在混凝土路面上的支架位置处，再浇注C30混凝土条形基础，尺寸为8.5 m×4 m×0.3 m（长×宽×高）内配钢筋12@250双向布置混凝土基础。钢管位置顶部预埋500 mm×500 mm×16 mm的钢板，与支撑钢管焊接固定。

由于箱梁最大重量约为211.5 t，支架需承受一半（约为105.8 t）的重量，出于安全考虑设定该支架需承受150 t的荷载(含钢管支架重量在内)。

混凝土独立基础重量：4 m×8.5 m×0.3 m× 2.4 t/m3=24.48（t）。

地基承载力计算：（150+24.48）t/（4×8.5）m2=5.132（t/m2）。

满足地基承载力要求。

5　吊装工艺

5.1B匝道B25—B26大节段钢箱梁吊装

（1）在B匝道拼装场地的东侧，B26桥墩附近的临时地基上铺好路基板，将CC2500-1型500 t履带式起重机按要求组对好主机、履带板，挂设好160 t后配重和40 t车身压重，以及超级提升配重装置，同时接好60 m主臂。

（3）此时的500 t起重机主臂长60 m，作业半径16 m，挂设超级提升配重装置后的额定吊装载荷为310 t，指挥500 t起重机缓慢起吊，当钢箱梁设备吊离地面约100 mm时停止，检查500 t起重机的受力是否良好；检查500 t起重机的履带是否下沉；检查钢丝绳吊索、卸扣的受力是否完好。

（4）指挥500 t起重机开始试吊，指挥500 t起重机缓慢起吊、变幅、松落，同时始终保持钢箱梁设备离地不超过200 mm，直至将钢箱梁试吊到半径26 m时停止。此时500 t起重机额定吊装载荷为226 t。

（5）检查500 t起重机的受力是否良好；检查500 t起重机的履带是否下沉；检查钢丝绳吊索、卸扣的受力是否完好。如正常则试吊完成，指挥500 t起重机缓慢地再变幅，将作业半径变至18 m。

（6）指挥500 t起重机缓慢回转，当钢箱梁设备快要碰到桥墩或脚手架时，停止。指挥500 t起重机缓慢起吊，直至将钢箱梁吊离超过桥墩高后，再进行回转，最后将钢箱梁设备吊到桥墩的正上方。

（7）稳住钢箱梁跨高架大节段找正方位，按要求指挥500 t起重机将钢箱梁梁段缓慢松落在临时支架上。再进行检查，经确认安全无误后，将钢箱梁梁段稳固好后，指挥500 t起重机缓慢松下吊钩，摘除吊索、卸扣。

（8）使用上述的方法、步骤、要求，指挥500 t起重机吊装各匝道跨高架桥大节段，如图4所示。

图4　吊装示意图（单位：m）

5.2500 t起重机受力计算

已知：B匝道跨高架桥大节段重：182.4 t（含防撞护栏重量）

500t起重机吊钩重：8.5 t

上述合计为：

182.4t+8.5 t+3 t=193.9 t

226t＞193.9 t，故安全。

5.3钢丝绳吊索受力计算

478 000kg×0.8（折减系数）=382 400 kg

当安全倍率K=6时：

382 400kg÷6=63 733 kg

63 733kg×4（根）=254 933 kg=254.933 t

254.933t＞185.4 t，故安全。

5.4500t起重机对地面压强计算

500t起重机在使用超级提升装置吊装钢箱梁时对地面的压强受力计算。

∑1=500 t履带式起重机自重：375 t

∑3=超级提升配重：250 t

∑4=钢箱梁设备重：182.4 t

上述合计为

500t履带式起重机的履带下使用4块 (每条履带下使用2块)路基箱板：

已知：500 t履带式起重机对地面的压强不得大于14.9t/m2，12.863 t/m2＜14.9 t/m2，故安全。

6　体系转换和临时支架拆除

在完成钢箱梁焊接后，需对所有的对接焊缝进行相应的超声波检测。检测合格后开始进行体系转换将钢箱梁平稳落在永久性支座上对临时支架进行拆卸。

（1）卸载支撑拆除

钢梁焊接完毕并经检查合格后，即可拆除卸载支撑。拆除卸载支撑时，采用气焊切割破坏性拆除，每件卸载支撑切割至最后10 mm时停止切割，检查周围状态，无异常后再彻底切断卸载支撑。

（2）临时支撑拆除

临时支撑的拆除采用倒链拆除，倒链挂在端梁预先设计的耳板内。拆除时首先将临时支撑的侧面割除，使每榀临时支撑成2组独立桁架，切割临时支撑与路基箱的焊缝，边割边缓慢回钩将桁架放平至地面，最后采用吊车将其吊走。

7　结　语

在市政高架中采用大吨位履带吊进行钢箱梁吊装施工，可成功地解决场地受限、不中断交通等困难，为以后类似工程施工提供了借鉴。

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[2]田坤，李龙龙.跨越既有轻轨线钢箱梁安装技术[J].现代城市轨道交通，2011（5）:63-65.

[3]郜振宇，孙晓军.钢箱梁施工中的吊装及测控技术[J].公路交通技术，2008（2）:71-74.

[4]常大宝.泰州长江大桥钢箱梁吊装施工关键技术[J].中外公路，2012（4）:196-199.

[5]裴宾嘉，聂东.荆岳长江公路大桥北塔区钢箱梁吊装施工方案计算[C].上海：桥梁杂志社，2011（7）:59-69.

[6]赵永红.苏通大桥钢箱梁吊装临时支架结构分析[D].成都：西南交通大学，2006.

U445

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1009-7716（2016）03-0089-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.03.027

2015-12-11

王陈（1980-），男，江苏南通人，本科，总监，工程师，从事工程监理工作。