钢箱桥吊装施工技术及实例

任东平

钢箱桥吊装施工技术及实例

任东平

随着经济的发展，交通运输系统在国民经济的发展中起到了越来越重要的作用。高速公路作为交通运输系统的重要组成部分，在近些年得到了迅速发展。新修高速公路和既有的公路、铁路之间的交叉越来越多，施工环境越来越困难，施工难度也越来越高。鉴于钢箱梁桥自重轻、强度高、跨度大、对施工环境影响小等优势，而逐渐较多应用到跨越既有线的桥梁建设当中。但同时钢箱梁运输及吊装又受到现场施工环境的影响，这就要求在跨越高速公路施工过程中采取车流导改和合理分段吊装技术措施，这些技术在实际工程的应用中取得了良好效果。

一、工程概况

四川省简阳至蒲江高速公路，新市枢纽互通主线上跨成渝高速公路中桥桥梁上部结构采用钢箱梁，桥跨组成为20m+30m+20m，桥梁设计角度为94°。本工程钢箱梁桥施工难点在于钢箱梁的运输与吊装。钢箱梁的分段需结合制作、运输和安装工况全面考虑，分段过小，加大现场安装难度甚至无法安装；分段过大，要求有大型加工场地、同时对道路运输和现场吊装条件要求高。因该桥上跨的成渝高速公路车流量较大，经过对道路运输情况和现场工况踏勘，需在中跨钢箱梁架设时将成渝高速改到两侧紧挨的JS3、JS4集散匝道，因此，将桥梁运输和吊装宽度控制在6m以内，长度控制在20m左右，确保桥梁顺利运输和吊装。

二、吊装方案提出

1.交通导改方案

先施工在新市枢纽互通区内紧挨成渝高速公路的JS3、JS4集散匝道，待集散匝道施工完毕后，在新市枢纽互通上跨成渝高速公路中跨钢箱梁架梁过程中，成渝高速公路上过往车辆导改到JS3、JS4集散匝道上，集散匝道做为临时便道，双向四车道通行，待新市枢纽互通上跨成渝高速公路桥中跨梁架梁施工完毕，再将交通改回成渝高速公路。如下图1所示。

图1　交通导改示意图

2.钢箱梁吊装分段方案

本工程钢结构全部采用汽车运输，主体钢结构部分分为40段分段制作的钢箱梁部件加工制作。分段构件长度21m，最大宽度5.9m，最大高度1.8m，构件重量在35~55吨之间。本工程钢箱桥采取工厂分段制作好后运至现场分段吊装。钢箱桥三跨总长度为70m。长度方向中间30m跨钢梁在高速路中心线处断开，两端20m跨各为一个吊装段；宽度方向，11.75m宽的桥从中间划分，16.25m宽的桥均分成三幅。根据以上划分原则，整个钢箱桥划分成40个吊装段，具体分段示意图如图2所示。

图2　构件吊装分段示意图

3.钢箱梁安装顺序

从左到右开始安装，即从简阳方向向蒲江方向安装。具体安装流程如下：安装吊装左侧21m钢箱梁、焊接、现场涂装完→施工完成成渝高速公路两侧的辅道→封闭成渝高速路，将车流引入两侧辅道上，安装中间跨的临时支墩→吊装中间跨、完成焊接及现场涂装、防撞护栏→清理成渝高速路上的施工设备→还原成渝高速路，成渝高速正常通行→安装右侧18m跨钢箱梁，完成现场焊接及其涂装→安装完毕。

4.钢箱梁吊装实施

（1）主桥安装吊车选型

根据钢箱梁吊装方案，以吊装最重55t钢箱型梁为例，选用徐工200t汽车吊，根据徐工200t汽车吊性能，满足吊装要求。

（2）吊装步骤

现场吊装顺序从左到右，由于中间跨安装时需要将高速路改道，因此需提前施工完成高速路两侧的JS3、JS4集散匝道。安装中间跨时，JS3、JS4集散匝道作为辅道保证成渝高速道路车流正常通行。吊装顺序由跨中向两边依次进行。

①安装左侧21m钢箱梁。在安装21m钢箱梁前，需要提前施工完成成渝高速两侧JS3、JS4集散匝道，达到车辆的通行能力，首先吊装此跨，具体详见图3所示。

图3　21m跨吊装示意图

②焊接与涂装21m跨如图4所示，该跨现场焊接及其涂装完成再进行下一步安装。

图4　21m跨涂装示意图

③安装中间跨临时支墩及吊装中间跨。安装前，联系好交警和路政，将车辆导行至集散匝道，封闭主路。安装临时支墩，支撑基础搁置在已有高速路道路中间，底部垫实。安装临时支墩及车辆通行示意图详见图5所示。中间跨12.6m跨吊装过程如图6所示。

图5　中间跨临时支墩安装及车辆通行示意图

图6　12.6m钢箱梁吊装示意图

④18.4m钢箱梁吊装顺序。吊装完12.6m钢箱梁后，开始吊装18.4m跨，吊装示意图如图7所示。

图7　18.4m吊装示意图

⑤安装完中跨后，完成所有现场焊接、涂装以及护栏，其施工布置详见图8所示。

图8　中间跨现场施工布置图

⑥中间跨安装完毕，将车流改回成渝高速，两侧集散匝道禁止车辆驶入，准备安装右侧跨的18m钢箱梁桥。钢箱梁运输车辆及其汽车吊进入，吊装完毕后，完成该段所有现场焊接及其涂装。其施工布置图详见图9所示。

图9　18m钢箱梁现场施工布置图

（3）临时支墩可靠性验算

临时支墩设置是本工程钢箱梁吊装的重要步骤，本工程临时支墩方案图如图10所示。

图10　临时支墩方案图

本工程11.75m宽箱梁自重为365吨；中间30m跨自重160吨；两端20m跨自重为102.5吨。选取的施工荷载为2.0KN/m2。施工荷载取值为：2.0*11.75*15=352.5KN，合计35.25t，结构自重80t，吊装荷载（按活荷载考虑）： F1=43.3t、F2=29t、F3=43.3t。根据上述方案和工况分析，建立分析模型。其应力简图如图11所示。通过用midas Gen软件校核，临时支墩满足设计要求。

图11　应力简图

三、结语

本工程钢箱桥施工难点在于钢箱梁运输与吊装和既有高速公路疏导。通过对现场起吊能力、位置布置及安装顺序将桥体划分为若干吊装区块，最终桥梁运输和吊装宽度控制在6m以内，长度控制在20m左右，确保桥梁顺利运输和吊装，同时提高了工效，并实现良好的经济效益。从本工程实施效果表明，该工程钢箱梁桥所采取的吊装方案是可行的，为同类工程施工提供参考实例。

（作者单位：中铁二十局市政公司）

由于值班编辑审查疏忽，本刊2012年11月期，刊登的《EPC工程项目须注意的问题》完全剽窃了杨秀梅同志《大型EPC项目中总承包商须注意的问题》一文，特向杨秀梅同志表示歉意，并对吴大平的剽窃行为予以谴责。