城市钢结构桥梁的吊装施工

李健康

摘 要：随着我国近年来建设完成的大规模基础建设和超级工程，横空出世的公路、铁路及隧道桥梁获得了举世瞩目的成就。世界桥梁业存在着以下观点：二十世纪七十代前桥梁建设看欧美，九十年代桥梁建设看日本，二十一世纪桥梁建设看中国。随着桥梁施工技术的快速发展，我国桥梁建设水平位居世界领先地位。由建设通车的杭州湾、港珠澳等跨海大桥可以发现，大跨、高墩是对桥梁技术难度的一个重要衡量指标。与此相比较而言，城市桥梁较为简单一些，普遍认为不具有较高的技术难度。而城市桥梁在实际中具有较为复杂的施工工艺，高精度要求，通常受到场地条件的限制，既有道路通行對其产生一定影响。尽管桥梁建设规模不大，但并未减小难度。本研究结合城市钢结构天桥工程，在城市钢结构桥梁建设中较深入地探讨了吊装施工重难点。

关键词：桥梁吊装施工;城市钢结构;重点难点

中图分类号：U445.4 文献标识码：A

0 前言

二十世纪七十代前桥梁建设看欧美，九十年代桥梁建设看日本，二十一世纪桥梁建设看中国。随着桥梁施工技术的快速发展，我国桥梁建设水平位居世界领先地位。由建设通车的杭州湾、港珠澳等跨海大桥可以发现，大跨、高墩是对桥梁技术难度的一个重要衡量指标。与此相比较而言，城市桥梁较为简单一些，普遍认为不具有较高的技术难度。而城市桥梁在实际中具有较为复杂的施工工艺，高精度要求，通常受到场地条件的限制，既有道路通行对其产生一定影响。某电车天桥是将站点与外围连通的一个通道，因处于道路中间的有轨电车轨道需对机动车道跨越后，使有轨电车站点方可到达，天桥将这种问题妥善解决。在有轨电车工程中，完工的天桥属于其配套工程，不只是便于乘客抵达有轨电车车站，还可尽量使有轨电车减少影响周围交通的程度。

1 城市桥梁工程基本情况

某有轨电车是城市重大建设项目，合同总造价近4 000万元，建设时间8个月。本桥梁工程主要有两座天桥，拟建呈南北走向的一天桥，将东西向道路跨越，桥梁65米长，8～10米长，是按照32+32米跨径组合的中桥。另一天桥跨越道路时采用35+37米的2孔连续钢箱梁结构，桥梁76.5米长，7米宽，天桥将有轨电车跨越采用20.1+48+6.6米的3孔简支梁桥，7米宽，其中在20.1米孔中有轨电车由其下方通过。两座桥梁都采用钢结构，为减轻施工中对交通的影响，采用了桥梁吊装施工方法。钢箱梁主要采用等高连续直腹板钢箱梁，单箱单室结构的横断面，根据平坡设计顶、底板。

钢箱梁为2.4米高的梁，6.5米顶宽，4.5米底宽，3.98米箱梁悬臂长。将U形加劲肋设于顶板下，U形加劲肋板共约8毫米厚，60厘米间距。开口加劲肋设于底板，16×21厘米截面，40厘米间距。开口加劲肋设置在腹板，12×16厘米截面，40厘米间距。通常横隔板采用2.25米间距，普通横隔板板12毫米厚，支点横隔板板20毫米厚，端支点横隔板板2厘米厚。通过焊孔焊后焊缝要求采用密封胶进行密封，支点部位横梁未设有检修人洞，检修人洞设在与端支点靠近的横隔板部位箱梁底板，以确保箱梁检修维护通道的实际需求。

2 划分钢箱梁块体节段

在桥梁施工中，钢箱梁分段吊装施工是广泛应用的一种施工技术，具有较为复杂的施工环节，且施工精度具有极高的要求。若过大的分段节段，对于运输不便，对于变形控制也十分不利。所以，应对运输便利性及变形控制综合考虑，科学合理的划分节段。与现场实际情况相结合，对节段运输及吊装施工进行综合考虑，在加工厂内对钢箱梁节段分节段进行制造，沿纵桥向将钢箱梁按照若干个大节段进行划分，各大节段再向2个小节段横向划分及加工制造。划分钢箱梁的基本原则为：沿横向将钢箱梁节段向2个块体进行划分，纵向划分后按照18米左右控制最大长度，单个节段块体控制不超过42吨重量，本工程钢箱梁为694吨总重。

3 钢箱梁节段运输

运输钢箱梁构件过程中，应严格遵循的基本原则主要有以下两个，一是运输构件过程中应确保其较高的安全性。二是应确保运输构件科学合理的次序，以免导致因运输构件混乱的顺序引起延误施工工期问题。在准备运输构件过程中，应对搁置待运构件地点的选择合理，确保其干燥环境并采取覆盖措施处理构件，以免其发生生锈问题，并确保放置地点的支撑力提供充足，以免发生下沉。为使钢构件有效避免相互之间发生挤压而产生一定程度的形变，在放置构件过程中应对各层构件维持其垫枕支点的垂直线处于相同情况。此外，为使运输整个过程确保规范有序性，应对待运构件各部分科学分类并进行编号，使装车过程的完成确保快速有序。

4 城市钢结构桥梁工程吊装施工

4.1 吊装整个过程的部署

在工厂内本工程钢梁的加工按照分节段加工方式，再采用汽车陆运方式向施工现场进行运输。与现场实际及钢箱梁分段相结合，钢管格构临时支墩在陆地及水中相应位置分别设置在钢梁下部。匝道钢箱梁按照2个区域吊装进行节段，水中区域安装钢梁采用不小于70吨的单台浮吊，陆地区域梁段与块体重量相结合在安装中采用80～160吨的单台汽车吊。

4.2 吊装的整个过程和步骤

临时支架在现场主要分为临时支架1、临时支架2及临时支架3三类，其中在中央分隔带部位的桥墩承台顶面设置临时支架1，在机动车非机动车分隔带部位及道路两侧边缘部位设置临时支架2，在水中区域设置临时支架4。不只是中央分隔带部位的桥墩，其余桥墩区域都不对临时支架进行设置，将型钢垫块设置在桥墩顶部，在桥墩顶部直接搁置钢箱梁块体。

吊装钢箱梁块体的整个过程及步骤以3号钢箱梁为例进行分析，一是放线临时支架位置、钢管桩在水中临时支架进行打桩施工、制作安装钢管格构支架。二是3号钢箱梁的两个块体采用浮吊安装，并固定好临时支架，对钢箱梁适时进行对接纵缝的焊接。三是对3号钢箱梁的两个块体采用浮吊进行安装，对钢箱梁适时进行纵缝及环口对接焊缝的焊接。四是3号钢箱梁两个块体采用浮吊进行安装，对焊接钢箱梁适时进行纵缝及环口对接焊缝。五是将2号、4号钢箱梁各块体采用汽车吊进行安装，对钢箱梁的纵缝适时进行焊接，安装完成钢箱梁。六是将下部临时支架、施工附属设施、现场涂装钢箱梁及拆除钢箱梁成桥。

4.3 钢柱吊装

一是在吊装前钢柱应在构件表面将控制线标出作为校正的重要参考依据，并且采用次梁、柱间支撑等链接将每校正完成的钢柱与前根钢柱并进行固定。二是采用斜吊法结合旋转法进行吊装，绑扎钢丝绳与接触钢构件之间，对钢构件采用软材料进行妥善保护，避免损坏钢构件及钢丝绳，边回转边起钩的起重机旋转而直立钢柱绕柱腳，立钢柱时，先将预留螺栓插入钢柱脚螺栓孔，使吊臂回转，大致垂直后的钢柱头初拧螺栓。三是对钢柱脚的轴线进行校正前先对其进行检查，使其符合有关规范要求，再对标高进行检查，可采用垫板进行控制钢柱标高，在与地脚螺栓临近区域设置垫板的钢柱底板。四是经初校钢柱，控制垂直度偏差不超过20毫米可采用起重机进行脱钩，采用两台经纬仪对钢柱垂直度进行校正。

4.4 吊装方案

吊装水中区域的3号钢箱梁块体，由公路向安装位置进行运输，再将浮吊直接卸船进行安装，与划分的块体节段相结合，水中区域的3号钢箱梁单件节段块体最大为41.5吨重量，70吨浮吊起重臂为32米长，吊装作业过程中，以17.5米为作业半径，按照50吨额定起重量，42吨实际起重量，起重荷载率为84%，与有关要求相符。与2号钢箱梁相结合，在有轨电车区域跨越的2号钢梁采用160吨单台汽车吊进行安装。吊装两个块体时，起重臂为21.9米长，9米作业半径，60吨额定起重量，实际起重45吨，起重荷载率为75%，与起重吊装作业的有关要求相符。吊装作业过程中，吊车支腿与电车轨道之间相距3.5米。

5 钢箱梁焊接

吊装就位钢箱梁段后，钢箱梁形成整体中将焊接及相关作业完成。主要分为焊接梁段间环缝、现场吊装及焊接桥面附属件。现场焊接过程中，应结合吊装顺序对焊接过程步骤继续详细安排。基于吊装主桥面对焊接吊装中的焊缝顺序进行分析研究。一是对中间箱梁块体吊装，先将焊接顶板与底板之间的纵缝同时完成，再焊接中腹板。二是对两侧块体进行吊装，两侧块体与设备及现场施工人员情况相结合，同时开展相关施工工作，两侧都属于先同时完成焊接顶板与底板纵缝，再对中腹板焊接完成。三是环缝焊接完成。焊接环缝过程中，应先对顶板与底板焊缝进行焊接，根据自中间向两侧顺序，再对两侧腹板位置存在的焊缝进行焊接，根据由下向上的基本原则实施。四是对焊接嵌补件的完成。

6 总结

综上所述，本研究通过分析研究城市钢结构桥梁的钢箱梁吊装施工，尽管城市桥梁不具有较大建设规模，但具有较为复杂的施工工艺，高精度要求，受场地条件的限制，既有道路通行对其产生一定影响，具有较大施工难度，应由总承包单位认真组织实施。顺利完工的城市钢结构桥梁工程，使总承包单位体现出较高技术水平。

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