低温环境下钢箱梁桥吊装施工技术研究

周志强，刘凡武

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810000）

钢箱桥梁主要由底板、顶板以及腹板三部分组成，各个结构通过焊接技术连接在一起，特别适用于大跨度桥梁项目中。同时，钢箱桥梁中所使用到的钢材量比较少，因此钢箱桥梁还具有制作成本和施工成本低的优点。虽然钢箱桥梁具有多个优点，并且在桥梁建筑领域具有良好的应用前景，但是，由于其体积比较大，内部结构比较复杂，在其安装施工方面具有较高的难度，尤其是在低温环境中。低温环境会对钢箱桥梁中的钢材造成一定影响，部分桥梁参数会受到低温影响而发生变化，从而导致低温环境下钢箱桥梁安装施工比较困难。目前，桥梁安装主要采取的是吊装施工形式，原有的钢箱桥梁吊装施工技术在实际应用中受到环境因素的影响导致具有较大的安装误差，已经无法满足低温环境下钢箱梁桥吊装施工需求，为此提出低温环境下钢箱梁桥吊装施工技术研究。

1 低温环境下钢箱梁桥吊装施工技术设计

1.1 现场组装

考虑到钢箱桥梁体积较大，在实际吊装施工中不利于运输，因此采用单箱室分别制作的方式，将钢箱桥梁分解成若干个单箱室，将其运输到吊装施工现场进行现场组装。每个单箱室长度在20～25m范围内，沿着钢箱桥梁纵向划分为五个长度一致的节段，利用运输设备将其运输到施工现场，运输过程中需要注意进行避免颠簸，降低运输对钢箱桥梁单箱室的损坏程度。在现场组装时，要在现场设置临时支撑点，将每个单箱室依靠在临时支撑点处。再利用全站仪和水平仪对钢箱桥梁的梁段中心线进行测量，根据全站仪和水平仪测量到的数据调节钢箱桥梁梁段的四角高程，保证在钢箱桥梁组装过程中可以满足精度要求。同时，该方法也可以避免在低温环境下作业时，由于天气原因造成的组装焊接误差较大的问题。最后，待所有单箱室的桥段布置到指定位置后，利用焊接技术将各个单箱室的桥段进行焊接，以此完成钢箱桥梁吊装施工现场组装。

1.2 吊点布置

在完成钢箱桥梁现场组装后，考虑到低温环境对桥梁吊装施工的影响，以及钢箱桥梁吊装施工实际情况，开展吊点布置施工作业。钢箱桥梁吊装吊点数量设定在10～12个范围内，保证每个单箱室都可以分布到两个吊点，这样可以保证低温环境下钢箱桥梁吊装稳定的效果。每个吊点的横向和纵向之间的间距至少要保持在15.5m,吊点设置方式选择焊接作业方式，吊点布置在钢箱桥梁单箱室腹板与隔板交接区域处。除此之外，吊装所需要使用的吊耳材料为I5695钢材，这类钢材硬度较高，焊接性能良好。吊耳的厚度设定为40～45mm内，具体数值需要根据钢箱桥梁吊装施工实际情况而定。为了保证吊耳的性能，其焊接长度需要达到550mm,采用全熔透焊接技术焊接。

1.3 吊装作业

布置完吊点后，开展钢箱桥梁吊装施工作业，其作业过程如下。

首先，将钢丝绳穿到钢箱吊耳内，为了避免在低温化解下钢箱桥梁吊装施工过程中钢丝绳发生断裂，钢丝绳的接头采用插接方式连接，并且钢丝绳的接头直径为钢丝绳的三倍。在连接过程中，需要钢丝绳沿着相同方向弯折。然后，将钢丝绳的另一端连接到起重机上，利用起重机将钢箱桥梁吊起，进行试吊。由于钢箱桥梁体积和体重较大，本次所使用的起重机为上海KOIG公司生产的GUUG/56514SD型号起重机。开启起重机令起重机将钢箱桥梁缓缓吊起，待钢箱桥梁与地面距离1.5m高度时停止吊装，此时，令施工人员检查吊装情况，其中包括钢丝绳状态、起重机支腿的稳定性等。待检查一定正常后方可继续吊装，起重机吊装速度不宜超过2.56m/min，将钢箱桥梁吊装到墩顶上方1.5～2.5m时停止吊装。此时，令现场指挥人员调整下转臂，令转臂处于匀速旋转模式，这样可以避免钢箱桥梁在吊装过程中发生碰撞。转臂将钢箱桥梁旋转到指定位置后，将钢箱桥梁缓慢落下，当钢箱桥梁与墩顶之间的距离为200mm时，停止下落。低温环境下钢箱桥梁吊装施工技术参数要比正常情况下参数小0.1%,按照该比例将钢箱桥梁吊装位置再次进行检查一遍，待精确定位后再将钢箱桥梁下落，下落到墩顶后立即锚固。最后将钢箱桥梁上的钢丝绳进行拆除，以此完成低温环境下钢箱桥梁吊装施工。

2 实验论证分析

实验以某钢箱桥梁为实验对象，该钢箱桥梁主跨55m，单幅宽度为15.5m，该项目施工时间在11～12月期间，该期间平均温度为4～5℃，属于低温环境，实验利用此次设计技术与传统技术对该钢箱桥梁进行吊装施工。实验中将该钢箱桥梁分成了6个单箱室，分别标号为1、2、3、4、5、6，其中最重的单箱室为4号和5号，重量为15t。实验中起重机自重约450t，吊装时对地面带来的压力为5624.25kN，履带对地面积为35.14m²。实验利用全站仪和水平仪测量吊装后各个箱体的吊装数据，将其与施工图纸中数据进行对比，利用JG软件计算出两种技术吊装误差，将其作为实验结果，对两种吊装施工技术进行对比分析，实验结果如表1所示。

从表1中数据可以看出，设计技术吊装误差小于传统技术，最高为0.361mm，可以满足低温环境下钢箱桥梁吊装施工技术精度需求，更适用于低温环境下钢箱桥梁吊装施工。

表1 两种技术吊装误差对比（mm）

3 结语

本文考虑到低温环境对钢箱桥梁吊装施工的影响，设计了一套新的钢箱桥梁吊装施工技术，极大地降低了低温环境下钢箱桥梁吊装施工难度，同时，也有助于提高钢箱桥梁吊装施工质量，保证了钢箱桥梁可以发挥出其应有的力学性能，为低温环境下钢箱桥梁吊装施工提供参考。由于个人能力和经验有限，提出的低温环境下钢箱桥梁吊装施工技术在效率和精度方面仍有待进一步改善和提高，今后会围绕钢箱桥梁吊装施工技术进行优化研究。