跨既有线70.52m 钢结构桁架天桥整体吊装施工技术

王超WANG Chao

（中铁九局集团第一工程有限公司，沈阳 110000）

0 引言

近年来，高速铁路快速发展，为贯彻落实振兴东北老工业基地发展战略，完善区域路网结构和布局，提高通道运输能力和服务质量，促进辽宁省经济社会发展，建设朝阳至秦沈高铁凌海南站联络线工程。

1 工程建设背景

新建凌海南站天桥隶属于新建朝阳至秦沈高铁凌海南站联络线工程。凌海南站新建站台天桥共计2 座，天桥桥面中心里程分别为：DK507+327.95 和DK507+453.95，天桥跨越既有Ⅰ、Ⅱ道及新建VII、5、3、4 道共6 股铁路线，天桥地面距既有Ⅰ、Ⅱ道高度为9.37 米。天桥结构体系为钢结构桁架，天桥宽度9 米，长度为70.52 米，其中PA-PB 段6.9 米、PB-PC 段24.32 米、PC-PD 段6.2 米、PD-PE 段26.9 米、PE-PF 段6.2 米。天桥制作共计分为5个节段。计划每处天桥吊装分2 次完成，每处钢桁架需吊装总重217t（两次），两次吊重分别为112t、105t，吊装长度分别为37.31 米、33.21 米。见图1。

图1 天桥吊装节段见示意图

2 工程技术特点

本工程要求地基承载力高，必须严格控制地基承载力，满足大于197.5kPa 的要求。DK507+260-DK507+520区间为挖方段，DK507+520 至大里程为软基处理地段，填土高度5 米，VII 道表层填筑级配碎石，5 道填筑A 组土，且现场有部分回填土。控制5 道及回填部分地基承载力是本工程的基础工作，钢桁梁体积大、重量大，临近既有线作业是本工程的重点。

3 施工工艺流程

施工工艺流程包括三部分内容：加工厂内构件制作、现场构件拼装制作、现场构件吊装。具体施工流程如下：厂内构件制作→运输→场地三通一平→组装平台搭设→构件进场→吊车进场→构件拼装→天桥桁架安装→支撑系杆安装→吊装作业→涂料工程→屋面系统安装→零星构件安装→装饰工程施工→完工。

4 现场构件拼装制作

4.1 运输方式

钢结构构件在市加工厂内完成，天桥制作完成后经公路运输至凌海南站施工现场，运距22.3km，随后进行现场拼装及安装。

4.2 拼装场地选取

DK507+327.95 天桥拼装场地选取，DK507+327.95 天桥拼装场地计划选取DK507+252-DK507+321.6 路堑坡顶10 米范围之内，长度为75 米，整体进行拼装。大里程侧拼装I、II 道吊装段，小里程侧拼装5、VII 道吊装段。目前场地有房建模板需要清理，模板清理完成后施工现场平整并夯实场地。DK507+453.95 天桥拼装场地计划选取DK507+460-DK507+535 电缆沟内侧空地处，长度为75 米，宽度为10 米，目前场地杂物较少，施工现场填土平整并夯实场地。

4.3 拼装平台支墩设置

钢结构构件单元拼装时现场搭设平台，平台采用I32型钢作为拼装支墩，支墩共计设置10 处，设置在每个阶段的首尾处，长度为9.5 米，间距分别为13.19 米、1.53 米、16.5米、1.48 米、14.69 米、1.74 米、12.15 米、1.46 米、7.81 米。

4.4 天桥预拱度设置

根据设计要求天桥要设置预拱度，在拼装平台天桥对应起拱位置上抬15mm。根据图纸放样调整竖向腹杆的尺寸，并通过调整平台的高低或者在平台上部焊接短板的形式，完成钢桁架的拱度的设置。

桁架现场拼装作业时，首先拼装、焊接下弦杆件，现场施工技术人员认真核对图纸，对照进场材料编号。其次拼装、焊接两侧立弦杆件，最后拼装、焊接桁架上弦杆件，每道焊缝现场质量检查员要仔细检查，发现漏焊、焊角高度不足的焊缝要通知施工队及时进行返修处理，确保焊接质量。

5 400t 履带吊拼装场地布置、吊装顺序及走行线路

5.1 履带吊拼装场地安排

履带吊拼装场地在DK507+320 处进行拼装，主臂及副臂安装朝向大里程侧VII 道主体路基。

5.2 吊装场地整体布置

由于现场部分已完工程影响吊装作业及吊车走行，需对现场已完成的接触杆、排水沟移除，并利用C40 混凝土、沙袋及A 组土进行回填处理。将DK507+300-320 段排水槽吊出并回填A 组土，高度与电缆槽高程相同；将DK507+280-300 段综合管沟利用沙袋进行回填，防止造成破坏；将DK507+280-490 段5 道排水槽吊出，并回填A组土；将DK507+460-490 段VII 道路基填筑A 组土40cm厚与电缆槽高程相同，5 道DK507+461-473 采用C40 混凝土进行硬化，两侧回填A 组土进行顺坡，以满足吊车吊装及走行；将DK507+330-300 段VII 道路基填筑A 组土40cm 厚与电缆槽高程相同，5 道DK507+308-320 采用C40 混凝土进行硬化，与电缆槽高程相同，两侧回填A 组土进行顺坡，以满足吊车吊装及走行。

5.3 吊装顺序及走行路线

400t 履带吊计划在DK507+320 处进行拼装（位置1），拼装完成后首先吊装DK507+327.95 天桥I、II 道吊装段（吊装1）。吊装完成后，履带吊沿5、VII 道路基走行至DK507+453.95 天桥吊装平台处（位置2），吊装天桥I、II 道吊装段（吊装2）。吊装完成后履带吊沿5、VII 道路基走行至DK507+320 处（位置1），吊装5、VII 道吊装段（吊装3）。吊装完成后，履带吊沿5、VII 道路基走行至DK507+453.95 天桥吊装平台处（位置2），吊装5、VII 道吊装段（吊装4）。吊装顺序见图2。

图2 吊装顺序

6 天桥钢桁架吊装

6.1 吊装前准备

天桥支座安装时对支座垫板标高、位置、平整度及地脚螺栓进行测量复核，保证天桥桁架安装的精度。准备好所需的吊具、吊索、钢丝绳、电焊机及劳保用品，为调整构件的标高准备好各种规格的铁垫片、钢楔。吊装前吊车已就位，并检查桁架，确保无质量问题，且就位准确，满足安装条件。

选择有经验、责任心强的人员进行施工，并提前就位，进入待命状态，并事先做好交底工作，使每个人都明确自己的施工任务，做到心中有数，保证在施工过程中有条不紊，顺利施工。

天桥钢桁架最大吊装重量为117t（算吊钩及吊索共计5t），钢桁架结构特点及现场施工条件，吊车站位于5、VII道路基上，吊车回转半径为31 米（超起），吊车臂长选择60 米，查阅吊车性能表，400t 履带吊在该工况下最大起吊量157t（超起）、安全系数157/117=1.34，满足规范要求。400t 履带吊车履带开距10.1m×8.5m，在吊车履带下方铺垫钢板（40mm）。见图3。

图3 吊车主臂工况

6.2 缆风绳设置

缆绳选用4 根25 米φ10 尼龙绳，预先将缆绳先绑扎在天桥上，根据吊装段，设置在吊装段两端，绑扎在端部下弦杆的端头四角位置。吊装段处于移位节段，缆风绳操作人员均位于地面，随着天桥移动进行操作，控制梁体位置，防止钢梁对成品碰撞。

天桥即将就位时，由指挥员进行指挥，地面人员进行作业，准确落位。地面人员分4 组，每组5 人，共计20 人。听从现场指挥员命令进行施工。

6.3 吊点布置及钢丝绳选用

桁架吊装每段吊点共计8 处，采用环绕上弦杆的方式进行连接固定，预先由厂家对吊点位置进行钢板加强，确保吊装满足要求。见图4。

图4 吊点布置

6.4 钢丝绳选用

①卸扣选用，根据天桥重量（按117t 计算），采用4 组卸扣吊装，单个卸扣承受重量按63 吨选择，这里选择弓形卸扣T-BX-TH1812 型号63t 卸扣（查表后得）。每处吊点安全系数63/（117/4）=2.15，满足施工要求。

②钢丝绳选用，钢丝绳的允许拉力计算：

【F】＝αF/K

【F】——钢丝绳的允许拉力（kN）；

F——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）；

α——钢丝绳破断拉力换算系数；

K——钢丝绳的安全系数。

本工程最大安装段自重为117t，8 吊点，4 股吊索起吊，不均匀系数取1.3，每根吊索承受的拉力为：

T=1170/8/sin60°×1.3=219.5kN

6×37 钢丝绳破断拉力换算系数为0.82，捆绑式，按作吊索弯曲的安全系数考虑，K＝8-10，本工程选择8。则钢丝绳破断拉力总和为：F=2141kN，公称抗拉强度为1870 N/mm2，6×37，直径为58mm 的钢芯钢丝绳的破断力总和最小值为2240kN，满足要求。

6.5 钢桁架吊装步骤

为保证吊装施工进度，400t 履带吊提前进场站位、组装、稳车，80t 吊车配合吊装配重。钢梁吊装采用8 点起吊，吊装前技术人员用AutoCAD 软件找出待吊节段的质心，设置桁架吊点，保证起吊时桁架的稳定性。吊点采用环绕上弦杆主节点处的方法。为保证吊装安全，在吊点位置加设10cm*10cm 壁厚14mm 的钢板，同时加设护角，防止钢梁损坏。具体吊装顺序如下：

步骤一：将吊车站于DK507+324.2 距离站台5.95 米处，挂240t 超起配重，车后距离满足15 米半径要求。逆时针回转大臂36°，将梁体落于5、VII 道路基上，距离站台1.5 米，工作半径34 米，大臂60 米，额定起重量141t，安全系数1.2 满足规范要求。

步骤二：吊车空载走行12 米，前进至DK507+314 处（吊车履带距离站台边0.96 米）。挂240t 超起配重，车后距离满足15 米半径要求。逆时针回转大臂113°，落梁。履带距离站台0.96 米，最大工作半径31 米，大臂60 米，额定起重量157t，安全系数1.34 满足规范要求。

步骤三：吊车空载走行42 米，前进至DK507+272.62处（吊车履带距离站台边2.75 米）。吊起60t 节段，顺时针回转大臂49°，大里程侧边缘平移至DK507+292.2 处。履带距离站台2.75 米，最大工作半径22 米，大臂60 米，额定起重量76.9t，安全系数1.28 满足规范要求。

步骤四：吊车空载走行5.5 米，前进至DK507+267 处（吊车履带距离站台边2.65 米）。吊起45t 节段，顺时针回转大臂41°，与60t 节段对接。履带距离站台2.65 米，最大工作半径26 米，大臂60 米，额定起重量60.2t，安全系1.33 满足规范要求。

步骤五：将小里程剩余梁段进行焊接，吊车空载走行208 米，后退至DK507+475.2 处（吊车履带距离站台边5.73 米）。吊起117t 节段，顺时针回转大臂13°。履带距离站台5.73 米，最大工作半径34 米，大臂60 米，额定起重量141t，安全系数1.2 满足规范要求。

步骤六：吊车空载走行7.6 米，后退至DK507+467.6处（吊车履带距离站台边0.95 米）。吊起117t 节段，顺时针回转大臂120°。履带距离站台0.95 米，最大工作半径34米，大臂60 米，额定起重量141t，安全系数1.2 满足规范要求，落梁。

步骤七：待小里程侧剩余段焊接完成后，吊车空载走行160 米，后退至DK507+307.6 处（吊车履带距离站台边5.81 米）。吊起110t 节段，逆时针回转大臂37°，将梁体移动到5、VII 道路基上，大里程边缘里程为DK507+301。履带距离站台5.81 米，最大工作半径36 米，大臂60 米，额定起重量132t，安全系数1.2 满足规范要求。

步骤八：吊车空载走行13 米，后退至DK507+320.4 处（吊车履带距离站台边1.84 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，将梁体移动到5、VII 道DK507+312.8 路基上，大里程边缘里程为DK507+312.8。履带距离站台1.84 米，最大工作半径36 米，大臂60 米，额定起重量132t，安全系数1.2满足规范要求。

步骤九：吊车空载走行11.3 米，后退至DK507+331.7处（吊车履带距离站台边1.84 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，将梁体移动到5、VII 道DK507+323.2 路基上，大里程边缘里程为DK507+323.2。履带距离站台1.84 米，最大工作半径36 米，大臂60 米，额定起重量132t，安全系数1.2满足规范要求。

步骤十：吊车空载走行16.3 米，后退至DK507+336.7处（吊车履带距离站台边1.84 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，当梁体高于支座0.5 米时停止抬升，顺时针旋转28°，落梁。履带距离站台1.84 米，最大工作半径30 米，大臂60米，额定起重量163t，安全系数1.48 满足规范要求。

步骤十一：吊车空载走行172 米，后退至DK507+508处（吊车履带距离站台边8.17 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，逆时针旋转4°，将梁体小里程边缘移至DK507+515处。履带距离站台8.17 米，最大工作半径36 米，大臂60米，额定起重量132t，安全系数1.2 满足规范要求。

步骤十二：吊车空载走行12 米，后退至DK507+496处（吊车履带距离站台边7.35 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，逆时针旋转4°，将梁体小里程边缘移至DK507+503.9处。履带距离站台7.35 米，最大工作半径36 米，大臂60米，额定起重量132t，安全系数1.2 满足规范要求。

步骤十三：吊车空载走行11 米，后退至DK507+485处（吊车履带距离站台边5.27 米）。吊起110t 节段，抬升大臂，顺时针旋转197°，落梁。履带距离站台5.27 米，最大工作半径36 米，大臂60 米，额定起重量132t，安全系数1.2满足规范要求。

7 结束语

该工程为空间桁架连廊结构，施工范围大，构件品种多。各种钢构件均需工厂加工制作，然后装运输至工地，各种构配件必须有组织、有计划按图纸要求分类编号，小构件须分类打包做到有条不紊。临近既有线作业，大型吊装设备进入施工现场困难，施工难度大。天桥施工范围内，营业线线间距为6.5 米（便线），站台边缘距离营业线中心1.75 米，施工安全要求更为突出，必须严格执行营业线作业的要求，执行过程中依据旁站制度设立专职安质人员严格卡控，经过参建工程人员的共同努力顺利的完成了吊装任务，加快了新建凌海南站的施工建设。