跨高速公路钢箱梁桥吊装施工的关键技术分析

胡红波

（重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400000）

0 引言

由于我国城市化进程加快和交通需求增长，城市高架道路系统发展迅速，城市环线高速公路和快速公路组成的主干道在城市交通中发挥着关键作用。随着桥梁技术的发展和城市道路交通需求的不断增加，钢箱梁桥的跨度已越来越长，呈现出明显的增长态势[1]。

钢箱梁桥大多采用预制场制作的方式，各构件加工成型后运输至现场吊装，吊装周期短、时间快，如何在不影响交通正常通行、保证桥梁安装质量和吊装安全的前提下快速完成吊装，一直是桥梁工程人员面临的难题。

1 工程概况

曾家岩北延伸穿越内环新增通道工程（ZK0+000—ZK2+020标段），主线2号桥上跨内环快速路和机场快速路，左幅桥梁全长396.5 m，其中钢箱梁长度为（25+36.2+36.3+35）m；右幅桥梁全长524.5 m，其中钢箱梁长度为（28+38+35.3+34.8）m。

此桥道路交通繁忙，交通组织方案复杂，钢箱梁吊装需要占道、封道施工，因此，吊装工序只能在夜间进行，交通转换、保通、施工组织及管理难度极大，施工安全风险较高。

2 钢箱梁的现场吊装及组装

2.1 施工准备

为保证钢箱梁吊装安全，现场施工准备应提前全部就绪，高速公路交通转换开口及临时支架支墩应全部施工完毕。

2.2 高速公路交通转换

根据工程施工特点及道路行车方向，钢箱梁应按照架设第一跨、第二跨、第三跨、第四跨的顺序施工。

高速公路交通转换：夜间封闭东环至人和方向内环快速路，引导内环车辆驶入机场高速，在机场路远端开口位置进行车辆分流，二次引导原自内环驶入机场高速路的车辆通过远端开口驶入内环。

2.3 钢箱梁分段长度、重量及机械选用

（1）根据分段梁片长度、重量及汽车吊站位位置选择汽车吊型号，计算统计如表1所示。

表1 计算统计

（2）梁片最大重量、汽车吊最远输送距离危险部位分析。①E3梁片吊装：E3梁片最大重量为76 t，采用一台400 t汽车吊进行吊装，最大回转半径为13 m，汽车吊吊车负荷率为98%，此工况下400 t汽车吊最大起重量为87.5 t，起吊安全。②G3梁片吊装：G3梁片最大重量为47 t，采用一台600 t汽车吊进行吊装，最大回转半径为26 m，吊车负荷率为92%，此工况下600 t汽车吊最大起重量为58.6 t，起吊安全。

2.4 钢箱梁起吊钢丝绳、吊耳、卸扣的选用

2.4.1 钢丝绳绳径的选择

选择钢丝绳直径时，一般可根据钢丝绳受到的拉力（许用拉力P）求出钢丝破断拉力总和ΣS0，再查表找出相应的钢丝绳直径。其中钢丝绳的容许拉力可按式（1）计算。

式中：P——钢丝绳的容许拉力，kN；ΣS0——钢丝绳的钢丝破断拉力总和，kN；α——钢丝绳破断拉力转换系数；K——钢丝绳使用安全系数。

通过各项数据计算，本工程选择直径为76.0 mm、公称抗拉强度为1770 MPa的6×61的钢芯钢丝绳，该钢芯钢丝绳完全满足施工要求。需要注意的是，现场提供的钢丝绳必须有试验报告。

2.4.2 临时吊耳的设置

本工程的临时吊耳设在面板与腹板和横隔板结构相交的位置，该位置是支撑点，保证了箱梁框架的横截面尺寸，也是箱梁最坚固的位置，可以保证箱梁在吊装过程中截面不扭曲或弯曲，显著提高了承载力。如无法在隔板位置安装吊耳，吊耳位置处的天花板需要部分加固[2]。

设置临时吊耳时须计算拉应力、剪应力、焊缝强度。

根据梁体材料重力分部计算得到构件重心位置，在每个节段上设置4个吊耳。

2.4.3 卸扣的选用

当前吊装施工中吊环销轴属于心轴，不传递任何扭矩，只受弯矩和剪力影响。本工程最大起重量为78 t，按80 t计算。通过计算最不利工况下汽车吊的位置和起吊角度，并查表，选用4个8级35 t卸扣即能满足吊装要求。

3 钢箱梁吊装

3.1 钢箱梁起吊、试吊

（1）先将吊索吊紧，检查绳索是否牢固、打结或漏捆等，并检查吊钩是否与构件重心在同一垂直线上，是否打转。

（2）确定无误后拆除支撑架，吊离垫木100 mm后停止上升，每次上升或下降的高度约为0.3 m。

（3）再次检查以上项目和吊车的刹车性能，确认无误后方可继续起吊。

（4）作业中发现起重机倾斜、支腿变形等不正常现象时，应立即放下重物，空载进行调整正常后，才能继续作业[3]。起重机械在作业中停机时，必须将重物落地，不应将重物吊在空中。

（5）起吊过长、过大的大型重吨位物件时，必须先试吊，且离地不高于0.1 m，经检查确认稳妥，并用围绳牵住吊物、保持平稳后，方可指挥起吊运行。要求为试吊2次后方可正常吊运。

3.2 吊车转臂

由指挥人员指挥吊车缓慢转臂，箱梁不得碰擦机臂，由辅助人员配合牵引揽风绳，吊车进行匀速转臂，至指定区域落下。安全负责人随时检查吊车、吊臂及各项操作的安全状况。

3.3 梁体落位

钢箱梁快落位时，用尺量的方法调整钢箱梁与临时支墩上所画的钢梁中心线，使其与投影线重合。调整时采用手拉葫芦的方式进行微调，钢箱梁到位后才开始指挥钩下放，最终使钢箱梁就位在规定位置。

其具体工艺方法是：钢箱梁定位段落位时，箱梁离临时支撑钢管桩顶100 mm时停止下放，然后通过吊车摆臂使钢箱梁中心线与桥台或临时支撑上预先放样好的箱梁中心线基本重合后（误差在50 mm范围内）停止摆臂，在梁段两头安放手拉链条葫芦，使其一端固定在钢箱梁两端中的一端，另一端固定在桥台或临时支撑的预埋件上，通过牵引葫芦微调箱梁中心线和端头线，使钢箱梁与预定定位线完全重合，然后再指挥钢箱梁缓慢下降，至此完成钢箱梁对位工作[4]。

钢箱梁对正后吊车暂不松钩，采用型钢或厚钢板使钢箱梁与临时支撑之间锚固，钢箱梁悬臂底板与临时支撑或桥台之间设置型钢支撑，以增强钢箱梁的稳定性，待全部锚固妥后吊车再缓慢分阶段（75%、50%、25%、0%）卸载，每一阶段卸载后均应停留2 min左右，观察临时支撑变形情况，如有异常，则应停止卸载并予以加强处理，如情况正常，则可下达松钩指令。

钢梁挂钩时要注意钢梁的安装方向，避免出现偏离问题。定位段需与桥台和临时支撑调节管之间进行焊接锚固，并在钢箱梁挑臂端设置防倾钢管支撑[5]。

3.4 钢箱梁对接

主梁就位固定、测量检查位置完毕后，将主梁与上一片梁用马板临时锚固，钢梁对接位置临时焊接加固后方可解除汽车吊的连接。

后一片梁片与前一片梁片合拢后，在顶板、底板和腹板上用钢板或型钢将相邻两片梁锚固。

箱梁吊装完毕后，采用测量仪器测量钢箱梁，并用千斤顶调整桥的纵坡、横坡和标高。

4 结语

本文主要介绍了曾家岩北延伸穿越内环新增通道工程（ZK0+000—ZK2+020标段）主线2号桥上跨城市内环及机场路钢箱梁吊装的施工过程、保通及安全措施。通过研究得到以下结论。

（1）严控施工质量，保障施工安全。跨线桥梁的施工过程对现有交通影响大，社会关注度高，因此，须高度重视桥梁结构的施工质量和安全，务必保证万无一失。施工单位相关管理人员应及时做好安全技术交底工作，应严格按设计及规范要求施工。

（2）认真把关钢箱梁原材料和加工制造质量。钢箱梁在驻厂制造时，要做好原材料和加工工艺的事前、事中、事后控制，务必保证钢箱梁的加工制造质量，严格按规范要求的验收标准进行出厂验收。

（3）高度重视钢箱梁吊装施工对现有交通的影响，严格按审批合格的施工方案进行施工。钢箱梁吊装前，施工单位应组织吊装班组全体人员进行施工方案的详细交底，并可提前做好应急救援预案的演练。本文研究了如何在不影响既有交通，或将对既有交通的影响降到最小的情况下，并在保证质量和安全的前提下，在规定时间内完成钢箱梁吊装作业，为类似跨线桥梁工程的建设提供了有价值的经验。

总体来说，随着城镇化建设的深入，对城市规划的要求越来越高，大跨度钢箱梁在桥梁建设中的重要性也越来越明显。当前，随着先进吊装设备的更新换代，大跨度钢箱梁吊装施工技术大大弥补了传统吊装技术的不足，不仅提高了现代桥梁吊装工程的施工效率、质量和安全性，也为未来的研究提供了实证支持，促进了大跨度钢箱梁桥施工技术的持续进步。