大吨位汽车吊进行T梁架设的可行性

2024-06-03赵林海

居业 2024年3期

摘要：目前在公路施工领域当中，桥梁预制架设施工方法方兴未艾。预制梁种类繁多，架设桥梁的机械类型也日益增多，在场地受限，特别是在运送桥箱梁的车辆不能直角拐弯运梁上桥的状况下，利用吊车架设桥箱梁来满足特殊地形的要求已经成为一种全新的架桥模式。本文结合具体的互通跨线桥工程中的40m预制T型梁架设施工，介绍了用汽车吊架设大型公路T梁的施工工艺和安全质量控制要点，具有较大的实用性。

关键词：大吨位；汽车吊；箱梁架设；可行性文章编号：2095-4085（2024）03-0224-03

0 引言

新修造的道路，特别是跨越大流量江河的公路，无论选址设计还是现场施工，都需要面对一个难以避免的问题，即如何妥善处理高压输电线路的跨越问题。这涉及到跨行业、专业的协调工作，以完成对高压输电线路的迁移和改造。本文就平川地带一处在建设中大桥的箱梁安装为例，论证采用大吨位汽车吊架设方案的可行性，来为桥梁建设者拓宽思路，寻求解决问题的办法。

1 工程概况

拟建的杜家山枢纽互通杜家山特大桥，中心桩号为K115+744.0/ZK115+705.5，设计桥孔和跨径（孔*m），右线为4×33.5m+6×39.1m预应力砼T梁+1×120.0m上承式钢桁梁简支梁；左线为4×37.0m+13×39.0m+32×40.0m预应力砼T梁+1×120.0m上承式钢桁梁简支梁。中心桩号YK115+107.2/ZK115+081.0杜家山特大桥主桥工程，上部结构采用120m简支上承式钢桁梁。本桥分左、右两线布置，平面位于缓和曲线上，左右线桁架分别采用折线布置，共设两处折点，主桁采用普拉特式桁架，节点采用整体式节点板、栓焊结合结构，桥面由横梁、桁外托架及混凝土桥面板组成（见图1）。

2 技术准备

（1）墩台帽由检测技术人员用全站仪测放出轴线以及纵、横向控制点，然后再按照原图纸的设计尺寸逐个用墨线管弹出临时支座、永久支座、与路台背墙和梁体轴线相应的安装部位，以保证梁体装置在就位后上下垂直、表面均匀、线形流畅。

（2）经过精心设计，将所有支撑结构的部件都精确定义。应当仔细地测量并精确地计算每一个部件的高度，以确保它们的精确性。如果发现有任何偏移，技术人员应使用专业的工具来修正，以达到最佳的效果。

（3）为了更好地安装临时支架，需要在中墩的两侧进行测量。必须在支架的顶部安装一个支座，并精确控制它的高度。还要将临时支架的横向间距调整为30cm，并且要搭建五排。纵向间距也要调整为60cm，并在支座位置加密。在脚手板底部安装22#工字钢，并且将其与60cm的步距相匹配，再将剪刀撑的间距调整至3m。最后，在工字钢的基础上，安装临时支座，其标高与正式支座的标高要求相同，以确保其稳定性［1］。

3 吊装机械设备的选择及现场布置

根据T型梁的型号，其梁型尺寸应在40m×1.8m×2.4m之间，梁重≤125t，考虑到当前的施工条件，决定使用两台300T汽车吊来吊装和固定T型梁。这样做既能够节省成本，又能够保证施工的顺利完成。此外，考虑到该梁的最大长度是5.5m，第二跨的上方还有一条高压电缆，且与地表相隔25m，因此，须在施工过程中尽量保证施工的安全性。为了确保安全，吊车必须提交给电力部门，并且必须符合其规定的吊装限制。如果采用300T汽车吊（配重100t），吊车臂长15m，工作半径10m，起重量90t，那么根据80%的额定负荷，将吊车的负载从90×80%的结果中取出，达到72t≥65t，以确保安全运输。因此，采用两台300T汽车吊装40m预制T梁是可行的。

4 汽车吊设备选择

结合梁段重量及现场工况，钢桁梁每幅靠近10号墩的4个节间，即7～10节间，杆件采用300t汽车吊进行吊装。钢桁梁剩余6个节间，即1～6节间，采用40t桥面全回转悬臂吊机，进行杆件的悬臂拼装。支架搭设：支架1～8采用50t汽车吊进行吊装，支架9～10搭设采用75t汽车吊安装［2］。

5 吊车设备进场验收

（1）吊车进场后须及时通知监理会同设备单位，核查设备检测报告，履历说明、完善验收手续，严禁使用老破残旧淘汰的设备。

（2）人员资质审查：司机、司索工需持有效的特种作业操作证，上岗前培训方进行技术交底后可从事吊装作业。

（3）保险装置管控：必须对钢丝绳（含绳夹、卸扣）、吊钩（角度、高度）、力矩（重量、限位器）、支腿伸展等安全装置进行检查和调试。

（4）日常检查和维修保养记录是否齐全。

6 汽车吊场地处理

300t汽车吊吊装场地地基承载力计算：300t汽车吊自重G1=72t，配重G2=100t，采用300t汽车吊吊装的杆件最重为右幅上弦杆A10A11y的G3=31t，钩子和钢丝绳重G4=3t，每个支腿下面铺设2m×2m垫板面积S=4m2（见图2）。

300t汽车吊，LZz=8.93m，LZh=8.53m；吊装半径R=16m；角度α=30°；吊装力矩M=（G3+G4）*R=34t*16m=5 440kN*m；吊车与构件总重：Q=72+100+31+3=206t=2 060kN；支腿最大压力F=Q/4+M/2*cosα/LZz+M/2*sinα/LZz=2 060/4+5 440/2*cos30°/8.93+5 440/2*sin30°/8.53=938.22kN；吊装地基承载力P=F/S=938.22/4=234.56kPa。

现场施工，靠近10号墩的4个节间吊装时，300t汽车吊吊装站位场地，地基承载力不宜小于250kPa。

7 钢桁梁安装

7.1 整机调平及防倾覆

根据杜家山特大桥的特性横桥向坡度为3%～5%，特别在轨道设置垫座，通过垫座进行调平，根据桥面横向坡度，按照4%的坡度进行调平。在桥梁左右两侧和轨道之间设置不同高度的垫座，垫座底部做4%的坡度，垫座上侧水平，根据两侧宽度为13m，左侧垫座比右侧垫座高520mm，这样将吊机的横桥向进行调平。根据纵桥向坡度为2.875%，在下车总成与滑座之间设置垫座，在前后支点处设置两个高度不同的垫座，通过垫座不同的高度将吊机的纵桥向进行调平。根据纵桥向坡度，在下车前后支点与前后滑座之间设置垫座，前后支点之间的间距为10m，所以设计前支点垫座比后支点垫座高287.5mm，根据前后支点之间的高差将纵桥向坡度调平。

7.2 吊机支点反力

架梁时，吊机单个前、后支点最大压力171t，通过轨道传递给垫块，垫块再传递给上弦，单个垫块最大压力171t×3/4=128.25t，此时旁边另一个垫块压力171×1/4=42.75t。后锚最大反力（即上表中负反力）为31t，通过反钩钩在钢桥主梁上弦腹底部，单个反钩反力31t/2=15.5t。走行时，吊机前支点反力47t，后支点反力56t，吊机前、后支点相对于轨道位置是在变化，而垫块相对于轨道及钢桥主桥节点位置相对不变（按节段倒换）。垫块最大压力56t，距离8m及12m处另外2个垫块压力分别为47t/2=23.5t。

7.3 钢桁梁吊装

钢桁梁安装先进行右幅钢桁梁安装，再进行左幅钢桁梁安装。每幅钢桁梁从10号墩向9号墩方向进行安装。右幅钢桁梁安装：首先搭设临时支架YZ1-YZ8；采用汽车吊进行靠近10号墩的4个节间（7～10节间）进行杆件吊装；在10号墩位置，拼装桥面吊机；剩余6个节间（1～6节间）杆件吊装采用40t桥面全回转悬臂吊机进行吊装。左幅钢桁梁安装：搭设临时支架ZZ1-ZZ8；采用汽车吊进行靠近10号墩的4个节间（7～10节间）进行杆件吊装；剩余6个节间（1～6节间）使用右幅桥面40t回转吊机，吊装左幅钢桁梁杆件。右幅靠近10号墩4个节间（7～10节间）杆件安装［3］。

8 安装重点控制措施

8.1 构件就位过程控制

运输钢桁梁车行驶至汽车吊起吊范围内，然后起重工开始挂索，吊机缓慢上力，将钢桁梁吊离运输车350mm时停下，观察一下构件起吊是否稳定，然后汽车吊继续起钩，把钢桁梁吊过立柱或支架，钩头移动至安装位置，缓慢落钩，将钢桁梁上的支座线对准柱顶上的定位线进行就位，就位后逐步松钩，待汽车吊只承担10%钢桁梁重量时仔细观察支架和节段有无变形，确定安全后完全卸荷，摘钩卸绳，安装完毕。

8.2 构件高程和水平位置调整措施

（1）节段架设前，必须对立柱顶标高、中线以及拼装支架组跨径进行复测，误差在设计和规范允许范围内方可架设。同时，在立柱顶上划出纵横向十字线，以便于安装支座和节段架设。

（2）节段架设完毕后现场采用双向千斤顶来调节钢桁梁位置及标高，待线型和标高调整完毕后再进行焊接定位。

8.3 测量控制

（1）控制要素：钢桁梁分段接头处特征控制点标高及位置。

（2）控制目标：每一段钢桁梁吊装完毕后应处于同一轴线上（此项保证平曲线），钢桁梁特征控制点的标高应与图纸相符合（此项保证单侧竖曲线）。

（3）控制方法：1）轴线控制。钢梁出厂前，应在钢梁特征控制点处做好标记，在图纸上获取控制点坐标，现场用全站仪打坐标控制。2）标高控制。吊装前预先在图纸上获取控制点的标高，吊装时用水准仪打特征点标高控制分段处桥面标高，标高的调节由拼装支架顶的型钢来完成（短则垫板，长则气割）。

9 安全措施

（1）为了确保安全，钢丝绳的接头必须采用连接方式，且连接长度应不低于钢丝绳直径的20倍。

（2）在绑定梁的过程中，应确保钢丝绳始终朝着相反的方向弯曲，以减少反复的应力；在施工过程中，应定期对其进行检测，如果出现扭曲、变形或者断裂的情况，应立即更换。

（3）首先，确保梁车已经安装完毕，然后拆除梁车上的吊钩、钢丝绳和斜撑，以确保安全。

（4）为了保证安全，需要由具有丰富经验的起重人员来负责整个过程。在T梁被吊上1m之后，应该立即把它搬到安全的场所，并使其与地面之间保持30cm的距离，以便仔细检查它的承载情况以及吊机的性能。只有在这样的情况下，才允许作业人员继续操作。