城市立交下跨人行天桥预制箱梁吊装技术研究

2025-03-10贾洲

科技创新与应用 2025年6期

摘" 要：该研究分析城市立交下跨人行天桥预制箱梁吊装的技术方法。通过具体工程案例，详细描述在贵安大道上跨段进行天桥预制箱梁的吊装施工工艺、荷载验算、吊装绳索的选择及各项安全措施。研究结果表明，采用合理的吊装技术和科学的施工方法，能够确保预制箱梁安全，顺利地吊装到位，为类似工程提供参考和指导。

关键词：人行天桥；预制箱梁；吊装技术；城市立交；荷载验算

中图分类号：U445.4" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2025）06-0181-04

Abstract： This research analyzes the technical methods for hoisting prefabricated box girders of pedestrian bridges under urban overpass. Through specific engineering cases， the hoisting construction process， load calculation， selection of hoisting ropes and various safety measures for the overpass prefabricated box girder on the upper span of Gui'an Avenue are described in detail. The research results show that adopting reasonable hoisting technology and scientific construction methods can ensure the safe and smooth hoisting of prefabricated box girders in place， providing reference and guidance for similar projects.

Keywords： pedestrian overpass; prefabricated box girder; hoisting technology; urban overpass; load calculation

在人口密集的城市地区，立交桥的建设已经成为解决交通拥堵和提高交通效率的重要手段。然而，在现有立交结构下进行人行天桥的建设，特别是预制箱梁的安装过程中，面临着复杂的技术和安全挑战。

针对钢箱梁的吊装施工技术的研究有很多，郭水等[1]以某城市交通改造项目为例，着重分析了工程技术难点，对项目进行了深入的分析和总结；朱兴龙等[2]针对现有研究的不足，提出了一种基于GNSS定位的系统，以提高吊装精度和施工效率；周在兴[3]对大跨度钢箱梁的吊装和运输的技术难点开展研究，详细描述其吊装的施工技术；党国富[4]针对钢箱梁易弯曲等缺点为出发点，提出一种桁架结构以克服钢箱梁在吊装过程中的缺点；张志宏[5]对预制钢箱梁的制造工艺和施工工艺进行了详细的介绍；杨军[6]针对宽幅桥梁的预制钢箱梁的施工及其架设方案进行描述，并详细描述其注意事项。

现有研究虽然较多，但在特定环境下的吊装技术方面仍存在不足。因此，本文以贵安大道立交下跨人行天桥的吊装过程为例，深入探讨并总结了在城市立交环境下进行预制箱梁吊装的关键技术和施工方法，旨在为今后类似项目提供有价值的参考和借鉴。

1" 工程概况

拟建天桥位于贵安大道K29+182处，上跨处贵安大道宽为40 m。天桥北侧为滥坝村村委会及茅藤安置小区，南侧为滥坝村主要居住地。上跨贵安大道处断面为 3 m（人行道）+15.5 m（车行道）+3 m（中分带）+15.5 m（车行道）+3 m（人行道）=40 m。天桥采用两跨分别跨越道路左右幅车行道，桥下净空大于等于5 m，满足通行要求。贵安新区滥坝村人行天桥吊装工程中吊装作业区域吊车支腿位置地下无管网，吊装作业区域上方无电线（图1）。

2" 荷载验算

2.1" 人行天桥吊装

人行天桥吊装吊车荷载计算（300 t吊车）。300 t吊车主臂长度为34.1 m；平衡76 t；支腿全伸8.3 m；最大作业半径12 m。

Q=G+W=1.5+49.5=51 t，" （1）

式中：G为300 t吊车吊钩及吊具重量1.5 t；W为人行天桥重量49.5 t（人行天桥总重的45%）。300 t吊车额定起重量为62 t，吊车荷载率为（51/62）×100%=82.2%，满足吊装安全要求。

人行天桥吊装吊车荷载计算（400 t吊车）。400 t吊车主臂长度为30.6 m；平衡重140 t；支腿全伸9.6 m；最大作业半径16 m。

Q=G+W=1.8+60.5=62.3 t，（2）

式中：G为400 t吊车吊钩及吊具重量1.8 t；W为人行天桥重量60.5 t（人行天桥总重的55%）。400 t吊车额定起重量为73 t，吊车荷载率为（62.3/73）×100%=85.3%，满足吊装安全要求。

2.2" 吊装绳的选择计算

300 t汽车吊。人行天桥共设2个吊点，300 t、400 t吊车分别各吊一个吊点，300 t吊车一端采用1根 15 m长的钢丝绳对折进行吊装，2股钢丝绳受力。钢丝绳与吊装人行天桥水平夹角大于60°。

S=W/n=49.5÷（2×0.86）=28.8 t，（3）

式中：S为单根绳索承受的拉力；W为吊物重量；n为吊索根数，取2。

选择中φ54 mm钢丝绳型号为6×37+FC，公称抗拉强度为177 kg/mm2，查表其最小破断拉力总和为192 t；钢丝绳折减系数0.86；因此，安全系数为192/28.8=6.66（倍）gt;6，满足吊装安全要求。

400 t汽车吊。人行天桥共设2个吊点，300 t、400 t吊车分别各吊一个吊点，400 t吊车一端采用1根15 m长的钢丝绳对折进行吊装，2股钢丝绳受力。钢丝绳与吊装人行天桥水平夹角大于60°。

S=W/n=60.5÷（2×0.86）=35.2 t。（4）

选择中φ62 mm钢丝绳型号为6×37+FC，公称抗拉强度为177 kg/mm2，查表其最小破断拉力总和为225 t，钢丝绳折减系数0.86，因此，安全系数为225/35.2=6.39（倍）gt;6，满足吊装安全要求。

3" 施工工艺技术

3.1" 技术参数

根据现场条件和吊车起吊参数，为了确保吊车在设计参数工况下安全起吊，吊车必须按照平面布置图进行就位，平面布置图如图2所示。按照平面布置图就位可以确保吊车的位置和角度最适合当前工况，避免由于位置不当引发的安全隐患。同时，按照布置图就位还有助于优化现场操作空间，确保吊装作业的顺利进行和提高工作效率。在正式吊装前，需严格按照平面布置图核对吊车的就位情况，确认无误后方可进行起吊操作。

人行天桥吊装过程中，以下为具体参数。300 t吊车：最大作业半径为12 m，吊车主臂长度为34.1 m，配重为76 t；400 t吊车：最大作业半径为16 m，吊车主臂长度为30.6 m，配重为143 t。

3.2" 吊装工艺流程图

确定吊车场内行走路线和支腿位置→路基夯实和支腿地基处理→测试支腿地基承载→安放支腿和钢箱→吊车就位→加载配载→检查吊车和吊具，试吊3次→检查吊车支腿和液压系统→确认无误后正式起吊→通过起落钩、变幅和旋转缓慢将人行天桥运行至安装位置→人行天桥就位→摘钩回车→完成吊装。

3.3" 吊装前准备

一是由于400 t吊车的长度达到约19.5 m，因此需要提前清理影响吊车进场的障碍物。开始清理时，吊装施工单位将派专人进行协助与指导。二是机具及索具准备：检查吊装钢丝绳是否存在腐蚀、损伤、断丝和断股等缺陷，并确认钢丝绳的直径是否符合设计要求；检查吊车的工作状态是否正常，各项安全装置是否运行良好。三是人员准备：对参与该吊装项目的所有人员进行安全与技术交底，并做好相关记录。各个环节的工作应落实到具体人员确保不遗漏任何环节。四是清理吊装现场及影响吊车进场的障碍物。五是标识人行天桥安装十字中心线。六是支腿位置地基处理。为确保安全吊装，保障吊装作业时地面的施工作业宽度和足够的承载力，需在吊车支腿位置铺设2.5 m×2.5 m的防沉降钢箱，以增大受压面积。这种铺设方式能够有效分散吊车支腿的受力，防止地面下沉导致吊装事故。同时，根据支腿的受力情况，在吊车支腿位置进行吊车配重试压，确保起重机完全处于坚实的地面上进行吊装作业。试压方法如下：①根据吊装平面布置图，用石灰标注出吊车站位及支腿防沉降钢箱的位置边线。②吊车共设有4条支腿，并配备4块防沉降钢箱铺设。每块钢箱的尺寸为2.5 m×2.5 m×0.22 m，单块面积为6.25 m2。③在单块防沉降钢箱上加载吊车配重进行静态压试验，利用水准仪监测钢箱的沉降情况，直至沉降停止。当试压合格后，将防沉降钢箱移至其他位置，并采用相同的方法依次进行静压试验。七是在进行道路封闭施工时，应严格按照交通导行方案进行布置。在吊装过程中，封闭贵安大道的吊装区域，并安排专人进行封闭隔离导行，确保无人员进入吊装区域。同时，应做好封闭道路期间的交通导行工作，尽量减少对现有交通的影响，并在吊装完成后尽快恢复道路通行。

3.4" 吊装操作要求

第一，在作业前，必须组织进行方案交底、技术交底和入场安全教育。特种作业人员必须持证上岗，并确保人证相符。在施工过程中，必须正确使用劳动保护用品，确保按照操作规程进行作业。第二，在吊车就位进行吊装作业前，需在支腿受力最大处进行地基承载试验，以确保地基满足安全吊装要求。第三，吊点选择：必须根据计算的起吊位置进行设置。第四，在人行天桥起吊前，需检查吊车就位位置是否符合设计要求，确保吊车在额定工况下进行作业。第五，起重吊装作业前，必须检查钢丝绳和吊具，严禁使用不合格设备；作业时，应设警戒区，禁止人员靠近。第六，为确保吊装安全，配备专职指挥，司机和操作工根据指挥信号平稳作业，确保人行天桥安全到位。第七，吊机在起吊过程中应保持慢速、平稳。

3.5" 吊装工艺

3.5.1" 吊车试吊

第一，试吊前检查。在试吊前，应对吊车的各部件进行详细检查，包括各传动部分（如发动机、变速箱、轴承等），检查是否存在发热、噪声、振动或漏油等异常现象，发现问题需及时处理。检查各转动部位的润滑情况，关注油温及油量。还需检查各表计的灵敏度、可靠性和准确性。对钢丝绳状况和安全防护状况也要进行认真检查，确保所有设备和部件均满足使用要求后，方可进行下一步工作。检查各安全防护装置，确保功能正常，安全标识清晰可见。确保吊车的各部件均处于良好状态，满足使用要求后，方可进行下一步的试吊作业。第二，吊装人行天桥就位。为确保吊车起重绳垂直受力，操作过程中吊车每移动1～2 m需停止，通过旋转和变幅调整吊车起重绳至垂直状态。这种操作方法能够有效避免起重绳受力不均，减少吊装过程中可能出现的安全隐患。同时，通过频繁的停顿和调整，可以确保吊装过程的精确性和稳定性，从而提高吊装作业的安全性和效率。第三，空载试车。根据实际情况，对吊车吊装的不同位置进行大臂升降、回转等空载试验，观察人行天桥运行是否正常，并检查各仪表、指针和制动系统，确保其正常运行。通过空载试验，可以提前发现和排除潜在问题，保证在正式吊装时设备的稳定性和安全性。具体操作包括：在不同位置进行大臂升降、回转等操作，观察吊车的反应，确认无异常噪音、振动或其他不正常现象；检查所有仪表和指针的读数，确保其准确无误；测试制动系统的反应速度和可靠性，确保其能够在紧急情况下正常工作。通过这些详细检查和试验，可以确保吊车和人行天桥在正式吊装时的安全和顺利。第四，静载试验。一是在吊装最大回旋半径处，将试吊重物吊离地面约0.2 m，保持静止5 min，观察吊车各受力点的变化情况，并做好记录。通过保持重物静止，可以检测吊车在最大回旋半径处的受力情况，确认吊车各部件是否能够承受吊装重量，确保安全性。二是反复进行试吊操作，吊车运行速度应控制在每分钟0.5 m，起落钩速度应为每分钟2 m，并做好详细记录。通过反复试吊，可以测试吊车在不同操作下的稳定性和反应速度，确保各系统的协调运作。同时，记录每次操作的数据和观察到的情况，有助于分析和改进吊装方案，保证正式吊装的顺利进行。

3.5.2" 多机抬吊同步协调措施

第一，在开始吊装前，应对所有参与吊装作业的吊车进行编号。司索指挥人员应按照编号对各吊车进行指挥调度。第二，在整个吊装过程中，应设立一名司索指挥员，由该指挥员统一指挥所有参与作业的吊车。第三，吊车在吊装过程中，随时观察操作室电脑显示屏，保持吊车额定输出功率。第四，为确保吊车起重绳垂直受力，操作过程中吊车每移动1～2 m需停止，通过旋转和变幅调整吊车起重绳至垂直状态。第五，吊车在整个吊装过程中需缓慢操作，水平位移速度保持在0.5 m/min，起落钩速度保持在0.5 m/min。

3.5.3" 人行天桥吊装

第一，试吊。吊具安装完成后将钢丝绳挂于2台吊车吊钩上，2台吊车同时缓慢起钩将人行天桥吊起，调离地面20 cm左右，静置10 min，观察吊车各受力点的变化情况，做好记录，并反复起降3次，检查所有吊具情况是否满足要求：检查所有吊具情况；吊车负荷情况；吊车制动情况；地基变化情况。所有检查经检验无误后，方可进行正式起吊工作。通过这种方法，可以确保在正式吊装前，所有设备和操作步骤都处于最佳状态，最大限度地保证吊装作业的安全性和可靠性。第二，人行天桥吊装。一是吊装设备就位。吊装设备按吊装平面图1就位，为了保证就位准确，用钢尺测量就位。二是人行天桥吊装。在吊装设备到位后，首先进行吊具的安装。吊具安装完成后，将其挂在吊钩上。在指挥员的指挥下，2台吊车同时起钩，将人行天桥吊起并进行位置互换。随后，2台吊车将天桥吊至图3所示位置处。此时，300 t吊车负责将梁的一端吊起并移动400 t吊车，400 t吊车重新就位后，将天桥吊至图3所示位置。再移动400 t吊车，400 t吊车重新就位。2台吊车通过缓慢升降钩、旋转和变幅的操作，最终将人行天桥准确吊装到位（图3）。经施工技术人员检查确认符合设计要求，并对人行天桥进行校正与加固后，拆除吊具，完成吊装工作。

另外一座人行天桥采用大致相同的吊装方法将天桥吊装就位。

4" 结论

通过对贵安大道K29+182处人行天桥吊装工程的详细分析，可以得出以下结论。

1）吊装荷载验证。研究表明，在300 t和400 t吊车的荷载计算和验证中，吊装过程中的安全系数均符合要求，确保了吊装过程的安全性和可靠性。

2）吊装绳索的选择。通过对不同型号钢丝绳的选择与计算，确保了钢丝绳在吊装过程中的拉力稳定性和安全性，为吊装提供了有力保障。

3）施工工艺。详细的施工工艺流程和吊装前的准备工作，如清理现场障碍物、地基处理和吊车就位等步骤，有效保证了吊装过程的顺利进行。

4）多机抬吊同步协调。采用多台吊车同步协调措施，通过精细化的指挥与操作，确保吊装过程中的平稳和安全。

5）安全管理。严格的现场安全管理措施，包括交通导行、吊点选择和作业前的安全交底，有效降低了吊装过程中可能存在的风险。

总体而言，本研究所提出的吊装技术和流程适用于城市立交下跨人行天桥的预制箱梁吊装，具有较高的安全性和操作性，为类似工程提供了科学的指导依据。希望未来在类似工程中，可以借鉴本次研究总结的经验和方法，进一步提升吊装施工技术水平。

参考文献：

[1] 郭水，王建，夏阳，等.下穿既有高架桥预制箱梁吊装施工技术研究[J].建筑技术开发，2024，51（5）：57-59.

[2] 朱兴龙，彭冀.基于GNSS的预制箱梁桥吊装施工新技术[J].建材世界，2022，43（5）：105-108.