V腿桁架连续箱梁桥吊装技术研究

马洪龙

（中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030032）

V腿桁架连续箱梁桥吊装技术研究

马洪龙

（中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 030032）

以贵安新区歆民路车田河大桥为背景，通过对V腿桁架连续箱梁分段设计，形成了全桥分段吊装拼接的作业方案。随后根据分段特点及场地特点，规划了箱梁吊装的合理行走线路和临时支架架设方案，并选取了合理的吊装起重设备，进行了现场吊装试验，同时还分别对整个吊装工程中最重和最远的构件吊装时的起重机受力特点进行了分析，验算了桥梁分段吊装的安全性。现场施工结果表明，所提出的桥梁分段吊装设计和临时支架架设方案有力保证了桥梁吊装施工的安全性，可为今后类似工程提供有益参考。

桥梁工程；钢箱梁桥；分段设计；起重试验

钢箱梁桥具有自重小、结构设计成熟、造型优美及施工效率高等特点，为许多市政工程所采用[1-3]。贵安新区歆民路车田河大桥采用了V型腿+桁架连续箱梁方案，歆民路在K4+020～K4+140段连续跨越规划车田河景观带和滨湖路，桥位处车田河规划宽度为40 m左右，两侧河岸为景观步行道，歆民路与河道大致正交。在K3+988.240～K4+148.160范围设置桥梁，桥梁分两联，第一联跨径布置为32 m+56 m+32 m钢结构V构桥，其中，6 m中跨跨越车田河，边跨跨越河岸景观步行道；第二联为30 m简支钢箱梁，跨越滨湖路。桥梁全长159.92 m，分为左右2幅修建，单幅桥宽21.25 m。边跨主梁为正交异形板钢箱梁，高度为1.8～1.94 m，顶板形成桥面横坡，底板水平。顶板宽21.1 m，底板宽15.66 m，断面为单箱6室形式，两侧悬臂宽度分别为3 m和2.5 m，箱室宽度为：边室1.58 m，中室3.11 m。

城市环境下修建钢箱梁连续桥一般采用分段吊装法。将箱梁整体划分为若干个节段，由工厂预制，在桥位附近设置拼装胎架，完成部分拼装作业，然后整体吊装至设计位置，简单易行，结构安装定位精确，拼装质量容易保证。但是此方法需要较大的拼装胎架，有较多的高空作业，施工人员的安全保障难度大，带来的安全措施费用高。分段吊装法的主要技术难题为结构分段单元的分割和结构分段吊装顺序的确定。

许多桥梁在建设过程中都对吊装施工关键技术进行了系统性研究，杨建勇等[4]对钢箱梁吊装施工的要求和要点进行了详细阐述，提出钢箱梁吊装作业的精度控制方法和分段吊装的调整方法，并分析了临时支架设计，对类似桥梁吊装施工具有一定的指导意义。李春元等[5]通过对钢桥吊装时的内力分析，对钢桥受力部位进行了局部加强，以改善各杆件内应力，满足强度要求。研究采用托架替代吊架的安装方案优化，对桥梁吊装施工的优化设计具有一定的指导意义。吴锦伟等[6]详细阐述了采用船运水上起吊方法完成大跨度简支梁吊装施工，重点强调了吊装施工中的过程控制技术措施，具有较高的实用价值。李航[7]介绍了跨越既有铁路钢箱梁桥整体吊装施工方法，重点突出对周围复杂环境的防护措施，具有一定的借鉴意义。

已有的研究成果表明：箱梁的分段或者整体吊装施工是一种相对较为成熟的施工方法，具有较高的通用性，但是桥梁结构设计的差异造成了许多不同的结构形式，车田河大桥的吊装施工受到桥梁结构本身及周围施工条件制约，具有自身的许多特点，因此重点研究了适用于本桥梁吊装施工的技术措施和相关设备。

1 箱梁整体分段设计

本钢箱梁桥采用“工厂预制→现场焊接拼接→分块吊装”施工模式，其中，箱梁分块预制工作在本公司成都工厂完成，分块箱梁通过公路运输至施工现场，然后在现场按照箱梁线性布置拼装胎架，根据起重机性能及其他现场条件，以质量控制为原则，施工效率为目标，确定现场梁段拼接方案。

钢箱梁分段方案结合设计要求及工厂加工能力，为保证其整体质量，满足技术各项要求，在制造各钢箱梁块单元时，腹板单元宽度在加0.05%收缩量后，直接加工其与顶底板接触的两边的坡口。顶、底板单元长度、宽度方向及腹板长度方向均留2次切割量，待组装成块单元后，支撑为设计的桥位状态，整体划线切割周边。完成各分块的台阶拼装作业后形成了吊装节段，如图1所示。

拼装完成的桥梁分段重为110.68 t，最长段为35.496 m，起重机的选型和行走线路规划均需满足最重节段吊装要求。

图1 上层箱梁纵向分段示意图

图2 起重机行走线路及拼装顺序

2 钢箱梁吊装施工方法

2.1 起重机行走线路规划

起重机行走线路根据现场施工条件和起重机吊装能力确定，本工程场地条件较好，周围没有影响施工的各种限制性因素，因此起重机行走线路设置在桥梁侧边及简支梁空间下方。起重机行走线路及拼装顺序如图2所示。

2.2 起重机吊装试验

本工程选用了QUY350履带式起重机，在履带起重机正常吊装施工前，需对进场的履带起重机进行试吊，以确定履带起重机的正常工作条件。需进行如下吊装测试工作。

试吊环境：试吊在晴朗天气下进行，风速应小于5级，场地应平整、坚实，倾斜度不得大于5/1 000，在起重臂（杆）起落及回转半径内无障碍物。

空载试验：各试验动作需重复进行不少于3次；吊臂、吊钩起落、升降到规定的极限位置；回转机构向左、右各回转360°；前进、后退，再原地向左、右各转弯90°；各仪表、信号应显示正常，安全控制装置应灵敏有效，运转部位应无异响、过热现象。

满载试验：力矩限制器自检功能必须灵敏有效，额定载荷试验以最低和最高速度进行提升、制动、变幅、回转、行走试验，重复次数不得少于2次；试验过程中各项动作应连续进行。

超载试验：以起重机额定起重量的110%进行超载动态试验，试验程度参照满载试验要求。动态试验后，将起重量增加到125%，提升到离地20 cm高度处，重物在空中停留时间不得少于10 min，重物与地面距离应保持不变。

2.3 吊装安全性检算及作业流程

2．3．1 吊装安全检算

本工程吊装中最重和最远构件作业为控制性吊装作业步骤，下面分别对2种工况的吊装参数进行计算，确定吊装参数如下所示。

最重构件：本工程最重构件为5号和17号构件，质量为110.68 t，规格尺寸为5.89 m×35.5 m×1.4 m，安装标高为11 m，回转半径为14 m。

以17号梁段为例：110.68 t（箱梁）+3.5 t（吊钩）+1 t（钢丝绳）＝115.18 t。考虑动载系数为1.2，最终起重量为 115.18×1.2＝138.216 t。

履带式起重机起升高度为（相对于地面）：H＝h1+h2+h3+h4+h5＝11（钢箱梁就位高度）+1（钢箱梁就位前需吊高增加）+1.4（钢箱梁高度）+8（吊钩与梁顶高度）+18（吊钩及主绳长度）＝39.4 m。

吊车站位中心距吊点中心距离（回转半径）为L＝14 m。最重梁段吊装示意图如图3所示。

350 t履带起重机作业参数：主臂30 m，塔臂24 m，作业幅度14 m。此时，350 t履带起重机额定起重量为142 t。履带起重机额定起重量142 t，大于箱梁总重138.21 t，吊装工况安全。

最远构件：本工程最远构件为6号至12号构件，质量最重为7号箱梁77.6 t，规格尺寸为8.3 m×21.1 m×1.4 m，安装标高为11 m。

吊装计算，以7号梁段为例：77.6 t（箱梁）+3.5 t（吊钩）+1 t（钢丝绳）＝82.1 t。考虑动载系数1.2，最终起重量为 82.1×1.2＝98.52 t。

履带式起重机起升高度为（相对于地面）：H＝h1+h2+h3+h4+h5＝11（钢箱梁就位高度）+1（钢箱梁就位前需吊高增加）+1.4（钢箱梁高度）+8（吊钩与梁顶高度）+18（吊钩及主绳长度）＝39.4 m。

吊车站位中心距吊点中心距离（回转半径）为L＝16 m。350 t履带起重机作业参数：主臂30 m，塔臂24 m，作业幅度16 m。此时，350 t履带起重机额定起重量为117 t。

履带起重机额定起重量117 t，大于箱梁总重98.52 t，吊装工况安全。

2．3．2 吊装作业流程

完成履带式起重机调试，在进行每个块体吊装前，需再次试吊，确保顺利起吊，并调整各钢缆的长度，确保吊装平稳。吊装作业的主要流程如图4所示。

图3 钢箱梁吊装示意图

3 结束语

歆民路车田河大桥整体结构较为复杂，全桥分段多，各分段之间的尺寸和质量差异较大，给现场吊装施工带来了一定的挑战。本文从桥梁整体分段入手，提出了合理的吊装分段设计，结合现场实际施工条件和起重机性能，规划了合理的吊车行走线路。为保证吊装作业的安全性，提出了起重机在正式吊装作业前的其中试验方案，有力保证了起重机在箱梁节段吊装过程中的可靠性，同时还进行了最重和最远节段吊装的参数验算，确保了极限工况下的吊装安全性。通过对车田河大桥节段吊装工作的研究，可以为今后类似工程提供有益参考。

图4 吊装作业流程图

［1］袁霖宇.成都市二环路高架桥特殊钢箱梁设计研究［D］.成都：西南交通大学，2014.

［2］甘立全.城市高架桥大型钢箱梁整体吊装技术［G］//成都市“两快两射”快速路系统工程论文专辑，2014.

［3］童激扬，黄南育，曾宪双.武汉沙湖南环路跨楚河桥钢箱梁分节段顶推安装技术［J］.世界桥梁，2012，40（3）：28-32.

［4］杨建勇，成菲.城市高架桥梁钢箱梁的吊装施工技术［J］.中国建材科技，2016（6）：106-107.

［5］李春元，国春风.大跨度钢桥托架吊具设计及应用［J］.中国港湾建设，2014（11）：49-50.

［6］吴锦伟，何炳泉，黎丁，等.海心沙简支梁式钢桥整体吊装施工技术［J］.广东土木与建筑，2011（11）：46-48.

［7］李航.跨越既有铁路线钢桥吊装施工方案［J］.中国高新技术企业，2010（30）：153-154.

马洪龙（1985—），天津宁河人，大学本科，主要从事项目管理工作。

〔编辑：刘晓芳〕

U445.4

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.037

2095-6835（2017）24-0037-03