城市复杂环境下钢结构桥梁吊装施工技术

孙彬彬

（中铁十六局集团第二工程有限公司）

1 工程概况

成安渝大道桥梁工程位于成都市绕城高速内侧，分别上跨成安渝高速匝道、成洛大道、大运会连通道、灵龙东路-西江西路连接通道、及一条无名路，桥梁两侧与天府绿道顺接，钢箱梁施工位于字交叉路口，车流量大。工程全长1502.0m，其中跨越大运会直联通道段长104m，跨径布置为28m+48m+28m，上部结构采用单箱单室钢箱梁，下部采用独柱花瓶墩、下接承台及钻孔灌注桩基础，跨越无名路及成安渝高速、成洛大道段全长340m，跨径布置为（36m+38m+36m）+（40m+55m+55m+40m+4 0m）。具体桥型布置见表1。

表1 桥型布置 （m）

2 钢箱梁吊装总体方案

吊装是桥梁钢箱梁施工中的重点环节，此处采用临时支架+履带吊联合吊装的方案。桥梁第五联钢箱梁（11#～14# 墩）有4 个吊装节段，第十四联钢箱梁（36#～39# 墩）有5 个吊装节段，第十五联钢箱梁（39#～44#墩）为10 个吊装节段，其中第十五联钢箱梁吊装节段（4#、8#～9#）横向分2 块进行吊装。全桥共有26 个钢箱梁加工块段，均以设计要求为准，在指定的加工厂制作成型，通过质量检验后用平板拖车转运至现场安装。

吊装工作量较大，为顺利吊装，提前搭设临时支架，然后将各节段安装到位、焊接、涂装，确认无误后将临时支架拆除。

设备方面，吊装选用260t 履带吊。

图1 为钢箱梁平面图，图2 为钢箱梁平面位置图。

图1 第五联（11#-14# 墩）钢箱梁平面位置图

图2 第十四、十五联（36#-44# 墩）钢箱梁平面位置图

3 临时支架的现场布置方式

在现场布设16 个临时支架（编号为1#～16#）用于临时支撑钢箱梁。数量方面，11#～14#墩3 个、36#～39#墩4 个、39#～44#墩9 个，即共计16 个临时支架。

3.1 临时支架的结构

单个临时支架的主要结构为：取壁厚为10mm 的φ350mm 钢管作为立柱，共4 根；取16a 槽钢以组拼的方式设置成型，作为连杆；待立柱设置到位后，取合适尺寸的钢板作为封顶盖板，然后于上方设双拼I32a 工字钢作为分配梁；待分配梁设置到位后，再于上方设壁厚为6mm 的φ180mm 钢管作为安装调整支撑点，以满足钢梁承载要求，保证受力的合理性，避免钢梁变形问题；分别为各分配梁设两个角钢作为限位挡板，以保证钢箱梁定位的准确性；除此之外，在钢管基础底部设0.6m×0.6m×0.14m 钢板（锚板）和φ20mm 钢筋（锚筋）。

3.2 临时支架的安装及拆除要点

⑴临时支架的安装。原材料运抵施工现场后，详细检查尺寸、表观形态等，确认无误后加工制作钢管立柱和分配梁。以焊接的方法使预埋钢板与钢管底部连接，构成整体[1]。先用25t 汽车吊将钢管立柱吊装到位，经过调整后确保钢管立柱的顶面标高可以满足要求，然后设置横向分配梁。部分钢结构近墩柱部位底面采用变截面的形式，且存在坡度，因此可能会出现钢结构滑动的问题，为有效规避，在钢箱梁底部加垫楔形方木，以焊接的方法在梁底设置挡板。

⑵临时支架的拆除。逐跨拆除钢管支架，分别为各支架适配8 台50t 千斤顶，在钢管支架上同步顶升，用氧气乙炔切割的方法拆除钢管。为了顺利完成钢管支架的拆除作业，8 台千斤顶交替受力，以分级的方法逐步卸载，并且严格控制单次卸载量（≤10mm）。正式卸载前先组织试验，经过试卸载后判断千斤顶的实际使用情况，确认无误后方可正式卸载。有秩序地卸载后方可将千斤顶拆除。然后开始拆除分配梁，此部分以切割的方法划分为两段，再联合应用25t 吊车和链葫芦将分配梁置于地面上，做进一步的拆除。最后拆除连接系、钢管立柱。临时支架拆除后分类管理各构件，避免随意堆放。

4 钢箱梁吊装施工的硬件配套及技术参数

4.1 吊机的配套

吊装机械设备采用1 台260t 履带吊，主臂长39m。11#～14# 墩钢箱梁单个节段最长为32m，吊装高度12m、作业半径9m，最大吊重81.5t，履带吊可吊装137.5t，满足要求；对于36#～39#墩钢箱梁，单个节段最长为25m，吊装高度7m、作业半径11m，最大吊重77.9t，履带吊可吊装107.25t，满足要求；对于39#～44#墩钢箱梁，单个节段最长为26m，吊装高度13m、作业半径11m 内，最大吊重98.1t，履带吊可吊装107.3t，满足要求。

履带吊吊装施工期间，地面承受压力存在差异，其中最大值发生在吊装最重节段钢箱梁时，综合考虑吊装扁担、吊钩等附属装置，确定最大节段钢箱梁吊装时的总重，即钢箱梁自身（98.1t）和各类附属装置（0.5t），共98.6t；还考虑到施工现场配备吊车的自重（260t），因此地面需要承受的最大值F合为98.6+260=358.6t。进一步分析受力情况，单履带的长度为8.39m、宽度为1.2m，其受力面积S 为8.39m×1.2m=10.068m2。基于前述数据确定地面单位负荷，即q=1.2F合g/2S=1.2×358.6×10/（2×10.068）=213.7kPa。

为保证吊装设备的稳定性（避免下陷、偏斜等问题），对地面采取压实措施或做硬化处理，确保地基的承载力至少达到250kPa，在此条件下方可吊装。

4.2 吊具的配套

⑴吊装卡环。吊耳孔径为φ120mm，适配吊装安全荷载32t 卡环，卡销直径68mm。

⑵钢丝绳。考虑最重钢箱梁节段（98.1t），据此展开计算，选择合适的钢丝绳。计算时按3 点吊装考虑，各吊点所受自重为32.7t。具体的受力情况如下：各吊点均有2 根钢丝绳，单根强度1670MPa，最小破断拉力为Fg=1140kN，不均匀系数α=0.82，据此展开计算，确定单个吊点钢丝绳的安全系数，即K=2α [Fg]/32.7×10=5.7，达到“安全系数为5～6”的要求。此外，各吊索计算长度均按18m 考虑，考虑到吊装安全要求，编制12根，其中有4 根作为备用。

⑶吊耳的配套及安装。在钢箱梁的各节段中，最重为98.1t，其余各节段的吊装重量均小于该值。经分析，认为7#节段属于最不利吊装块段，因此根据该节段的特点设计吊耳。吊索与钢箱纵向、横向的水平夹角分别取60°、85°，吊耳的结构如图3 所示。

图3 吊耳设计图

各段钢箱梁的吊耳数量均为4 个，吊耳材质为Q355C，结构组成包含耳板、加强耳板以及加劲板三大部分。此外，统一将吊耳设在腹板处。

5 钢箱梁吊装施工流程及要点

按照如下流程有序吊装钢箱梁：

⑴准确界定钢箱梁吊装作业区域以及车辆通行区域的具体范围，根据现场地质条件做硬化处理，确保场地及通道可承受机械设备自重等作用，并全面清理场地上的障碍物[2]。

⑵以钢箱梁节段划分情况为主要参考，确定合适的临时支架安装位置，对该区域的基础进行处理，直至满足承载力要求为止；施工临时支架基础，将合适尺寸的预埋钢板设置到位。在现场适配25t 汽车吊，利用该设备完成1#～16#临时支架的搭设作业，过程中加强检测与控制，要求垂直度＜L/1000 并且不超过15mm，否则需调整；在分配梁上测放钢箱梁支撑点及限位装置的位置，以焊接的方法将调节钢管及限位挡板设置到位。支座得到临时固定处理后，于指定位置安装节段纵向限位装置。

⑶于交通流量低峰期或夜间将钢梁运输至现场，从小里程向大里程有序吊装。根据施工要求将260t 履带吊摆放到位。吊装前，先在支架平台上测放横纵向安装位置作为参照基准，并配套横纵向限位挡板，起到辅助的作用。施工全程加强对组装精度的检测与控制，尽可能从源头上避免质量问题[3]。

⑷履带吊移动至36#～39#墩小里程，运梁车就位，共同参与各节段的吊装作业。在此阶段，按照“1#→5#”的顺序依次吊装。为了保证吊装的顺利进行，先在支架平台上测放横纵向安装位置，配套限位挡板，在实际吊装过程中依然需要加强检测与控制，保证钢箱梁节段准确到位。

⑸在前述基础上，将履带吊移动至39#～44#墩小里程，同时运梁车精准就位，按照该方式继续完成后续各节段的吊装作业。

⑹钢箱梁吊装到位后，焊接并做探伤检测，保证焊接质量；支座灌浆等配套工作落实到位后施工桥面系；若各方面均无质量问题则拆除临时钢管支架及基础。

6 结束语

钢结构桥梁吊装施工是一项系统性较强、细节较多的工作，必须结合实际情况制定钢结构安装施工流程，按照特定的顺序将各项工作落实到位。本工程中，针对施工现场环境相对复杂的情况，设计了钢箱梁吊装总体方案，并在施工过程中加强检测与控制，最终取得了良好的施工效果。