中铁生态城一号人行天桥钢箱梁吊装 技术方案及理论计算

谭红飞　张云鹏　姚旭　华远芳

摘要 根据中铁生态城一号人行天桥吊装技术方案，通过采用一台吊车与两台吊车吊装方案分析对比，择优选择了两台吊车同时起吊方案，并对吊装方案采用Midas Civil软件对吊点进行精确受力分析，有效解决了跨贵龙大道钢箱梁吊装的安全技术难题，加快吊装进度和质量，保证钢箱梁吊装安全，为工程项目节省了大量经济成本，产生了良好的经济社会效益。

关键词 钢箱梁;吊车;吊耳;钢丝绳

中图分类号 U441文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）11-0127-03

引言

为保证在既有线上方吊装钢箱梁安全，经研究采用分节段吊装钢箱主梁技术方案。钢箱主梁节段长度分别为28.7 m和23.75 m，节段重量分别为55.3 t和44.7 t。根据箱梁最大节段重量和既有线交通流情况，结合对吊车技术参数进行详细分析研究，采用2台130 t吊车同时同步起吊，对既有线上交通分流实行半幅封闭措施。

针对钢箱梁吊装方案，对贵龙大道上交通导行方案经多次对比研究分析，采用半幅封闭，封闭半幅处交通车辆采用借道分时段绕行方案;采用Midas Civil软件对吊车起吊整体建立模型进行受力计算，确保钢箱梁吊装的安全和钢箱梁安装质量满足工程项目要求。

1 工程概况

一号人行天桥主梁为矩形箱梁，总宽4.5 m（含栏杆和装饰），主梁结构净高1.1 m ，采用2跨连续钢箱梁的形式，跨径布置为（1.35+27.35+22.40+1.35）m，总长52.45 m。人行桥梯步呈Z字形，梯步设计旅客行李推车通道，梯步净宽设计为1.8 m，推车通道净宽0.5 m。一号人行天桥位于贵龙大道（K12+480）道路圆曲线上，是中铁生态城内人行天桥的主要地标之一，天桥横跨的贵龙大道设计为双向8车道，是贵阳至龙里的快速市政通道，车流量大，故一号人行天桥施工难度大[1]。

2 钢箱梁吊装方案对比分析

第一种吊装方案：对52.45 m钢箱梁整体吊装，经计算需最小260 t吊车方可满足吊装安全要求，跨贵龙大道主干道交通导流需全封闭，社会影响大。缺点是采用单个大吨位吊车吊装钢箱梁进度慢，安全风险高，不容易定位钢箱梁，吊车租赁费用高吊装经济成本较高。

第二种吊装方案：对整跨钢箱梁实行分节段加工并预留焊接接头，分节段长度分别为28.7 m和23.75 m，采用两台130 t吊车吊装节段箱梁。优点是吊装进度快，容易定位，吊车吊装过程中安全稳定性好，吊车租赁费用比较经济，且吊装过程中仅须对跨贵龙大道主干道交通导流半幅流水实行封闭，对交通通行社会影响较小。综合比对两种吊装方案，对一号人行天桥吊装实行第二种方案。

3 钢箱梁吊装导行方案

一号人行天桥跨贵龙大道右侧钢箱梁（28.7 m）吊装时，对贵龙大道右幅实行全封闭，贵阳至龙里方向车辆通行从贵龙大道右幅引导至悦龙中路，经中铁大道后再通过匝道驶入贵龙大道右幅;一号人行天桥跨贵龙大道左侧钢箱梁（23.75 m）吊装时，对贵龙大道左幅实行全封闭，龙里至贵阳方向车辆通行从贵龙大道左幅匝道引导至中铁大道，经中铁大道后再通过匝道驶入贵龙大道左幅[2]。

4 钢箱梁吊装技术方案

4.1 总体方案

一号人行天桥净高5.2 m，钢箱梁高度1.1 m，贵龙大道路面至桥面高度6.3 m，根据最大节段钢箱梁重量、安装高度和吊车旋转高度（半径）参数，选定采用两台130 t吊车吊装。主梁钢箱梁长度为52.45 m，采用分节段吊装方案，节段长度分别为28.7 m和23.75 m，节段重量分别为55.3 t和44.7 t。先安装跨贵龙大道右幅钢箱梁节段，再安装跨贵龙大道左幅钢箱梁节段。吊车吊装位置布置图详见图1。

4.2 吊装流程

吊装前钢箱梁验收→探伤检测→吊车就位→吊点绑扎→钢箱梁吊装→临时连接→钢箱梁平竖位置校正→定位螺栓连接→钢箱梁合龙焊接→防腐（锈蚀）油漆补喷。

4.3 吊装工具设计

钢箱梁顶面焊接吊耳4个，吊耳平面布置纵横向布置尺寸为16.65 m×1.90 m。吊耳采用14 mm厚q345钢板加工，结构尺寸长宽设计为20 mm×20 mm。吊绳为直径400 mm的钢丝，吊绳与两吊耳之间角度为60°。吊具布置图详见图2。

4.4 吊装方法

在分节段钢箱梁施工缝位置下方设置临时支座，将两节段钢箱梁分别吊运至临时支座和永久支座上，在临时支撑点进行施工缝施焊，将两端钢箱梁焊接结束后，拆除临时支座，完成吊装施工。在钢箱梁施工缝位置的箱梁面上预留0.5 m×0.5 m宽的槽口，用于焊接工人通行和焊接排烟。

4.5 吊装控制措施

（1）试吊与空吊：构件起吊时，先进行试吊与空吊，空吊主要目的是找出吊臂倾角和吊机作业的最佳位置[3]。

（2）钢箱梁吊装前应仔细检查钢丝绳是否有断丝和起毛，如有异常应更换钢丝绳。

（3）起吊前对吊耳焊缝进行详細检查，对吊耳钢板进行坡口焊接，保证焊缝质量。采用千斤顶对每个吊耳进行试拉，检查吊耳的结构安全性是否满足起吊安全要求。

（4）钢箱梁吊装合龙前应对其平竖位置进行测量复核，满足设计要求后方可合龙锁定。

5 钢箱梁吊装受力计算

5.1 吊车吨位选型计算

钢箱梁最大节段吨位为55.3 t，吊车起吊时臂长为28 m，旋转半径幅度为9 m，固定倾角为70°。根据吊车厂家提供设备（130 t吊车）受力参数表，臂长为28 m加旋转半径幅度为9 m时吊车最大吊重为44 t，考虑到布置吊车路面有纵横向坡度对其吊重有折减影响，故选择两台130 t吊车吊装作业。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

5.2 吊车起吊高度计算

吊车起吊时需要考虑：安装临时支座至地面距离h1（4.4 m）;钢箱梁安装间隙h2（0.3 m）;吊耳至钢箱梁底高度h3（1.2 m）;吊耳至吊钩距离h4（2.6 m）。故吊车起吊钢箱梁高度（H）：H≥h1+h2+h3+h4=4.4+0.3+1.2+2.6=8.5 m。

5.3 钢丝绳、吊耳受力计算

钢丝绳选用直径为42 mm（6×37+1）型号，公称强度为1 770 MPa，钢丝绳的允许拉力[Fg]=996 kN，吊耳采用18 mm Q345钢板。

最大箱梁节段重量为553 kN，每个吊耳受力为138.25 kN，计算示意图详见图3，每根钢丝绳受力计算如下：

F×sin60°?138.25F

==159.64 kN

≤[Fg]=996 kN，合格。

吊耳焊缝计算：吊耳焊缝设计厚度为13 mm，N1=

138.25 kN;N2=79.82 kN。

=43.9 MPa<=1.22×160=195 MPa

5.4 钢丝绳、吊耳整体受力计算

采用midas整体建立模型，详见图4～5，进行计算如下：

σmax=753 MPa<1 771 MPa（合格）

fmax=69 mm

6 結束语

该钢箱梁吊装方案经现场实施后安全可靠，吊装后钢箱梁平纵位置效果好。吊装前对吊车机械力学参数进行研究分析，结合Midas Civil软件进行整体计算，得出吊车安全起吊时吊臂倾角和摆幅半径范围，保证了钢箱梁吊装作业安全。采用2台吊车方案，固定吊车臂倾角和旋转摆幅半径幅度范围方案在以后同类人行天桥钢箱梁吊装工程项目值得推广应用。

参考文献

[1]周方. 钢箱梁的优化设计研究[D]. 呼和浩特：内蒙古工业大学， 2007.

[2]张骎. 广深港客运专线福田站施工关键技术与管理[D]. 青岛：青岛理工大学， 2014.

[3]李斌. 波纹钢腹板H型钢梁抗弯标准性能有限元分析[J].  中国标准化， 2016（24）： 193+204.

收稿日期：2022-04-27

作者简介：谭红飞（1985—），男，本科，工程师，从事安全生产管理工作。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E