公路桥梁项目钢箱梁移梁技术分析

杨恩明

摘要 某公路桥梁项目在旱地运梁船无法运输至吊装区域、传统“千斤顶+钢滑座顶推”工艺施工周期无法满足工程要求的条件下，通过在边跨侧设置移梁、存梁排架、滑移系统，形成了一种非通航条件下钢箱梁悬拼施工工艺方法，即“边跨岸侧钢箱梁滚轮小车移梁施工技术”。文章针对公路桥梁项目钢箱梁移梁技术进行研究，结合实例项目对该施工技术的特点及工艺原理进行分析，提出了相关施工工艺流程及操作要点。

关键词 公路桥梁项目;斜拉桥;非通航;滑移系统

中图分类号 U445.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0166-03

0 引言

公路桥梁作为跨越河流、浅滩等不利地质分布带的节点工程，施工工况复杂、作业难度大。受河流、浅滩地形地貌、河道吃水限深等多重因素影响，常出现箱梁无法运抵吊装区域的情况，增加了施工作业难度。传统“千斤顶+钢滑座顶推”工艺，施工效率低下，易增加项目工期风险。某公路桥梁采用“边跨岸侧钢箱梁滚轮小车移梁施工新技术”，取得了良好的工程效果[1-3]。基于此，该文以该工程为依托，对钢箱梁移梁技术展开研究，具有十分重要的意义。

1 工程概况

某高速是某省“七纵九横”干道高速路网第四纵，该高速项目一桥梁为双塔三跨斜拉桥，主跨长450 m，桥跨组合为（181.95+450+181.95）m;主梁采用扁平流线型钢箱梁结构，钢箱梁重达230 t，施工场地为浅滩地貌，水深较浅，加之钢梁自重较大，吊装区域水深无法满足运梁船吃水要求。

2 施工技術特点

（1）采用卷扬机+滚轮小车滑移比传统方式滑移重心低、稳定性好、安全性能高。

（2）采用卷扬机+滚轮小车滑移只需用单门滑轮，质量轻，安装方便，减少了施工人员数量，而采用传统的千斤顶+普通移梁滑座滑移需两门滑轮，质量重，安装较复杂[4]。

（3）采用卷扬机+滚轮小车滑移，不用对轨道进行打磨除锈、涂润滑油，维护成本低。

（4）采用卷扬机+滚轮小车滑移为滚动摩擦，拖拽力比用传统方式较小，减少了滑轮组和钢丝绳的用量，缩短了施工工期并节约了施工成本。

（5）采用“Z”字形移梁排架，轨道交叉位置设计为可转动段，减少了滚轮小车转移次数。

3 工艺原理

该工艺原理：1）桥梁边跨侧设置“Z”字形移梁、存梁排架、滑移轨道、滚轮小车等设备;2）运用浮吊吊装钢箱梁至小车滑座;3）由牵引系统牵引小车，将钢箱梁运至吊装区域，吊装安装[5]。

牵引系统构成：5 t卷扬机6台、Φ19 mm钢丝绳1 km、若干滑轮组等。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程（见图1）

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

（1）技术准备：1）组织技术人员进行设计图纸及有关施工资料的审核;2）对排架结构进行整体计算，选择最优的结构形式。

（2）该施工技术所使用的主要材料见表1，注意移梁排架等主要材料未计入。

（3）该施工技术需使用的主要设备及工装见表2，注意该表未包括汽车吊、运输设备以及其他常用小型施工设备。

4.2.2 移梁排架设计及搭设

排架总体设计：1）移梁排架按最不利工况进行设计，在移梁轨道上按最重梁段三点受力分别验算其强度、刚度、稳定性;2）为避开索塔位置，移梁排架整体平面布置为”Z”字形，整个排架分为三个区段，第一段为上梁码头区，第二段为横移段，第三段为钢梁存放区;3）移梁排架从下至上依次为钢管桩+工字钢+贝雷架+移梁轨道，钢管桩采用φ630*8 mm，设置2136工字钢承重梁，承重梁上布置贝雷架，贝雷架上按75 cm间距布置136工字钢分配梁，分配梁上安装轨道。

轨道加工及安装：1）移梁轨道采用2145工字钢组成，对接采用在两侧贴设2 cm的菱形钢板;2）移梁轨道安装采用汽车吊进行安装，移梁码头区移梁轨道按12.6 m的间距进行布置，横移段移梁轨道需铺设4条[6]。

4.2.3 滚轮小车设计及加工

为减少滑座与移梁轨道之间的摩擦力，滑座设置为滚轮小车，经过对滚轮小车的验算，滚轮小车主要由φ150轴承、φ70钢棒（45号钢）、δ30 mm钢板组成，滚轮小车由专业厂家制作完成。滚轮小车加工示意图见图2。

4.2.4 浮吊起吊钢箱梁

（1）移梁排架搭建完成后，在排架上安放4个滚轮小车，滚轮小车位置对应吊装梁段的中腹板与横隔板相交位置，然后将滚轮小车临时固定在轨道上。

（2）运梁船运载钢箱梁在支架边水域自泊就位，浮吊就位，通过吊具上的可调装置调整吊钩位置，浮吊逐级加载，并平稳提升[7]。

（3）起吊至钢箱梁脱离驳船30 cm左右，再次检查吊具等连接情况，人员撤离，钢箱梁脱离运梁船50～

100 cm后暂停起吊。

（4）通过绳索控制钢箱梁平面位置使钢箱梁临时支点对准滑块上的纵横轴线标识，浮吊缓慢降钩，钢箱梁落在滑块上，吊具解除，浮吊离开。

4.2.5 牵引装置安装及移梁

（1）牵引装置主要由2台5 t卷扬机、10 t滑轮组、Φ19 mm钢丝绳、滚轮小车组成。

（2）卷扬机布置在每段轨道的后方，卷扬机配置Φ19 mm直径的1 870 MPa级6*37S+1WR纤维芯钢丝绳，走两道丝，安全系数为10。

（3）滚轮小车根据钢箱梁横腹板的间距进行布置，前后滚轮小车采用精扎螺纹钢连接，滚轮小车与钢箱梁之间设置橡胶垫块。

（4）钢箱梁起吊至移梁支座上，同时启动两侧卷扬机，实现钢箱梁的移运。

4.2.6 钢箱梁临时存储

（1）为加快钢箱梁的吊装进度，滑移到位的钢箱梁在存梁区临时进行存梁，存梁顺序与梁段吊装顺序应保持一致。

（2）梁段纵移到位后，安装三向千斤顶液压控制系统，千斤顶布置在轨道梁上，共设置四个100 t千斤顶进行梁段调整，分别布置在四个移梁滑座附近，在千斤顶顶部铺设一块2 cm的钢板，控制千斤顶同步顶起钢箱梁，然后抽出滑座，以钢支撑凳子及垫块塞紧，完成落梁工作。

4.2.7 钢箱梁安装

无索区梁段安装完成后，安装桥面吊机，利用桥面吊机逐段对称垂直起吊，按照安装方法依次完成节段间的连接，最终完成浅滩区钢箱梁的安装[8-9]。

5 质量控制标准

钢箱梁悬臂拼装实测项目见表3表4。

6 经济效益分析

该施工技术经济效益分析如下：采用常规的千斤顶+钢滑座牵引前移施工，一个小时约前移5 m，而采用卷扬机+滚轮小车牵引系统前移施工，一个小时约前行80 m（直线段），整个移梁支架长度约150 m，采用常规施工方法每节段滑移到位约2天，采用该施工技术进行施工，一段梁前移至设计位置仅需0.5天，全桥共17个梁段，共节约工期约20天。

（1）采用常规方案施工投入分析：1）600 t浮吊投入30天：2.8萬元/天×30天=84万元;2）100 t千斤顶六台及油泵：1万元×6=6万元;3）钢滑座及支撑钢支座制作：6.8 t×0.75万元/t=5.1万元;4）人工费用（约20人）：20人×30天×200元/工日=12万;5）其他措施费用：21万元。以上费用共计128.1万元。

（2）采用该施工技术施工投入分析：1）600 t浮吊投入10天：2.8万/天×10天=28万元;2）卷扬机10 t四台：1万元×4=4万元;3）滚轮小车及钢支座制作：3.5 t×0.75万元/t=2.6万元;4）人工费用（约12人）：12人×10天×200元/工日=2.4万元;5）其他措施费用：15万元。以上费用共计52万元。

通过分析，合计节约施工成本为128.1−52=76.1万元，经济效益良好。

7 结论

该文依托某高速桥梁工程，研究了非通航工况下斜拉桥钢箱梁悬拼的施工工艺，弥补了传统“千斤顶+钢滑座顶推”工艺的不足，丰富了浅滩区钢箱梁滑移施工方法，形成了边跨岸侧钢箱梁滚轮小车移梁施工新工艺，工程效果如下：

（1）传统“千斤顶+钢滑座顶推”工艺，每节段钢箱梁前移速度为5 m/h，该文新工艺直线段节段钢箱梁牵引速度可达80 m/h，工期效益显著。

（2）该文设计了一套“卷扬机+滚轮小车”系统，形成了一种新的箱梁牵引前移工艺方法，整套系统操作、控制简单，施工效率高。

（3）该工艺施工技术投入较低，工艺成本投入节约近60%，且无须打磨、润滑移梁轨道，环保性、经济性优良。

参考文献

[1]万华， 揭晓. 南洞庭特大桥岸区边跨钢箱梁安装关键技术[J]. 湖南交通科技， 2019（3）： 131-134+198.

[2]常大宝. 独柱型钢塔分离式钢箱梁斜拉桥塔梁施工关键技术[J]. 桥梁建设， 2020（S2）： 121-126.

[3]寇佳亮， 于丹红， 张浩博. 高强度水泥基灌浆料基本力学性能正交试验研究[J]. 建筑结构， 2019（2）： 64-69.

[4]王凌波， 刘鹏， 李源， 等. 宽幅钢箱梁斜拉桥悬拼匹配技术研究[J]. 中国公路学报， 2016（12）： 102-108+141.

[5]孔凡强. 步履式悬臂顶推技术在斜拉桥钢箱梁施工中的应用[J]. 价值工程， 2017（24）： 106-108.

[6]雷栋， 刘健， 张敏. 外海斜拉桥无索区钢箱梁安装控制技术研究[C]//. 2021年全国土木工程施工技术交流会论文集（中册）， 2021： 330-333.

[7]汪红武， 林梦果， 代浩， 等. 山区装配式钢箱梁安装方案比选及施工关键技术[C]//. 2021年全国土木工程施工技术交流会论文集（上册）， 2021： 414-418.

[8]芮秀明， 曹靖， 周春芳， 等. 阜阳西站站前广场南区落客平台钢箱梁安装方案[C]//. 钢结构技术创新与绿色施工. ， 2020： 425-429.

[9]王博， 赵保华， 陈芬. 海口市海秀快速路钢箱梁的吊装施工技术[C]//. 土木工程新材料、新技术及其工程应用交流会论文集（下册）， 2019： 1389-1395+1400.