预制箱梁吊装施工技术研究

金明阳 李宁宁 北京城建七建设工程有限公司

1 工程概况

某工程桥梁结构采用预制小箱梁结构，桥梁跨度为100m，桥面宽29m。箱梁为预制厂加工完成后运至施工现场进行吊装。预制梁共计50 片，每片长度为20m，宽度为2.4m，高度为1.2m。施工场地位于国道东侧，场地周边无居民住宅楼等其他基础设施（无地下管线和地上高压线缆）。桥梁横跨丹河，长度共100m。现状河道内水流较大，为方便施工，对现状河道向西进行导改。河道内土为沙土，不能满足吊装要求，需进行换填处理。

2 箱梁运输及吊装准备

2.1 吊装准备

本工程桥台及盖梁处支座采用球式支座，支座型为GQZ-1500GD、GQZ-1500DX，数量各50 个。支座进场后，首先检验支座的型号、技术指标、规格尺寸是否符合图纸要求，合格后方可使用。安装前，在桥台、盖梁上精确定出支座位置。放置支座部位混凝土表面应平整清洁，必要时要人工清理干净，并保证混凝土表面干燥无水分及灰尘，以保证整个面积上的压力均匀。认真检查所有表面、底座及垫石标高。水准仪测量出支座顶标高，设计支座顶误差必须在规范允许范围内。在吊装前应将支座表面清理干净。预制箱梁从预制加工场运出后，须经过现况社会道路，计划夜间进行运输，为满足吊装需要，须在桥梁南北两侧修建15m宽临时道路以供车辆通行。临时道路及吊车占位点处均需平整场地至吊装面，吊装面及临时道路标高与现状河道标高相等，修建临时路及吊车就位点用级配碎石回填碾压。回填时均需分层压实，每层0.25m，机械进行整平，采用22t压路机压实，边角处人工夯实，夯实处理后，并经过钎探试验地基承载力大于78kPa，方可满足吊车就位吊装需要。

2.2 运输准备

根据混凝土箱梁规格及运输路线的通行条件，混凝土箱梁采用陕汽德龙重型牵引车挂车机组运载，主要由重型牵引车机组和炮车前后承载方式运输，该车组转向灵活，承重性强，方便运输。

为防止运输过程中因颠簸和倾斜造成预应力混凝土箱梁位移，装车后须进行捆扎紧固。每车组选用直径为22mm的钢丝绳两套，每车配备倒链8只、包角8 只，用钢丝绳打围，包角垫在钢丝绳与预应力混凝土箱梁体的结合部位，保护梁体不受损伤，梁体与车体之间用硬木支垫，梁体与硬木之间铺垫地毯，防止污损梁体。倒链紧固，将混凝土箱梁与前后车转盘紧固为一体。

运输路线选取应结合道路限重情况，每辆汽车运输一片箱梁，并考察运输路线，确保沿线道路桥梁满足载重车辆运输要求。

3 箱梁吊装

3.1 吊具选择

全桥吊装采用双机联合吊装，分别为徐工QYA100t 汽车起重机和徐工QYA130t 汽车起重机（见图1）。

图1 箱梁吊装

其中徐工QYA130t 选用臂杆长度为21.28m，最大作业半径为12m，最大起重量为38.5t，箱梁最大重量60.06t，加吊索具重量1.52t，（60.06÷2+1.52）÷38.5=0.82，载荷系数82%。

徐工QYA100t 选用臂杆长度为21.6m，最大作业半径为9m，最大起重量为35t，箱梁最大重量60.06t，加吊索具重量1.017t，（60.06÷2+1.017）÷35=0.88，载荷系数88%。

选用的汽车起重机符合单机吊装不超过单机额定起重量95%的规范要求。

钢丝绳选用Φ50mm6×61+1，长度为10 米4 根进行吊装。

依据GB/T 5972—2016《起重机 钢丝绳 保养、维护、检验和报废》进行钢丝绳承载力计算，钢丝绳吊索与桥梁水平夹角为90°，箱梁最大重量为60.06t。

每股钢丝绳吊索受力为：

通过初步估算选用6×61+1，Ф50mm 的钢丝绳吊索，查表计算如下：S=P×S1。

式中S——钢丝绳的最大破断拉力，S1——查表，F0=6×61+1，Ф50mm 钢丝绳破最大断拉力总和为1580kN÷9.8kN/t=161.2t，P——折减系数，6×61为0.80。

钢丝绳的安全系数取6计算，根据JGJ 276—2012《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》第4.3章），则钢丝绳最大安全拉力为：

F2＞F1，因此选用的钢丝绳吊索符合吊装要求。

3.2 地基承载力计算

徐工QYA130t型汽车起重机自重（包括配重38t）为103t，构件重量60.06t（按最重考虑）。徐工QYA130t 型汽车起重机工作时，地基土所承受压力：N＝60.06/2（梁重）+103（汽车起重机重量）＝130.03t，每条支腿受力M=N/4=32.5t。

支腿最大受力取1.5 倍不均匀系数，汽车起重机支腿下铺设2.5m×2.5m×0.3m 方形路箱式垫板，支腿对地面压力32.5÷6.25＝5.2t/m2，5.2×1.5＝7.8t/m2＝78kPa。

考虑最不利情况，徐工QYA130t 汽车起重机对地面的压力为78Pa。根据现场情况，原状土多为沙土，需进行换填处理，采用级配砂石换填并经过钎探试验地基承载力大于78kPa，即可满足吊车就位吊装需要。

3.3 吊装流程

根据现场施工进度及现场实际情况，吊装分两次进行，首先吊装北幅：①A1-A0轴北幅5片、②A2-A1 轴北幅5 片、③A3-A2 轴北幅5 片、④A4-A3 轴北幅5片、⑤A5-A4轴北幅5片。然后吊装南幅：⑥A0-A1 轴南幅5 片、⑦A1-A2 轴南幅5 片、⑧A2-A3 轴南幅5片、⑨A3-A4轴南幅5片、⑩A4-A5轴南幅5片。

吊装①号点时现场1#130t 吊车第一占位点位于A0轴桥台西侧，2#100t吊车第一占位点位于A1轴与A2 轴之间靠近临时道路一侧，第二就位点在第一就位点南侧4m处（详见图2），吊装②号点时，2#吊车不动，挪移1#吊车至A3轴。运梁车东西向就位北侧临时道路。支腿下垫2.5m×2.5m×0.3m 箱式垫板，吊装时由南向北依次进行吊装。

图2 吊装流程

吊装时两台吊车同时分别钩挂箱梁两端1.5m处，逐渐收紧钢丝绳，吊离运梁车20mm后，停吊5min进行检查（主要检查索具是否牢固，吊车各部机构、钢丝绳等是否良好），观察吊车吊钩是否垂直，负载系数能否达到要求，检查没有问题，吊车再缓慢起吊箱梁回转、变幅至待架梁支座处，缓缓放下就位。就位后检查箱梁支座是否有松动、箱梁是否平稳。如有不平应重新起吊校正，直到平稳为止。按上述进行下一片的吊装。

吊梁时应监测汽车吊支腿是否持力，有无脱空、偏移现象；支腿处地基的受力沉降情况；履带吊行走时是否有下沉、弹簧等情况。

如果吊装过程中发现地基软弱下沉，应及时通知吊车司机停止吊装，将梁缓慢落下，汽车吊采取加大支腿垫箱或加铺2cm钢板的措施加固，履带吊采取行走路线上铺垫2cm钢板的措施加固，通过加固验证效果后，方可继续作业。

3.4 吊装注意事项

箱梁装车时，确保车辆承载对称均匀，保持平稳，构件支撑点下放置支撑物并固定牢固。构件在运输前必须绑扎稳固，确保运输过程中的稳定。构件装车支垫点要符合规定要求，镖绳打紧并垫上钢包角，防止混凝土梁边角处损坏。箱梁卸车，安装时吊车臂起落要平稳，低速，禁止忽快忽慢，避免碰撞而引起构件损坏现象。

施工前根据中心线和墩台中心及梁支承中心的坐标放出每片梁的纵向中心线、盖梁端线，作为支座安装和梁吊装的控制线，同时施工前要在每片梁两端标出梁的竖向中线，作为梁就位控制的依据；箱梁吊装就位必须放置平稳牢固，落梁位置要准确，梁体落位后进行梁体支撑稳固，然后再松吊钩，严禁梁体受损；箱梁安装时要边安装边进行校正，验收，直到符合质量要求方可脱钩；箱梁吊装时位置应准确，且与支座密贴。如就位不准或与支座不密贴时，必须重新起吊，采取垫钢板等措施，并应使支座位置控制在允许偏差内，不得用撬棍移动架、板。

4 吊装安全措施

4.1 设备安全措施

钢丝绳的验收应依据GB/T 5972—2016《起重机用钢丝绳保养、维护、检验、报废》中的规定对钢丝绳进行使用前的验收，确保钢丝绳润滑良好，接头连接正确、牢固。使用吊、索具前应检查其合格证，并试吊，确认安全。应提供产品合格证、自检合格证明等文件。

汽车起重机应按照流动式起重机械检查验收表相关内容进行检查，并要求其产权单位提供产品合格证、自检合格证明等文件。对其整机、钢丝绳与吊钩、卷筒与滑轮、电气系统、制动机构、回转机构、安全装置等进行检查验收，合格后方可投入使用。

构件吊装时，吊装面及地面必须各派一名专职安全指挥，项目部安全员监督检查。构件吊装的吊点必须设在设计的吊环位置，严禁擅自改动。吊装所用的钢丝绳、夹具质量使用前必须进行检查，保证完好。

吊装现场四周拉好安全警示标志，严禁闲杂人员进入吊装现场。司机在工作中如发现吊车有故障或其他异常现象应立即停车，必要时会同有关专业人员查明原因，排除故障后方能继续工作。

4.2 施工过程安全措施

运输途中配合两台工程车准备足够数量的备胎及其他备件，安置专业修理工随车，遇到特殊情况及时处理排障。梁装车支点要符合设计要求，膘绳要打紧并垫上包角，防止梁边角处变形破裂；卸车、安装时吊车臂起落要平稳、低速，禁止忽快忽慢，避免碰撞而引起构件损坏。

吊装前应配备设置两名（佩戴明显标志的）起重工，一名主信号工用对讲机进行指挥，另外一名信号工观察吊车及起吊状况，与主信号保持沟通。

吊装开始时要试吊，吊起200mm，停吊5min检查（主要检查索具是否牢固，吊车支腿是否牢固），无问题后方可继续吊装。箱梁吊装时，施工人员应听从指挥，施工现场内严禁闲杂人员在已经架好的梁上行走、停留。

吊装作业时，桥梁下严禁站人，与吊装作业无关人员和不直接参加吊装的人员，不得进入施工区域。吊装前检查起重设备和吊具，是否符合安全要求，不合要求的杜绝使用。在起重机工作有效半径、有效高度及适当安全范围内不得有障碍物。吊装现场地面要平整坚实，以保证吊机稳定作业，吊装过程中安排专人观察站位处的基础变化情况，并在每次试吊过程中做好观测基础的工作。

高处作业区域必须设禁区并设置围栏，禁止行人、闲人通行闯入。高处作业人员必须按规定路线行走，禁止在没有防护设施的情况下，沿高墙脚手架、挑梁、支撑、起重臂等处攀登或行走。所需的材料、工具、设备等必须根据施工进度随用随运，禁止超负荷。作业料具应堆放平稳，并充分考虑风荷载影响，工具应随时放入工具袋内，严禁乱堆、乱放和高空抛物。

5 结束语

预制混凝土箱梁单件重量大、数量多，且地处河道地区，吊装施工具有一定的安全隐患，通过介绍箱梁运输与安装安排、汽车起重机和起重设备的计算选择，吊装时起重机的移动与安装就位等，介绍了吊装方法、吊装注意事项与安全技术措施，以达到提高安全意识，尽量避免因安全事故导致人民生命财产的损失，并供类似工程参考借鉴。