大跨度钢箱梁桥吊装技术分析

林伟志

（福建省工业设备安装有限公司，福建 福州 361000）

0 引言

厦门市西滨互通提升改造工程钢箱梁横跨翔安大道主线、翔安西路主线桥等市政道路且跨越地铁4号线区间，现场环境错综复杂。该项目钢箱梁分为53.84m+48m+68m+47.84m四跨，桥梁横跨地铁区间段及市政匝道，施工地形落差大，吊装难度大。本文结合该项目，对大跨度钢箱梁桥吊装技术进行分析。

1 工程概况

该项目位于翔安大道西滨互通（见图1所示），起于既有西滨互通C匝道口，终点接滨海东大道接线，上部主体结构部分采用钢箱梁。C1匝道桥第四联为等截面两箱室钢箱梁，梁高2.8m，顶宽10m，底宽5.4m，桥长217m，分为53.84m+48m+68m+47.84m四跨，梁底净高5.6～11.83m；分段钢箱梁之间的联结分为制造厂焊接和桥位现场焊接相结合的方式。

图1 西滨互通桥效果图

结合相关设计资料、施工图纸与施工现场实际情况，现场采用钢管柱支架结合贝雷架作为桥支撑体系，QAY400型400T汽车吊；QAY260型260T汽车吊及QAY220型220T汽车吊为主要的吊装机械。

现场环境复杂，钢箱梁最大跨径达到68m，横跨地铁区间段及市政匝道，施工地形落差大,导致钢箱梁节段划分长度较大、重量较大，临时支墩体系设计和现场施工须保证道路的畅通以及场地的平整，临时支架应做好相应的防护措施。

2 钢箱梁桥吊装施工工艺技术

2.1 钢箱梁分段原则

钢箱梁的分段涉及吊装工艺、运输以及支架架设方式，对项目成本有较大影响。在考察吊装机械设备及运输单位资源时应与需要地点、时间、数量合适地配置，最大程度上考虑经济效益，确定钢箱梁分段的最优化方案，横截面分段示意图见图2所示。钢箱梁分段分片主要考虑的原则为：

图2 横截面分段示意图

（1）分段应满足运输要求，长度、高度及宽度均应满足道路通行运输的可行性，特别是涉及高速公路、隧道、桥梁、有中间隔离带道路的通行必须实地考察确认；

（2）分段应满足现场环境要求，接口位置需设置支架，梁段重量应满足吊车吊装性能要求；

（3）分段应满足规范要求，分段尺寸应通过设计确认。

2.2 临时支架结构

支架根据现场搭设，原则为安全可靠，简单适用。可采用钢管柱或贝雷架组合支架。其中贝雷架支架从下往上分别为：扩大基础、贝雷架立架、顶梁、I30b双拼工字钢、临时调整小钢墩。钢管柱支架从下往上分别为：扩大基础、钢管柱立架、I30b双拼工字钢分配梁、临时调整小钢墩[1]。

钢管柱支架优点是承载力大，结构稳定，可通过加大间距提高支架的稳定性；缺点是安装慢，需要动火焊接，连接材料易损耗，且需要现场浇捣独立混凝土基础，一般用在高支架，重荷载位置。

贝雷架支架优点是采用组合式结构，搭设快捷简单，组合方式多样，材料利用率高，自带钢板基础，使用时仅需夯实硬化基础便可搭设使用；缺点是贝雷架组件多，杆件易碰撞变形，单位面积荷载小于钢管柱支架。

2.3 钢箱梁桥吊车选型及吊装安全措施

2.3.1 吊车选型

（1）梁段自身参数：包括梁段重量、结构尺寸及吊点位置；

（2）安装参数：包括安装高度、安装顺序，周边环境是否存在障碍物及临边孔洞等；

（3）吊车自身参数：包括吊车自身工作状态下的结构尺寸，吊臂不同组合长度，且不同厂家及不同型号吊车在吊装性能上可能存在较大差异。

吊车的选用应结合现场实际环境在图纸上按1∶1比例平面及立面模拟吊装工况，再根据上述选型事项选用吊车[2]。

2.3.2 起重吊装作业安全技术措施和要求

（1）对重大吊装项目应实行编制吊装方案，方案中应有根据该项目具体情况制定的详尽安全技术措施内容。

（2）起重吊装的指挥人员（起重工），起重机械操作人员必须持有政府劳动部门颁发的操作证方可上岗操作。

（3）进行吊装作业的起重机须有完好的状态，起重机械操作人员应经常检查、保养设备，使之处于正常状态。吊装作业前应空转检查，确认制动和保险装置正常，经验收合格后方可实施吊装作业，严禁带“病”入场作业。

（4）吊装作业实施前应了解起重机械工作范围内有无影响起重机械回转及起重机械臂起落的障碍物，有无影响起重吊装作业安全的架空管线及高低压输电线路。

（5）起重机械操作人员应按指挥人员的旗语、手势或哨音进行操作，当指挥信号不清或将引发事故时，操作人员可拒绝执行并立即通知指挥人员。但对于有关人员发出的危险信号均应听从。

（6）起重作业中应严格遵守安全管理规程“十不吊”规定。遇有大雪、大风、浓重的雾气，夜间照明不足，致使指挥人员看不清工作地点或起重机操作人员看不清指挥人员时不得进行吊装作业，不得超负荷强行吊装。

（7）起重机吊装作业时一般不允许同时操作两个动作，尤其当接近满载负荷时，更不允许同时操作两个动作。

（8）起重机必须在限制器的限制范围内工作，严禁利用安全装置代替正规操作。

（9）吊装作业时吊钩钢丝绳不垂直不得进行起吊，不得歪拉斜挂，不得用起重机吊装埋在地下或冻结在地面上的重物。

（10）起重吊装较重物件前应进行试吊，检查起重机的稳定性和制动器、限位装置等是否灵敏有效，确认正常后方可提升起吊。

（11）吊装重物提升时速度应均匀平稳，落钩应低速轻放，不得忽快忽慢或突然制动。

（12）起重机在沟边或坑边作业时应与沟（坑）边保持安全距离，一般要求为沟（坑）深的1.2倍以上。

（13）起重机吊装作业区域内无关人员不得停留或通行，吊物下方任何人员不得通过或逗留，起吊物不得在空中长时间停留。吊装作业未结束前起重机和指挥人员不得擅自离开工作岗位。

（14）起重机操作人员在开动及起吊过程的每一个动作前均应发出戒备信号。起吊过程中若起重机械发生故障或出现不正常现象时，必须放下重物，停止运转进行检查及故障的排除，若因发生故障而不能放下重物时，应当采取适当的措施以保证安全。严禁在运转中进行保养、调整及检修[3]。

（15）吊装作业须由专业班组进行施工，吊装作业起重信号司索工必须是持有效证件上岗，遵守各项作业安全操作规程。作业前熟悉吊装作业的施工方案、要求，划定施工作业区域，指派专职安全监护人员并设置安全警示标志。

2.3.3 钢箱梁吊装方法

每次吊装前先对吊车、吊具、钢丝绳进行检查，确认无缺陷后才能开始吊装。

预吊梁段一侧现场交通管制做好后，运输车就位。

持证的起重司索工指挥吊车将梁段起吊，吊离运输车约200mm高度后梁段静置。检查制动及整车稳定性。

起重工检查各钢丝绳各索具机具无安全隐患后运输车驶离，梁段正式起吊。起重指挥人员通过手势、旗语、哨音等方式指挥吊车将钢箱梁段起吊，地面施工人员通过揽风绳索控制钢箱梁段摆动，配合吊车旋转将钢箱梁吊至就位点上空。

吊车将钢箱梁段吊转至安装就位点上空后主臂停止回转，钢箱梁段通过地面施工人员以揽风绳索慢慢稳定。指挥人员配合安装就位人员通过临时支架上的施工平台及桥墩两侧施工平台调整钢箱梁就位，指挥钢箱梁段缓慢落下，当钢箱梁段与临时支架体系上调节钢墩（沙箱）、支座接触后指挥人员指挥吊车控制钢箱梁重量60%的受力状态并保持稳定。安装测量人员开始测量梁段定位，钢箱梁就位位置偏差校正通过让吊车将钢箱梁梁段吊起离调节钢墩、支座约1cm位置，通过绳索、千斤顶、撬杠、花篮螺栓、手拉葫芦等工具进行调整。梁段就位位置调整后，指挥人员指挥吊车再次将钢箱梁下落测量，通过反复微调至设计、规范要求位置后再将钢箱梁段最终落位并做临时码固，钢箱梁就位后应确认梁段与临时支架上的调节钢墩、支座是否接触密实，采用临时码板与相邻梁段焊接固定，指挥人员指挥吊车卸载落勾前应确认桥面是否偏载，保证钢箱梁节段的稳定性后方可卸载落勾[4]。

吊装过程中操作工人须随时注意吊车吊臂与钢箱梁的间隙，防止卡杆，如发现异常情况应立即停止，待隐患消除后将钢箱梁缓慢吊至安装位置。过程中施工人员应时时监控吊车稳定性。

2.3.4 双机抬吊方法

（1）第四联第三跨E1、E2、E3节段较长且横跨地铁区间，重量分别为56.78t、49.11t、50.75t,吊装顺序为E1→E2→E3。结合设计文献、施工图纸与施工现场实际情况，对现场运输线路、桥位周边环境及架设工况的勘察，结合钢梁的结构特点，通过对模拟吊装工况的分析，此三节段均采用双机抬吊，见图3所示。采用一部QAY260型260T汽车吊及一台QAY220型220T汽车吊抬吊，其中E1节段最重，260T汽车吊起吊半径14m，220T汽车吊起吊半径12m。

图3 双机抬吊示意图

（2）双机抬吊中单机起重性能核验。

结合QAY260起重机性能参数表，当起重机臂长35.9m，吊装半径在14m工况时，起重机核定起重量为57.1t×0.8=45.68t＞(56.78/2+1t)×1.2×1.1=38.79t，满足使用要求。

结合QAY220起重机性能参数表，当起重机臂长36.8m，吊装半径在12m工况时，起重机核定起重量为49.5t×0.8=39.6t＞(56.78/2+1t)×1.2×1.1=38.79t，满足使用要求。

（3）双机抬吊中双机起重性能核验。

根据上述工况进行双机起重性能验算如下：

(57.1t+49.5t)×0.75=79.95t＞(56.78t+2t)×1.2×1.1=77.59t，满足使用要求。

2.4 吊具选型

2.4.1 钢丝绳选型

（1）应根据受载形式和施工现场来确定吊装钢丝绳的材质、安全系数，不准任意降低安全系数，严禁超负荷使用[5]。

（2）根据受载形式及物体重量选择合适直径的钢丝绳，以确保安全。

（3）根据物体重量选择足够强度的钢丝绳。

（4）根据该项目最大梁段重量69（t68t+1t）计算，该项目钢箱梁吊装钢丝绳选用即有的6×37+1，直径为Φ47.5mm，抗拉强度为1670N/mm2的钢丝绳。

2.4.2 卸扣选型及使用

钢箱梁吊装卸扣为重要的索具，按生产一般分为国标、美标、日标三类。其中美标以其体积小、承载力大而被广泛应用。

钢箱梁吊装时可根据钢箱梁吊耳位置及荷载分布情况，参照起重所用卸扣规范标准（JB 8112-1999），并通过动载和不均匀荷载进行卸扣选型计算。一般钢箱梁使用4个吊点，每个吊点均配置卸扣，在重心出现偏差时可通过卸扣串联调节钢箱梁吊装平衡[6]。

卸扣的使用注意事项：使用卸扣时必须要严格遵守额定载荷，不准超载使用尤其是不能斜向受力，过度频繁使用和超载使用都是不允许的；卸扣本体不得承受横向弯矩作用。

3 结束语

综上所述，钢箱梁吊装是个危险性较大的分部分项工程，在施工前应对钢箱梁节段尺寸重量、吊车选用及站位、机具选择等做好详细的计算选择。厦门市西滨互通提升改造工程的实践证明，大跨度钢箱梁桥吊装，必须以现场勘察为基础，合理制定分段方案，设计临时支撑体系，科学选用吊装机具及施工方法，才能确保吊装过程的安全，减少施工过程对交通的影响，有效缩短施工工期。