花溪大学城人才路钢箱梁分段吊装受力分析与施工工艺研究

摘" 要：近年来，随着中国经济实力和钢铁工业的发展，国家出台一系列新政策，为钢箱梁行业发展奠定坚实基础。随着钢箱梁桥梁的建设，钢箱梁施工技术不断发展。钢箱梁多为工厂预制，质量高于现浇桥梁，受力体系明确且施工简单。采用分段吊装法施工，适应性强、效率高、安全性好。钢箱梁在复杂环境中应用广泛，有助于缩短工期，减少对交通的影响。该文以花溪大学城人才路工程为例，根据钢箱梁结构特点进行节段划分，分析施工过程中吊装设备的参数和使用计划，对吊具进行结构计算，并基于钢箱梁吊装施工工艺流程，提出科学的施工工艺。

关键词：大跨度钢箱梁；吊装施工工艺；城市立交；受力分析；吊具

中图分类号：U445.4" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2025）05-0151-04

Abstract： In recent years， with the development of China's economic strength and steel industry， the country has introduced a series of new policies， laying a solid foundation for the steel box girder industry. With the construction of steel box girder bridges， steel box girder construction technology continues to develop. Most of the steel box girders are prefabricated in factories and have higher quality than cast-in-place bridges. The stress system is clear and the construction is simple. The segmented hoisting method is adopted for construction， which has strong adaptability， high efficiency and good safety. Steel box girders are widely used in complex environments， helping to shorten construction periods and reduce the impact on traffic. Taking the Rencai Road Project of Huaxi University Town as an example， this paper divides the segments according to the structural characteristics of the steel box girder， analyzes the parameters and use plan of the hoisting equipment during the construction process， carries out structural calculations on the spreader， and proposes a scientific construction process based on the steel box girder hoisting construction process.

Keywords： long-span steel box girder; hoisting construction technology; urban overpass; force analysis; spreader

随着我国基础设施建设的发展和经济实力的提升，工程建筑行业的施工技术和工艺不断优化，城市交通进入了现代化发展的新时代[1]。新建桥梁对施工进度和条件的高要求推动了箱梁结构的广泛应用。许多城市通过建设高架桥缓解了交通拥堵问题[2]。城市高架桥不同于公路和铁路桥梁，其受周边建筑物和桥梁路线的影响，多为弯桥和坡桥。桥梁结构可以分为上部结构和下部结构，其中下部结构主要包括桩基础、承台和墩台，上部结构通常采用连续梁。一般来说，板结构桥梁外观更美观，适用于空间较小的桥梁；而空间较大的桥梁则多采用肋式或箱形结构。钢箱梁因其轻巧、强度高、施工便捷等优点，在相同条件下能够更好地发挥钢板的承载能力，且自重较小、抗拉强度高，广泛应用于桥梁工程[3]。

目前，我国钢箱梁的施工方法主要有分段顶推法、悬臂拼装法和分段吊装法[4]。每种方法适用于不同施工环境[5]，各有优缺点。钢箱梁施工前应根据现场条件选择适合的方法。分段吊装法[6]是将钢箱梁分成小节段，在工厂加工后运至现场，用大型起重机械吊装并焊接成整体的方法。分段吊装法的优点包括环境适应能力强，能灵活处理施工难点，减少恶劣环境影响；施工效率高，钢箱梁节段在工厂预加工后现场拼装，操作简便，吊装效率高；安全性高，减少吊装过程中水平碰撞等安全隐患。

1" 工程概况

花溪大学城人才路工程位于贵安新区北部，起始于松柏路西端，向东延伸6.111 km。道路设计为城市次干路，东部为双向六车道，西部为双向四车道，连接多个村庄和14条城市道路，跨越南环高速公路，穿越环城铁路和未来轻轨路线，最终连接花燕路。项目平面布置如图1所示。

2" 总体部署

钢箱梁各段在工厂制造完成并经验收合格后，通过公路运输送达施工现场。在梁体出厂前，项目组应组织人员实地考察运输路线，特别关注车流量、车型、路线曲折度和坡度，以及限高限宽路段情况。同时，需与沿途交通管理部门和路政单位沟通，全面评估运输路线、时间及工具选择，以确保各梁段安全、顺利运抵施工现场。

钢箱梁各段运抵指定位置后，通过汽车吊按预定顺序进行吊装，并进行初步定位。在确保各段匹配精度达标后，进行纵向对接焊缝工作，完成钢箱梁节段的组装。

在吊装施工期间，道路将全封闭3 d。因此，需要提前办理全封闭施工手续，并在施工期间安排足够的专业人员进行指挥。同时，还需准备充足的防护用品，以确保施工的顺利进行和人员的安全。

3" 钢箱梁节段划分

3.1" 钢箱梁节段划分原则

花溪大学城人才路道路工程采用分段吊装法进行钢箱梁吊装施工。具体方法是先将钢箱梁图纸细化拆分，将大的钢箱梁划分为若干小节段，以便于制作、运输和吊装。钢箱梁节段从制作工厂运至现场后进行吊装施工。

节段划分需要合理，避免过小，以免增加现场工作量和施工难度。钢箱梁节段的划分应遵循以下原则。

1）钢箱梁节段与支点之间应有一定距离，划分位置应在弯矩较小的部位。节段顶板、底板和腹板的接缝应错开至少200 mm。

2）钢箱梁吊装对地质条件和周边环境有较大影响，需考虑节段重量。

3）吊车位置标高与桥梁顶标高差异较大，节段划分应考虑现场起吊和拼装的难易程度，尽量避免大型起重设备的频繁进出场，以降低施工成本。

通过以上方法，确保钢箱梁节段的吊装施工顺利进行。

3.2" 钢箱梁划分布置

根据上述钢箱梁划分原则，深化研究主线桥钢箱梁图纸，最终确定节段划分布置。

1）第一联钢箱梁中心长度44.21 m，总重231.4 t，第一联钢箱梁各节段详细划分见表1。

表1" 第一联钢箱梁节段详细划分表

2）第二联钢箱梁中心长度44.21 m，总重236.8 t，第二联钢箱梁各节段详细划分见表2。

3.3" 吊装计划

通过分析钢箱梁桥的结构特点，将施工场地划分为2个区段，分阶段安装钢箱梁的各个节段。钢箱梁在工厂完成制造加工，根据具体运输、场地情况及吊装验算确定吊装机械及作业半径。

3.3.1" 第一联钢箱梁

根据现场施工场地的要求，吊装作业的最大半径限制为18 m，第一联钢箱梁节段的最大重量为59.45 t。根据项目中的汽车吊站位平面设置及吊机参数，第一联的吊装施工计划将使用300 t的汽车吊进行吊装。汽车吊的站位位置位于高速公路车行道上。第一联钢箱梁的吊装半径见表3。

3.3.2" 第二联钢箱梁

根据现场施工场地的要求，吊装作业的最大半径限制为14 m，第二联钢箱梁节段的最大重量为59.61 t。根据项目中的汽车吊站位平面设置及吊机参数，第二联的吊装施工计划将使用300 t的汽车吊进行吊装。汽车吊的站位位置位于高速公路车行道上。第二联钢箱梁的吊装半径见表4。

由于汽车吊站位及吊装作业均处于高速公路范围之内。钢箱梁节段在吊装前，首先做好现场交通封闭工作，然后才能进行钢箱梁节段吊装施工；钢箱梁节段吊装前，应将汽车吊在指定的停放位置进行试车，确保基地承载力、支腿长度、主臂旋转均不受周边构筑物影响。

对于可能影响吊装的周边建筑物、设施，必须与产权人进行沟通和协调，需要拆除影响较大的建筑物、设施，以确保施工顺利进行。

3.4" 吊具的选取与计算

3.4.1" 吊耳的选用

本项目中，吊耳采用厚度为25 mm的Q345B材料制作[7]。本工程的钢箱梁部件采用4点吊方式。在实际设置吊耳时，现场吊点位置应选择距离理论吊点最近的横隔板处。横向间距应根据构件的中心确定，以确保在吊装过程中构件保持水平。吊耳的结构尺寸如图2所示。

根据钢箱梁节段详细划分表，最大的节段重量达到59.61 t。本次吊耳计算是基于最大重量59.61 t的钢箱梁节段进行的。根据JGJ 276—2012《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》，对孔壁局部承压的验算如式（1）所示。

3.4.3" 钢箱梁吊装顺序

结合工程项目的特点以及钢箱梁设计结构与起重设备参数，拟定钢箱梁节段吊装顺序如下。

1）总体吊装顺序。吊装顺序从1号段开始，依次到3号段；从6号段开始，依次到4号段。在架设钢箱梁节段前，需对临时基础进行强度检测，确保临时基础达到设计要求的强度后，再将临时支撑与基础和梁连接，确保关键部件的牢固连接。

2）工序方面吊装顺序。先架设墩顶梁并临时固定，然后将整体钢箱梁吊装至规定位置。钢箱梁吊装完成后，根据设计线形进行调整与焊接。在每跨吊装过程中，根据工程实际施工情况可以灵活调整各钢箱梁的吊装顺序。

3）临时支架横梁悬臂吊装顺序。横梁悬臂吊装顺序原则上从外到内，先墩顶梁，后中间段，再悬臂段。在钢箱梁吊装施工过程中，对完成吊装的部分应进行临时焊接固定，并增加非悬臂梁的重量，以平衡悬臂端钢箱梁的重量。待非悬臂梁与悬臂梁之间的重量达到平衡状态后，再吊装悬臂端段。

通过以上步骤，确保钢箱梁吊装施工的顺利进行，并达到预期的施工质量和安全标准。吊装过程如图3所示。

3.4.4" 吊装安全控制要点

在钢箱梁桥架设前，测量人员应根据项目实际情况测量支架顶点的高度是否控制在预定的高度内。由于吊装环境较为复杂，测量点的选择以及测量过程中的点位控制极具挑战性。测量人员要选择安全平整的位置，使用全站仪等专业设备，在主箱梁用起重设备吊起后，测量主箱梁的中心线和支架的中心线是否重叠。对支架的位移情况进行监测，如施工过程中发现支架位置发生变化，需要立刻停止吊装作业。

在主箱梁外架设整机检测时，借助稳固的风绳和链条校对箱梁在吊车操作过程中进行监测，发现误差应及时修正。在钢箱梁运至现场后，通过起重设备将钢箱梁节段吊至临时支架上，此时钢箱梁表面会因自重而产生变形。为了有效控制钢箱梁的施工安装过程，在施工前要对钢箱梁吊装产生的安装线形进行计算，确保吊装的安全和钢箱梁节段的质量。

在吊装安装过程中，如果线形发生变化，或者其他原因导致钢箱梁安装过程中节段之间发生偏差，应及时采取措施进行调整，防止误差积累对成桥施工造成不可逆转的影响，避免对合龙施工时产生重大影响。

在现场计算钢箱梁的安装线形时，需要考虑钢箱梁节段两端的高程预设预拱度，应从施工工况位移变化值中减去这部分预拱度。此外，在钢箱梁段制作过程中常采用“以直代曲”的方法，通过两端的预拱度值插值计算得出节段中间部位的预拱度。通过预埋的安装测点，在顶板中心点选择位置，可以得到理论上在施工工况下的安装线形。

在实际吊装安装时，按照几何控制方案测量监测点位上的应变值，将实际测得的数值与理论分析所得的数值进行对比分析，可以利用这种方法有效控制误差。通过上述措施和方法，确保钢箱梁的安装精度和施工质量。

4" 结束语

本文主要介绍了花溪大学城人才路道路工程项目中钢箱梁的概况。针对项目的特点和难点，从技术合理性、运输条件、吊装难易程度及施工环境方面进行综合分析，以进行钢箱梁节段划分。并根据钢箱梁的结构特点及划分方式，分析了施工过程中吊装设备的参数和使用计划。对吊具进行了结构分析和计算。此外，文章还分析和总结了钢箱梁吊装施工的工艺流程，制定了科学的施工措施，以确保施工的顺利进行。

参考文献：

[1] 雷洪根.城市高架桥钢箱梁装配化施工技术[J].黑龙江交通科技，2021，44（4）：100-101.

[2] 金永学，徐栋，郑明万，等.基于统一边界和梁格模型的整体式桥台桥梁分析[J].同济大学学报（自然科学版），2021，49（1）：40-48.

[3] 黄耀和.支撑体系在城市钢箱梁高架桥施工中的应用[J].钢结构，2012，27（7）：62-64，57.

[4] 崔晓林.超大跨度预应力钢拱桁架施工技术探究[J].工程技术研究，2019，4（20）：45-46.

[5] 李红学，郭红领，高岩，等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报，2012，26（6）：48-52.

[6] 白玲.超静定组合结构桥梁受力特性的3D-FEM模拟分析[D].北京：铁道部科学研究院，2003.

[7] 建筑施工起重吊装工程安全技术规范：JGJ 276—2012[S]．2012.

[8] 钢丝绳通用技术条件：GB/T 20118—2017[S]．2017.