城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁的吊裝施工

李健康

摘 要：隨著我國近年來建設(shè)完成的大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)和超級工程，橫空出世的公路、鐵路及隧道橋梁獲得了舉世矚目的成就。世界橋梁業(yè)存在著以下觀點：二十世紀七十代前橋梁建設(shè)看歐美，九十年代橋梁建設(shè)看日本，二十一世紀橋梁建設(shè)看中國。隨著橋梁施工技術(shù)的快速發(fā)展，我國橋梁建設(shè)水平位居世界領(lǐng)先地位。由建設(shè)通車的杭州灣、港珠澳等跨海大橋可以發(fā)現(xiàn)，大跨、高墩是對橋梁技術(shù)難度的一個重要衡量指標。與此相比較而言，城市橋梁較為簡單一些，普遍認為不具有較高的技術(shù)難度。而城市橋梁在實際中具有較為復(fù)雜的施工工藝，高精度要求，通常受到場地條件的限制，既有道路通行對其產(chǎn)生一定影響。盡管橋梁建設(shè)規(guī)模不大，但并未減小難度。本研究結(jié)合城市鋼結(jié)構(gòu)天橋工程，在城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)中較深入地探討了吊裝施工重難點。

關(guān)鍵詞：橋梁吊裝施工;城市鋼結(jié)構(gòu);重點難點

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A

0 前言

二十世紀七十代前橋梁建設(shè)看歐美，九十年代橋梁建設(shè)看日本，二十一世紀橋梁建設(shè)看中國。隨著橋梁施工技術(shù)的快速發(fā)展，我國橋梁建設(shè)水平位居世界領(lǐng)先地位。由建設(shè)通車的杭州灣、港珠澳等跨海大橋可以發(fā)現(xiàn)，大跨、高墩是對橋梁技術(shù)難度的一個重要衡量指標。與此相比較而言，城市橋梁較為簡單一些，普遍認為不具有較高的技術(shù)難度。而城市橋梁在實際中具有較為復(fù)雜的施工工藝，高精度要求，通常受到場地條件的限制，既有道路通行對其產(chǎn)生一定影響。某電車天橋是將站點與外圍連通的一個通道，因處于道路中間的有軌電車軌道需對機動車道跨越后，使有軌電車站點方可到達，天橋?qū)⑦@種問題妥善解決。在有軌電車工程中，完工的天橋?qū)儆谄渑涮坠こ蹋恢皇潜阌诔丝偷诌_有軌電車車站，還可盡量使有軌電車減少影響周圍交通的程度。

1 城市橋梁工程基本情況

某有軌電車是城市重大建設(shè)項目，合同總造價近4 000萬元，建設(shè)時間8個月。本橋梁工程主要有兩座天橋，擬建呈南北走向的一天橋，將東西向道路跨越，橋梁65米長，8～10米長，是按照32+32米跨徑組合的中橋。另一天橋跨越道路時采用35+37米的2孔連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，橋梁76.5米長，7米寬，天橋?qū)⒂熊夒娷嚳缭讲捎?0.1+48+6.6米的3孔簡支梁橋，7米寬，其中在20.1米孔中有軌電車由其下方通過。兩座橋梁都采用鋼結(jié)構(gòu)，為減輕施工中對交通的影響，采用了橋梁吊裝施工方法。鋼箱梁主要采用等高連續(xù)直腹板鋼箱梁，單箱單室結(jié)構(gòu)的橫斷面，根據(jù)平坡設(shè)計頂、底板。

鋼箱梁為2.4米高的梁，6.5米頂寬，4.5米底寬，3.98米箱梁懸臂長。將U形加勁肋設(shè)于頂板下，U形加勁肋板共約8毫米厚，60厘米間距。開口加勁肋設(shè)于底板，16×21厘米截面，40厘米間距。開口加勁肋設(shè)置在腹板，12×16厘米截面，40厘米間距。通常橫隔板采用2.25米間距，普通橫隔板板12毫米厚，支點橫隔板板20毫米厚，端支點橫隔板板2厘米厚。通過焊孔焊后焊縫要求采用密封膠進行密封，支點部位橫梁未設(shè)有檢修人洞，檢修人洞設(shè)在與端支點靠近的橫隔板部位箱梁底板，以確保箱梁檢修維護通道的實際需求。

2 劃分鋼箱梁塊體節(jié)段

在橋梁施工中，鋼箱梁分段吊裝施工是廣泛應(yīng)用的一種施工技術(shù)，具有較為復(fù)雜的施工環(huán)節(jié)，且施工精度具有極高的要求。若過大的分段節(jié)段，對于運輸不便，對于變形控制也十分不利。所以，應(yīng)對運輸便利性及變形控制綜合考慮，科學合理的劃分節(jié)段。與現(xiàn)場實際情況相結(jié)合，對節(jié)段運輸及吊裝施工進行綜合考慮，在加工廠內(nèi)對鋼箱梁節(jié)段分節(jié)段進行制造，沿縱橋向?qū)撓淞喊凑杖舾蓚€大節(jié)段進行劃分，各大節(jié)段再向2個小節(jié)段橫向劃分及加工制造。劃分鋼箱梁的基本原則為：沿橫向?qū)撓淞汗?jié)段向2個塊體進行劃分，縱向劃分后按照18米左右控制最大長度，單個節(jié)段塊體控制不超過42噸重量，本工程鋼箱梁為694噸總重。

3 鋼箱梁節(jié)段運輸

運輸鋼箱梁構(gòu)件過程中，應(yīng)嚴格遵循的基本原則主要有以下兩個，一是運輸構(gòu)件過程中應(yīng)確保其較高的安全性。二是應(yīng)確保運輸構(gòu)件科學合理的次序，以免導(dǎo)致因運輸構(gòu)件混亂的順序引起延誤施工工期問題。在準備運輸構(gòu)件過程中，應(yīng)對擱置待運構(gòu)件地點的選擇合理，確保其干燥環(huán)境并采取覆蓋措施處理構(gòu)件，以免其發(fā)生生銹問題，并確保放置地點的支撐力提供充足，以免發(fā)生下沉。為使鋼構(gòu)件有效避免相互之間發(fā)生擠壓而產(chǎn)生一定程度的形變，在放置構(gòu)件過程中應(yīng)對各層構(gòu)件維持其墊枕支點的垂直線處于相同情況。此外，為使運輸整個過程確保規(guī)范有序性，應(yīng)對待運構(gòu)件各部分科學分類并進行編號，使裝車過程的完成確保快速有序。

4 城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程吊裝施工

4.1 吊裝整個過程的部署

在工廠內(nèi)本工程鋼梁的加工按照分節(jié)段加工方式，再采用汽車陸運方式向施工現(xiàn)場進行運輸。與現(xiàn)場實際及鋼箱梁分段相結(jié)合，鋼管格構(gòu)臨時支墩在陸地及水中相應(yīng)位置分別設(shè)置在鋼梁下部。匝道鋼箱梁按照2個區(qū)域吊裝進行節(jié)段，水中區(qū)域安裝鋼梁采用不小于70噸的單臺浮吊，陸地區(qū)域梁段與塊體重量相結(jié)合在安裝中采用80～160噸的單臺汽車吊。

4.2 吊裝的整個過程和步驟

臨時支架在現(xiàn)場主要分為臨時支架1、臨時支架2及臨時支架3三類，其中在中央分隔帶部位的橋墩承臺頂面設(shè)置臨時支架1，在機動車非機動車分隔帶部位及道路兩側(cè)邊緣部位設(shè)置臨時支架2，在水中區(qū)域設(shè)置臨時支架4。不只是中央分隔帶部位的橋墩，其余橋墩區(qū)域都不對臨時支架進行設(shè)置，將型鋼墊塊設(shè)置在橋墩頂部，在橋墩頂部直接擱置鋼箱梁塊體。

吊裝鋼箱梁塊體的整個過程及步驟以3號鋼箱梁為例進行分析，一是放線臨時支架位置、鋼管樁在水中臨時支架進行打樁施工、制作安裝鋼管格構(gòu)支架。二是3號鋼箱梁的兩個塊體采用浮吊安裝，并固定好臨時支架，對鋼箱梁適時進行對接縱縫的焊接。三是對3號鋼箱梁的兩個塊體采用浮吊進行安裝，對鋼箱梁適時進行縱縫及環(huán)口對接焊縫的焊接。四是3號鋼箱梁兩個塊體采用浮吊進行安裝，對焊接鋼箱梁適時進行縱縫及環(huán)口對接焊縫。五是將2號、4號鋼箱梁各塊體采用汽車吊進行安裝，對鋼箱梁的縱縫適時進行焊接，安裝完成鋼箱梁。六是將下部臨時支架、施工附屬設(shè)施、現(xiàn)場涂裝鋼箱梁及拆除鋼箱梁成橋。

4.3 鋼柱吊裝

一是在吊裝前鋼柱應(yīng)在構(gòu)件表面將控制線標出作為校正的重要參考依據(jù)，并且采用次梁、柱間支撐等鏈接將每校正完成的鋼柱與前根鋼柱并進行固定。二是采用斜吊法結(jié)合旋轉(zhuǎn)法進行吊裝，綁扎鋼絲繩與接觸鋼構(gòu)件之間，對鋼構(gòu)件采用軟材料進行妥善保護，避免損壞鋼構(gòu)件及鋼絲繩，邊回轉(zhuǎn)邊起鉤的起重機旋轉(zhuǎn)而直立鋼柱繞柱腳，立鋼柱時，先將預(yù)留螺栓插入鋼柱腳螺栓孔，使吊臂回轉(zhuǎn)，大致垂直后的鋼柱頭初擰螺栓。三是對鋼柱腳的軸線進行校正前先對其進行檢查，使其符合有關(guān)規(guī)范要求，再對標高進行檢查，可采用墊板進行控制鋼柱標高，在與地腳螺栓臨近區(qū)域設(shè)置墊板的鋼柱底板。四是經(jīng)初校鋼柱，控制垂直度偏差不超過20毫米可采用起重機進行脫鉤，采用兩臺經(jīng)緯儀對鋼柱垂直度進行校正。

4.4 吊裝方案

吊裝水中區(qū)域的3號鋼箱梁塊體，由公路向安裝位置進行運輸，再將浮吊直接卸船進行安裝，與劃分的塊體節(jié)段相結(jié)合，水中區(qū)域的3號鋼箱梁單件節(jié)段塊體最大為41.5噸重量，70噸浮吊起重臂為32米長，吊裝作業(yè)過程中，以17.5米為作業(yè)半徑，按照50噸額定起重量，42噸實際起重量，起重荷載率為84%，與有關(guān)要求相符。與2號鋼箱梁相結(jié)合，在有軌電車區(qū)域跨越的2號鋼梁采用160噸單臺汽車吊進行安裝。吊裝兩個塊體時，起重臂為21.9米長，9米作業(yè)半徑，60噸額定起重量，實際起重45噸，起重荷載率為75%，與起重吊裝作業(yè)的有關(guān)要求相符。吊裝作業(yè)過程中，吊車支腿與電車軌道之間相距3.5米。

5 鋼箱梁焊接

吊裝就位鋼箱梁段后，鋼箱梁形成整體中將焊接及相關(guān)作業(yè)完成。主要分為焊接梁段間環(huán)縫、現(xiàn)場吊裝及焊接橋面附屬件。現(xiàn)場焊接過程中，應(yīng)結(jié)合吊裝順序?qū)附舆^程步驟繼續(xù)詳細安排?；诘跹b主橋面對焊接吊裝中的焊縫順序進行分析研究。一是對中間箱梁塊體吊裝，先將焊接頂板與底板之間的縱縫同時完成，再焊接中腹板。二是對兩側(cè)塊體進行吊裝，兩側(cè)塊體與設(shè)備及現(xiàn)場施工人員情況相結(jié)合，同時開展相關(guān)施工工作，兩側(cè)都屬于先同時完成焊接頂板與底板縱縫，再對中腹板焊接完成。三是環(huán)縫焊接完成。焊接環(huán)縫過程中，應(yīng)先對頂板與底板焊縫進行焊接，根據(jù)自中間向兩側(cè)順序，再對兩側(cè)腹板位置存在的焊縫進行焊接，根據(jù)由下向上的基本原則實施。四是對焊接嵌補件的完成。

6 總結(jié)

綜上所述，本研究通過分析研究城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁的鋼箱梁吊裝施工，盡管城市橋梁不具有較大建設(shè)規(guī)模，但具有較為復(fù)雜的施工工藝，高精度要求，受場地條件的限制，既有道路通行對其產(chǎn)生一定影響，具有較大施工難度，應(yīng)由總承包單位認真組織實施。順利完工的城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程，使總承包單位體現(xiàn)出較高技術(shù)水平。

參考文獻：

[1]張廣義.低凈空鋼箱梁分節(jié)段吊裝施工技術(shù)[J].中國公路，2020（9）：97-99.

[2]李麗妍.我國中小型道路橋梁施工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].冶金叢刊，2017（2）：250+252.

[3]李澤光.鋼箱梁分段吊裝施工技術(shù)及線型控制技術(shù)措施[J].珠江水運，2019（10）：55-56.

[4]黎冬平.有軌電車交通適應(yīng)性研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2019（12）：68-72.

[5]刁靜萍.市政工程天橋箱形鋼結(jié)構(gòu)主梁制作技術(shù)[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（22）：13.

[6]陳柳花.超大跨度鋼桁架橋設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用實例[J].城市道橋與防洪，2019（7）：291-295.

[7]丁君明.淺談大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)[J].四川建材，2017（10）：165+167.

[8]陳弟.大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋箱梁整體落架施工技術(shù)[J].建筑施工，2015（2）：135-136.