王陳

（南通市交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南通 226000）

大噸位鋼箱梁履帶吊吊裝施工

王陳

（南通市交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南通 226000）

本文簡要介紹了南通市某高架工程上跨主線高架橋的鋼箱梁吊裝施工。吊裝節(jié)段最重211.5 t，采用CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)加超級(jí)提升裝置進(jìn)行吊裝作業(yè)。臨時(shí)支架采用400×8的鋼管和［16槽鋼組成格構(gòu)式鋼支架。箱梁焊接完成檢測合格后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，將鋼箱梁平穩(wěn)落在永久性支座上，并拆卸臨時(shí)支架。

鋼箱梁：吊裝：臨時(shí)支墩：高架橋

1　工程概況

南通市某高架新建互通立交工程，其中4聯(lián)匝道上跨主線高架，采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)。4聯(lián)匝道分別為：A匝道第十三聯(lián)（跨徑28 m+37 m+23 m，第二跨A39—A40跨越主線高架）、B匝道第八聯(lián)（跨徑38+37+38 m，第三跨B25—B26跨越主線高架）、E匝道第七聯(lián)（跨徑28 m+38.5 m+28 m，第二跨E21—E22跨越主線高架）、G匝道第三聯(lián)（跨徑28 m+ 38.5 m+28 m，第二跨G8—G9跨越主線高架）。

鋼箱梁采用單箱雙室等梁高截面，橫剖面一般結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　一般剖面圖

本工程屬于市政高架工程，施工場地較小，且施工期間不得中斷交通，給跨越主線高架橋吊裝鋼箱梁大節(jié)段施工帶來諸多困難。

2　鋼箱梁分段

4個(gè)匝道橫向?qū)挾染鶠?0 m，縱向方向長度分別為94.5 m、88 m、94.5 m、113 m，考慮到制作、運(yùn)輸?shù)纫蛩匦枰獎(jiǎng)澐殖扇舾晒?jié)段，每個(gè)節(jié)段沿中心線位置劃分為2個(gè)塊。

在分段制作時(shí)，頂板、腹板及底板的錯(cuò)位位置應(yīng)方便吊裝，以G匝道為例，分段立面劃分如圖2所示。

圖2　分段立面劃分圖

其中跨高架段拼裝完成后呈“凸”字形，跨高架段吊裝完畢后，其余梁段再依次吊裝。

3　吊機(jī)選擇

根據(jù)上述匝道上鋼箱梁的外形尺寸、重量、安裝標(biāo)高。經(jīng)綜合考慮，選用：CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)加超級(jí)提升裝置進(jìn)行吊裝作業(yè)。

由于施工現(xiàn)場路面條件差，在吊裝鋼箱梁設(shè)備時(shí)，履帶吊行走路線均需用碎石鋪設(shè)并找平。

CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)（主吊臂+超起模式）參數(shù)如下：

主吊臂長：36～84 m；

履帶尺寸：10.9 m×9.0 m；

超起桅桿：30 m；

掛設(shè)：200 t超起配重，超起；

配重半徑：16 m；

履帶式起重機(jī)掛設(shè)160 t后配重和40 t車身壓重，360°回轉(zhuǎn)。額定起重量見表1。

4　臨時(shí)支架

4.1臨時(shí)支架施工工藝

表1　額定起重量　t

圖3　臨時(shí)支墩立面圖（單位：mm）

4.2臨時(shí)支架強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)鋼箱梁分段安裝的要求，鋼橋架設(shè)采用臨時(shí)支墩，分段吊裝架設(shè)方法。為確保安裝順利進(jìn)行，按原設(shè)計(jì)圖在每個(gè)分段接頭處設(shè)臨時(shí)支墩，起到支撐作用和調(diào)整作用。B匝道B24—B25跨鋼箱梁為最大重量梁段，梁段重約211.5 t（含兩側(cè)防撞護(hù)欄重量），其中單個(gè)臨時(shí)墩承受一半的重量，出于安全考慮取軸心壓力的設(shè)計(jì)值N=2 000 kN。

每段鋼箱梁節(jié)段端口有4根支柱，在計(jì)算單根鋼柱受力時(shí)，考慮到跨高架大節(jié)段中間需加支柱，同時(shí)鋼柱之間又以鋼件連接（加設(shè)斜拉），所以穩(wěn)固性遠(yuǎn)比單根的強(qiáng)。

依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50017—2003）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）計(jì)算方式，根據(jù)軸力驗(yàn)算構(gòu)件。400×8鋼管截面特性:A=98.52 cm2，ix= 13.862 cm，iy=13.862 cm。

鋼材牌號(hào):Q235；鋼材強(qiáng)度折減系數(shù):1.00；計(jì)算長度取lox=loy=3.0 m；容許長細(xì)比:[λ]=150.00。

（1）強(qiáng)度驗(yàn)算

構(gòu)件截面的最大厚度為8.00 mm,根據(jù)GB 50017—2003表3.4.1-1,f=215.00 N/mm2，根據(jù)式（5.1.1-1）計(jì)算得:

強(qiáng)度滿足要求。

（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算

按式（5.1.2-2）進(jìn)行計(jì)算:

支撐鋼管為雙軸對(duì)稱截面，根據(jù)GB 50017—2003表5.1.2-1，對(duì)于X、Y軸，均屬于a類截面，查附錄C，采用內(nèi)差法得穩(wěn)定系數(shù)φ為0.976。兩個(gè)主軸方向的長細(xì)比為21.64，小于容許的長細(xì)比150.00，根據(jù)規(guī)范中式（5.1.2-1），有:穩(wěn)定性滿足要求。

4.3支架基礎(chǔ)方案及計(jì)算

經(jīng)過對(duì)該地區(qū)地質(zhì)報(bào)告的分析和現(xiàn)場的勘察,同時(shí)為了避免破壞地下管線，本工程的支架基礎(chǔ)全部采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的方案。進(jìn)場后,根據(jù)鋼箱梁安裝吊車、運(yùn)梁車的需要,進(jìn)行現(xiàn)場場地平整硬化,并準(zhǔn)確定出臨時(shí)支架及基礎(chǔ)的具體位置。

支架搭設(shè)位置有鋼筋混凝土承臺(tái)和原路面兩種。在混凝土路面上的支架位置處，再澆注C30混凝土條形基礎(chǔ)，尺寸為8.5 m×4 m×0.3 m（長×寬×高）內(nèi)配鋼筋12@250雙向布置混凝土基礎(chǔ)。鋼管位置頂部預(yù)埋500 mm×500 mm×16 mm的鋼板，與支撐鋼管焊接固定。

由于箱梁最大重量約為211.5 t，支架需承受一半（約為105.8 t）的重量，出于安全考慮設(shè)定該支架需承受150 t的荷載(含鋼管支架重量在內(nèi))。

混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)重量：4 m×8.5 m×0.3 m× 2.4 t/m3=24.48（t）。

地基承載力計(jì)算：（150+24.48）t/（4×8.5）m2=5.132（t/m2）。

滿足地基承載力要求。

5　吊裝工藝

5.1B匝道B25—B26大節(jié)段鋼箱梁吊裝

（1）在B匝道拼裝場地的東側(cè)，B26橋墩附近的臨時(shí)地基上鋪好路基板，將CC2500-1型500 t履帶式起重機(jī)按要求組對(duì)好主機(jī)、履帶板，掛設(shè)好160 t后配重和40 t車身壓重，以及超級(jí)提升配重裝置，同時(shí)接好60 m主臂。

（3）此時(shí)的500 t起重機(jī)主臂長60 m，作業(yè)半徑16 m，掛設(shè)超級(jí)提升配重裝置后的額定吊裝載荷為310 t，指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊，當(dāng)鋼箱梁設(shè)備吊離地面約100 mm時(shí)停止，檢查500 t起重機(jī)的受力是否良好；檢查500 t起重機(jī)的履帶是否下沉；檢查鋼絲繩吊索、卸扣的受力是否完好。

（4）指揮500 t起重機(jī)開始試吊，指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊、變幅、松落，同時(shí)始終保持鋼箱梁設(shè)備離地不超過200 mm，直至將鋼箱梁試吊到半徑26 m時(shí)停止。此時(shí)500 t起重機(jī)額定吊裝載荷為226 t。

（5）檢查500 t起重機(jī)的受力是否良好；檢查500 t起重機(jī)的履帶是否下沉；檢查鋼絲繩吊索、卸扣的受力是否完好。如正常則試吊完成，指揮500 t起重機(jī)緩慢地再變幅，將作業(yè)半徑變至18 m。

（6）指揮500 t起重機(jī)緩慢回轉(zhuǎn)，當(dāng)鋼箱梁設(shè)備快要碰到橋墩或腳手架時(shí)，停止。指揮500 t起重機(jī)緩慢起吊，直至將鋼箱梁吊離超過橋墩高后，再進(jìn)行回轉(zhuǎn)，最后將鋼箱梁設(shè)備吊到橋墩的正上方。

（7）穩(wěn)住鋼箱梁跨高架大節(jié)段找正方位，按要求指揮500 t起重機(jī)將鋼箱梁梁段緩慢松落在臨時(shí)支架上。再進(jìn)行檢查，經(jīng)確認(rèn)安全無誤后，將鋼箱梁梁段穩(wěn)固好后，指揮500 t起重機(jī)緩慢松下吊鉤，摘除吊索、卸扣。

（8）使用上述的方法、步驟、要求，指揮500 t起重機(jī)吊裝各匝道跨高架橋大節(jié)段，如圖4所示。

圖4　吊裝示意圖（單位：m）

5.2500 t起重機(jī)受力計(jì)算

已知：B匝道跨高架橋大節(jié)段重：182.4 t（含防撞護(hù)欄重量）

500t起重機(jī)吊鉤重：8.5 t

上述合計(jì)為：

182.4t+8.5 t+3 t=193.9 t

226t＞193.9 t，故安全。

5.3鋼絲繩吊索受力計(jì)算

478 000kg×0.8（折減系數(shù)）=382 400 kg

當(dāng)安全倍率K=6時(shí)：

382 400kg÷6=63 733 kg

63 733kg×4（根）=254 933 kg=254.933 t

254.933t＞185.4 t，故安全。

5.4500t起重機(jī)對(duì)地面壓強(qiáng)計(jì)算

500t起重機(jī)在使用超級(jí)提升裝置吊裝鋼箱梁時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)受力計(jì)算。

∑1=500 t履帶式起重機(jī)自重：375 t

∑3=超級(jí)提升配重：250 t

∑4=鋼箱梁設(shè)備重：182.4 t

上述合計(jì)為

500t履帶式起重機(jī)的履帶下使用4塊 (每條履帶下使用2塊)路基箱板：

已知：500 t履帶式起重機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)不得大于14.9t/m2，12.863 t/m2＜14.9 t/m2，故安全。

6　體系轉(zhuǎn)換和臨時(shí)支架拆除

在完成鋼箱梁焊接后，需對(duì)所有的對(duì)接焊縫進(jìn)行相應(yīng)的超聲波檢測。檢測合格后開始進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換將鋼箱梁平穩(wěn)落在永久性支座上對(duì)臨時(shí)支架進(jìn)行拆卸。

（1）卸載支撐拆除

鋼梁焊接完畢并經(jīng)檢查合格后，即可拆除卸載支撐。拆除卸載支撐時(shí)，采用氣焊切割破壞性拆除，每件卸載支撐切割至最后10 mm時(shí)停止切割，檢查周圍狀態(tài)，無異常后再徹底切斷卸載支撐。

（2）臨時(shí)支撐拆除

臨時(shí)支撐的拆除采用倒鏈拆除，倒鏈掛在端梁預(yù)先設(shè)計(jì)的耳板內(nèi)。拆除時(shí)首先將臨時(shí)支撐的側(cè)面割除，使每榀臨時(shí)支撐成2組獨(dú)立桁架，切割臨時(shí)支撐與路基箱的焊縫，邊割邊緩慢回鉤將桁架放平至地面，最后采用吊車將其吊走。

7　結(jié)　語

在市政高架中采用大噸位履帶吊進(jìn)行鋼箱梁吊裝施工，可成功地解決場地受限、不中斷交通等困難，為以后類似工程施工提供了借鑒。

[1]許佳堯，閆利峰.天津地鐵高架橋大跨度鋼箱梁吊裝[J].安裝，2004（6）：8-10.

[2]田坤，李龍龍.跨越既有輕軌線鋼箱梁安裝技術(shù)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011（5）:63-65.

[3]郜振宇，孫曉軍.鋼箱梁施工中的吊裝及測控技術(shù)[J].公路交通技術(shù)，2008（2）:71-74.

[4]常大寶.泰州長江大橋鋼箱梁吊裝施工關(guān)鍵技術(shù)[J].中外公路，2012（4）:196-199.

[5]裴賓嘉，聶東.荊岳長江公路大橋北塔區(qū)鋼箱梁吊裝施工方案計(jì)算[C].上海：橋梁雜志社，2011（7）:59-69.

[6]趙永紅.蘇通大橋鋼箱梁吊裝臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2006.

U445

B

1009-7716（2016）03-0089-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.03.027

2015-12-11

王陳（1980-），男，江蘇南通人，本科，總監(jiān)，工程師，從事工程監(jiān)理工作。