浅谈整体吊装法钢梁架设工艺的应用

浅谈整体吊装法钢梁架设工艺的应用

郑旭

中铁九局集团第七工程有限公司辽宁省沈阳市110044

摘要：当新建铁路上跨既有运营铁路且夹角较小时，多使用钢横梁混凝土框架墩结构，本文以新通客专中通辽特大桥的钢横梁作为示例，简述钢梁整体吊装架设工艺在实际施工操作中的控制要点、为确保安全精准施工的重点难点。

关键词：桥梁；施工；钢梁；架设

一、工程概况

通辽特大桥共240个墩台，其中49-55#墩、198-200#墩设计为混凝土框架墩，上跨大郑铁路，框架墩基础采用直径1.25m的钻孔灌注桩，每个框架墩10根钻孔桩（两侧各5根）、桩长均为32m，钻孔桩顶设2个承台，承台尺寸有8.1x5.7x2.8m（49-55#墩）、8.1x5.7x2.5m（198-200#墩）两种规格，墩身采用双曲线型桥墩，墩全高有16.6m（49-52#墩）、17.1m（53-55#墩）、18.1m（198-200#墩）三种规格，墩顶设钢横梁，钢横梁跨度22m（49-53#、198-200#墩）和23m（54-55#墩），钢横梁最大重量144t。

49-55#墩、198-200#墩承台与大郑铁路的最小距离5.09m（55#墩），墩身与大郑铁路的最小距离为6.62m，基坑最大挖深4.31m，基坑采用9m长钢板桩防护。

钢横梁结构形式：钢横梁采用单箱单室箱型截面，梁高3.5m，梁宽3.0m。钢横梁腹板内侧设有竖向加劲肋及水平加劲肋，横梁内每隔2.0m左右设1道横隔板，在支座位置设横隔板，隔板间设竖向加劲肋。本工程结构抗震设防烈度为7度。主体结构在正常养护及使用条件下设计使用寿命为100年。环境类别：一般大气条件下无防护措施的地面结构，环境类别为T2，相对湿度为53%。

本段桥区域内底层主要为第四系全新统人工堆积层素填土、杂填土及填筑土、和第四系全新统冲洪积层细砂、粉砂。现场地质条件从上到下主要为细砂、粉砂、中砂。

二、施工重难点

本工程施工的重点首先就是既有线施工的问题，工程施工中涉及在铁路上方安装工作，安装时需要对铁路进行封锁施工，吊装时间短（1.5小时），需积极与相关部门做好沟通，防止影响铁路正常通行。其次，本工程钢横梁在制作厂分段制作，在现场拼装后整体吊装，要求吊装作业必须做好前期准备，保证一次安装就位。本工程施工的难点主要是时间紧张，无论是拼装时间还是架设时间都很紧张，既要在保证钢梁拼装质量的同时压缩拼装时间以保证总体工期满足要求，还要在保证既有线安全的情况下压缩吊装时间以满足既有线正常运营的要求。

编制严谨的专项施工方案并逐级落实技术交底，对可能发生的事故做好应急预案，施工管理人员、技术人员、作业人员要做好安全培训工作，高空作业、营业线施工安全保证措施、临近线路施工防护措施要落实到位。由于施工现场施工条件、铁路交通管制要求及其中能力的限制，根据设计重量和尺寸把每段钢横梁分成三段制作，完成预拼装及涂装后直接运输至安装现场。将构件运至现场之后，先将钢箱梁拼装成整体，对整体进行吊装。钢横梁在地面全部准备就绪后进行吊装，一勾直接就位，预计时间小于1.5小时。箱梁安装完成后将其余附属构件进行安装。

三、钢梁架设

根据最重钢横梁54#重量约144吨（其余钢横梁重量均小于此构件），施工选择400吨履带式起重机。工作半径14m，使用49m主臂，使用300T勾头。在安装最重钢横梁时，使用超起配重130T，14米工作半径，最大起重量达到183吨。构件重量约144t，勾头重量约5.5t，钢丝绳重量约2.3t，合计151.8t，，安全系数1.205，满足吊装条件。

在履带吊车工作之前，首先确认吊装地点地面承载能力是否满足要求，即地面能否承担吊车吊梁及移动时产生的荷载，以防由于地面受压变形使吊车有倾覆或吊装不精确。根据现场地质条件，必须将吊车站位区域地表换填、夯实。经换填适当厚度级配碎石后，地耐力经检验满足吊车使用性能要求，可以起吊。起吊示意图如下：

钢梁架设示意图

钢梁拼装架设应严格按照施工顺序进行：施工放线→吊装区域吊机进场、安全防护措施就位→构件进场拼装→构件吊装、测量、焊接→安装附属构件补涂油漆→整理现场→退场。

四、吊装的选择

钢梁拼装架前应对架设时需要的各种设施进行严格检验，作业队设安全质量部门，设专职质量检验员，全面负责本工程质量管理工作，对施工全过程进行质量检查，在施工过程中，按照“跟踪检测”、“复检”、“抽检”实施检测工作。除钢梁主体符合设计各项指标外，还应检查吊装所需措施项目的质量，包括吊车性能、钢梁吊耳的承载能力是否达标、钢索的强度是否合格、锚固措施是否可靠等。由于本工程中吊车是由专业性极强的队伍操作并且吊车各项指标均经过专门的的检验、吊耳由设计单位设计出厂前就已加工完成。吊装吊索选用6×37股、抗拉强度1850N／mm2、直径为φ60.5钢丝绳，八点绑扎，八股钢丝绳起吊，可以满足起吊要求。需要注意的是钢丝绳两端绳套应采用编插接头，编插接头的长度不应小于钢丝绳直径的20倍。吊装钢丝绳按1.2不平衡系数和1.3动力系数计算单股最大受力32吨，选择弓型卸扣，强度级别选S（6），起重量40T（选W型：带环眼和台肩的螺纹销轴）。

五、吊装前检查：

1、桥墩的轴线和支座的标高在误差范围内，检查吊装机具、索具的完好性。吊装前应对吊机的以下项目进行检查：a.检查各处滑轮是否转动灵活，有无卡滞现象。b.检查各处销轴是否安装到位，锁销和开口销是否安装齐全完好。c.检查各处限位是否安装齐全完好，能否正常运行。d.检查卷扬的制动器运行是否正常可靠。

2、墩身辅助平台搭设是否稳定，平台作业面积是否符合施工要求，平台顶应加设安全密目网防护围挡，防止施工人员或杂物掉落

3、进一步检查其他各项准备工作，并对参与施工的操作人员进行施工技术及安全交底，确保上岗人员都能对各自工作做到心中有数。

4、确保临时垫石、临时支座位置准确、承载能力合格。箱梁两端各绑扎缆风绳两根，由四个操作人员控制。

5、进行预吊时无异常情况发生，各组作业人员能进行有效配合，试吊过程中，若出现异常现象，应立即停止试吊，待查明原因，并进行修复后，方可继续试吊。

6、为减少支撑垫石施工对营业线安全的影响，钢梁顶支撑垫石在钢梁架设前地面上进行。

7、施工人员带好施工用具由预先架设好的爬梯登上线路两侧的墩旁平台并系好安全带。吊车就位，安装卸扣于吊耳上，吊装钢横梁各种连接挂钩挂牢靠，检查到位，吊车处于起吊状态。

六、钢梁吊装控制要点：

1、在吊装过程中，必须严格遵守国家、原铁道部及沈阳铁路局对跨营业线施工的各项法规、规章制度，保证跨线施工安全与营业线运营安全。

2、钢梁吊装时首先起吊30厘米，并停留10分钟，检查吊机和钢丝绳绑扎情况，钢梁平衡和变形情况，无异常后方可继续上升。

3、钢梁底部超过安装标高后，停止吊钩上升，稍稍停顿，待钢梁稳定后，缓慢回转。

4、回转至安装位置后，暂停回转并停止片刻，待钢梁稳定后，缓缓下降，这时必须稳住钢梁并对准安装控制线，做到一次性准确落位。为保证钢横梁精确定位在钢横梁梁底设置槽钢限位装置，落梁过程中使用槽钢限位装置与墩顶进行定位。落梁过程中要注意与墩位置关系，钢梁吊装过程中缓慢下落，将钢横梁准确对位。

5、钢梁落位后，对钢梁的轴线标高进行复核，无误后方可落钩，如需调整，在吊机不落钩的前提下用千斤顶进行调整到位。

6、吊装期间为使箱梁稳定，随时需要地面缆风绳操作人员配合，所以指挥人员要和地面操作人员及时做好沟通调配工作，同时注意保证地面工作人员人身安全。

7、钢梁安装完成后，进行墩梁后浇带钢筋、混凝土的施工，此时由于靠近既有线，按计划施工的同时应确保行车安全，严禁高空抛物。

结束语：整体吊装法整孔钢梁运到桥下，用起重设备整体吊装、提升就位。此法多用于上跨既有线桥梁，需要大型吊机或利用一般起重机具（如卷扬机、滑轮组、千斤顶等）来完成。

参考文献

1、《通辽特大桥施工图》（通施桥-28-I）

2、《通辽特大桥49-55、198-200#钢横梁框架墩》（通施桥-28-Ⅱ）等相关图集、设计文件

3、《铁路架桥机架梁暂行规程》铁建设【2006】181号

4、《沈阳铁路局营业线施工安全管理细化办法》（沈铁运[2013]37号）

5、《实用五金手册》（第七版）