钢箱梁整体吊装施工工艺研究

钢箱梁整体吊装施工工艺研究

刘如刚

云南省建设投资控股集团有限公司国际工程部，云南 昆明650500

摘要

在钢箱梁桥的施工中，经常会遇到土建墩柱施工滞后影响钢箱梁施工的情况，由于土建桥台未提供工作面，传统的临时支架安装、顶推施工的方法无法满足施工要求，为了确保工期节点，采用地面拼装成整体后再进行吊装的施工方法对以上问题得到了良好的解决，为桥梁的顺利建设提供保障。

关键词

钢箱梁、 地面拼装、履带吊、拼装胎膜

随着国家政策的影响，一带一路走出去的战略，国外施工的公路及桥梁项目越来越多，工期节点定位的政治高度很高，这也反映了对业主单位乃至一个国家的承诺，必须按节点保质保量完成。因此，采用钢箱梁整体吊装施工工法，可以做到钢箱梁和墩柱同时施工，极大的缩短了工期。

1.工程概况

老挝首都万象至中国磨憨口岸高速公路首都万象至万荣段跨线钢箱梁，共9座，均为改移地方道路上的桥梁，其中有3座40m跨单箱两室简支钢箱梁，单座重量140t；3座40m跨单箱三室简支钢箱梁，重量228t；1座45m跨单箱两室简支钢箱梁，重量160t；1座55m跨单箱两室简支钢箱梁，重量209t；1座55m跨单箱三室连续钢箱梁，重量300t。均地面拼装成整体后再采用400T带超起的履带吊进行吊装，钢箱梁地面拼装与土建墩柱同时进行施工，待具备吊装条件后400T履带吊进场吊装，9座钢箱梁桥整体吊装仅用时25天就全部吊装完成，平均每座吊装时间不足3天。

2.主要施工工艺研究

2.1安装原理为：“搭设地面拼装胎架、钢箱梁地面拼装、钢箱梁采用履带吊整体吊装就位”。即：在地面根据桥型搭设拼装胎膜，钢箱梁分段拉至现场在胎膜架上进行整体拼装，履带吊进场组装后将钢箱梁整体吊装就位。

2.2适用范围：大跨度简支或连续钢箱梁吊装，一次起吊重量不宜大于230吨。

2.3操作要点

（1） 地面拼装胎膜搭设

拼装胎膜均采用HN400*200型材作为横梁和立柱，纵向采用[10#槽钢连成整体，斜撑采用[10#槽钢。胎膜纵向定位根据桥梁的分段确定。胎膜施工前首先根据设计桥型进行高程放样，根据桥梁跨度的不同合理确定施工预拱值，最后根据设计起拱和施工起拱确定最终拼装起拱值，如图1所示。然后根据确定的高程进行胎膜搭设，如图2、3所示。

 图1 钢箱梁左、中、右高程桥型示意图

图2 胎膜支架横断面示意图

图3 胎膜支架平面示意图

（2） 地面钢箱梁拼装

根据钢箱梁的纵横断面尺寸合理进行分段，横向分段一般为一个箱室分为一段，挑檐单独分段如图4所示，纵向分段根据运输能力尽可能减少分段，较少现场的拼装焊接量，分段时底板、顶板、腹板应考虑合理的错缝长度。分段应报设计单位认可后实施。选用220T汽车吊进行地面拼装。

图4 钢箱梁横向分段示意图

（3） 钢箱梁整体吊装

1）对于超大构件吊装，应根据构件尺寸和重量合理布置吊点。为了避免吊点受力集中应力过大，吊装过程经常通过增加吊点数量的方式，来降低吊点的局部应力，保证吊装构件的变形量在合理范围内。随着吊点的增加还应解决好吊点钢丝绳均衡受力措施。吊耳一般选择四点或者八点吊装，常规一般选择四点吊装，可做到钢丝绳均衡受力。若采用八点吊装，应解决好钢丝绳均衡受力问题，采用相邻吊点缠绕一根钢丝绳的方法，如图5、6所示。对于设计的吊耳应进行专门受力分析，确保吊耳的强度和刚度满足要求，如图7、8、9、10所示，根据计算分析吊耳承受55t荷载时，吊耳单元最大的应力为91.6439N/mm²，低于规范限值324.5 N/mm²，焊缝处对应的变形最大值为0.133mm。解决钢丝绳均衡受力的措施也可采用扁担梁或滑轮组。

2）在确定吊耳及钢丝绳后，还应对吊装的钢箱梁进行整体受力分析，确保吊装过程中钢箱梁的强度、变形以及稳定性满足要求，如图11、12、13、14所示，根据分析其应力最大值为399MPa，主要出现在耳板端部与钢箱梁接触处，属于应力集中，整体应力分布小于Q355钢材强度设计值290MPa，结构的强度计算满足《钢结构设计规范》要求。钢箱梁整体最大位移为3.4cm，挠度容许变形为5.8cm，挠度满足《钢结构设计规范 》要求。

3）待钢箱梁拼装完成后，具备整体吊装条件后，400T履带吊进场进行吊装。钢箱梁摆放位置与就位位置成90°垂直摆放，在起吊半径内的起重量满足1.2倍安全系数即可满足吊装要求。如图15、16所示。

3. 结论

本工艺的应用，成功解决了跨线钢结构桥梁和墩柱同时施工的难题，有效的保证了施工工期节点，社会效益明显。地面拼装过程中根据设计要求进行起拱，保证了桥梁的设计线型，对平面摆放位置要求不高，现场布置更加灵活。虽然大型吊车进出场存在费用，但整体吊装的施工周期较短，节约了吊车的租赁的时间成本，吊车费用以钢结构吨位进行结算，选择大型吊车并不会增加设备租赁费用，反而节省了大量的临时支架费用，经济效益明显。

参考文献：

【1】华玉洁  《起重机械与吊装》。

【2】《起重设备安装工程施工及验收规范》 GB50278。

【3】《起重机械安全规程》)(GB6067-2010)。

【4】《路桥施工计算手册》周水兴，何兆益,邹毅松等，人民交通出版社出版。