关于钢箱梁悬臂吊装施工技术的探讨

　　摘要：本文以深圳市机场南路宝安大道立交钢箱梁施工技术为研究对象，针对钢箱梁悬臂吊装的施工技术进行探讨。文章主要介绍了钢箱梁临时支墩布置、吊车选型和吊装方法等内容。希望本文的探讨能够为相关领域提供一些参考。

　　关键词：宝安大道立交,悬臂,钢箱梁,施工技术

　　一、工程概况

　　宝安大道立交钢-混组合梁为跨宝安大道立交19#～22#墩，跨径组合(50+82+50)m变截面钢-砼组合梁。主桥的结构形式为左、右幅主梁，幅宽13.25m，主桥单幅由2个单箱单室组成，钢箱梁制作段最长单跨36m，最重梁段重213吨。因3#和4#临时支墩需避开现状宝安大道高压燃气管道、排洪箱涵和深圳地铁1号线，所以钢箱梁C段和E段分别悬臂9m，钢箱梁D段需悬臂吊装(如图1示)。

　　现状宝安大道南与深南大道相接，是深圳西部的主要客运干道，也是整个大珠三角沿珠江东侧的主要交通动脉之一，交通流量大;工程现场紧靠海域，风力大。钢箱梁悬臂吊装必须采用合适且有效的施工方法。

　　二.关键施工技术及施工难点

　　1、临时支墩的制作

　　1.1根据钢箱梁分段安装的要求，钢桥架设采用临时支墩，分段吊装架设方法。

　　1.2临时支墩采用直径300的钢管作为主立柱，每两根立柱顶面安放一根钢梁,作为方木(或千斤顶)的托梁临时支撑的高度根据梁底面与原地面的高度来确定。临时支墩4根立柱1组用75×75×8㎜角钢联接。立柱与角钢之间的节点用螺栓连接，并用75×75×8㎜角钢做斜撑, HN300×300×14×20钢梁顶面作为钢梁支撑平台。

　　1.3本工程最大承重的临时支墩为3#和4#，为3600KN，按每个箱梁段由4根钢管支撑，单根钢管承重3600/2/4=450KN。

　　临时支墩最高7m，Φ300×10mm 允许荷载为1042KN>450KN，满足钢箱梁承重要求。地基承载力要求：3600/(10.62*3.16)=107.27KPa，现状及新建沥青路面满足要求。

　　2、吊车的选用及吊点的布置

　　2.1吊车的选用

　　本工程钢箱梁最重段213吨，取安全系数为1.25，即266.25吨。选用2台利勃海尔LR1400/2型400吨履带吊，吊装时采用R=10m，L=28m，266.25/2=133.125<194t,性能满足吊装要求。

　　2.2吊点的布置

　　1)吊车的吊耳位置设置距梁端距梁端1.5米处，每个梁段上8个吊耳，每端4个。

　　2)主吊钢丝绳选用直径为Φ60.5mm，单根长度为30m，其钢丝绳标记为：钢丝绳6×37-60.5-1700-Ⅰ光-右交GB1102-74。

　　3)已知条件：最重箱梁213吨，安全系数为1.25，所以P=266.25吨，设八个吊耳起吊，每个吊耳平均33.28吨。

　　考虑箱梁整体重量分布不均，单吊耳最大受力35吨，吊耳几何尺寸32×350×800。

　　验算一：吊耳焊缝受力分析

　　公式：P > P1

　　P=F*σ许

　　式中：P—吊耳焊缝允许受力

　　F—吊耳焊缝截面面积=350×32=11200mm2

　　σ许—焊缝许用应力=155.2N/mm2

　　P1—吊耳最大受力=350KN

　　代入：P=F×σ许=11200mm2×155.2N/ mm2 =1738kN>350kN=P1

　　故：此吊耳受力满足要求。

　　验算二：吊耳危险截面分析

　　公式：F×σ屈> P1

　　式中：F—吊耳焊缝截面面积=100×32=3200mm2

　　σ屈—材料屈服强度，取300N/mm2

　　P1——吊耳最大受力=350kN

　　代入：F×σ屈> P1 得：P=3200mm2×300N/mm2=960kN>350kN= P1

　　故：此吊耳危险截面满足要求。

　　2.3吊绳的计算

　　吊装绳索的计算如下：

　　钢丝绳承载能力的计算一般采用安全系数法，按所受最大工作拉力计算选用钢丝绳。计算公式为： F≥S*n

　　安全系数实质是安全储备的倍数，根据用途性质确定(见下表)，工作级别越高、用途越重要、要求钢丝绳寿命越长的地方，安全系数就越大。

　　选用直径φ60.5mm的6×37钢芯圆股钢丝绳，公称抗拉强度1870MPa，最小破断拉力260.71t，取安全系数[K]=6

　　吊件重量按安全系数1.25考虑最大重量213*1.25=266.25吨计，起重时8根钢丝绳同受力，钢丝绳所受的工作拉力为S=266.25吨/2/4/Sinα

　　钢丝绳与钢梁的水平夹角一般为：α=30度～75度，取夹角值60度，

　　则：S=266.25吨/2/4/Sinα=266.25/2/4/Sin60。=38.43吨

　　S*n=38.43*6=230.58t

　　3、悬臂吊装方法

　　由于D段跨度30m且梁段拼接为悬臂，如按一般跨段吊装方法则吊装耗时长，不能尽早开放交通，交通疏解压力大，另外拼接难度大。

　　3.1为了解决上述问题，本工程悬臂钢箱梁采用下述施工方法：

　　第一步：在工厂制作时在C段和E段靠近D段一段的钢箱梁底板下焊接(或栓接)一外伸托板，焊接长度和外伸长度均为0.5m 。在已安装的C段和E段钢箱梁上架设钢制平车

　　第二步：当D段钢箱梁落梁至设计位置附近，位于C段和E段的平车伸出末端位置;在平车的后部设置配重并用锚杆锁定;在平车的前端进行绑吊D段钢箱梁。

　　第三步：卸除吊车吊绳并进行D段钢箱梁拼接。

　　第四步：把托板与D段底板焊接(如拴接则拆除)，卸除平车绑吊钢绳。

　　3.2注意事项

　　1)钢箱梁验收完成后，就进入吊装的准备阶段。将钢箱梁运到吊车的起吊距离以内。吊装时对宝安大道附近段交通进行管制，对吊装区域进行隔离

　　2)吊绳绑扎时，在钢丝绳与吊件的接触处要绑垫橡胶皮，以防勤坏吊件。绳扣的的使用要符合起重吊装的操作规程。

　　3)在正式吊装前，先起吊0.2～0.5m的高度，暂定2分钟左右，此时观测吊车、吊件、绳扣的情况，看是否有不妥之处或与预计比较有没有异常。如果有不妥之处或与预计比较有异常，则应停止吊装，分析原因，进行改进，以确保万无一失。试吊无误，则可以正式起吊。两台吊机的配合应做到步调一致，起吊的过程应由一人总指挥，另设1名副指挥，副指挥负责观察吊车的工况。

　　4)吊装上升的速度要缓慢，只能是徐徐上升的过程。当上升至预定高度后，摆正方向，使钢箱梁的轴线方向与设计方向一致。钢箱梁的方向摆正后，缓慢向下落放。

　　5)需确信吊件固定牢靠后，才能松开吊车的吊钩。松吊钩时，先点动，无误后才正式松开。

　　4、钢箱梁截面及测点布置

　　鉴于该钢-混组合梁基本为对称结构，选取A、B、C三个截面为主要测试截面，D、E为校核截面，1#、2#、3#、4#、5#、6#截面为施工过程监控测点。共计120只表面式振弦式应变传感器、17只内埋式振弦式应变传感器。

　　位移测点采用精密水准仪测试，外、内狐原则上每跨布设5个测点;中线采用全站仪测试，原则上每跨至少3点。(下图测点布置中○代表内埋振弦应变传感器，△代表表面振弦应变传感器，→代表倾角仪)

　　三、结束语

　　从多多罗桥到苏通大桥，从杭州湾跨海大桥到西堠门大桥，钢箱梁得到了越来越广泛的应用。因现场条件的影响，钢箱梁的悬臂吊装施工也日益增多。通过反吊法进行吊装施工，有效解决交通疏解压力和加快施工进度，为同类工程的施工积累了经验。

　　参考文献：

　　[1]赵小静. 跨穗盐路斜拉桥钢箱梁悬臂拼装方案研究.交通科技，2011(2).

　　[2]张宝鸿,杨凤鹤,姜峰.中环线大柏树立交跨越逸线路高架的钢梁吊装技术,上海公路，2008(1)

 

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