城市高架桥钢箱梁分节段吊装技术

摘要： 钢箱梁作为城市高架桥上部结构，具有外观美、施工周期短、对城市干扰小的特点；由于各项目钢箱梁设计、现场吊装条件不同，因此，要确保钢箱梁精确、安全安装，需要作好其吊装技术研究。

关键词：钢箱梁 分段 临时支架 验算 吊装

一、工程概述

东风大道快速化改造二期工程位于武汉市经济开发区，北起与东风大道快速化改造工程（一期）终点，止于京珠高速武汉西互通匝道口附近，是武汉西连接三环、四环的重要通道。其主线高架桥全长7.12公里，主线箱梁共50联，其中有7个路口采用钢箱梁设计，钢箱梁为7联23孔。其中第6联箱梁为全线高度最高、跨度最大的孔跨，施工条件复杂，钢箱梁吊装难度大。 二、 第6联钢箱梁概况

（1）设计情况

第6联钢箱梁上跨四环线，桥跨布置为（53+2×65+58+50）m，下部墩身跨越24#-28#墩，墩高为22.8m-24.9m,为全线最高；钢箱梁净梁高2.12～3.2m，采用单箱六室变高连续梁，支点梁高3.2m，跨中梁高2.12m，桥面全宽32.8m，顶、底板均设置2%双向横坡。钢箱梁主梁均采用Q345qD，装饰板结构采用Q235C。

（2箱梁分块

根据设计要求和起重、运输及现场安装等施工条件，将钢箱梁分成多个节段，并在工厂内加工好。使用大型平板车将各节段依次运至安装现场，采用通用起重设备起吊，支架原位安装法吊装。第6联共分6根横梁，两端横梁各分3段，中间横梁各分4段；6条纵梁,2条悬臂，每条纵梁15段，总计142个吊装段。 （3）现场施工条件

该联箱梁跨越东荆河路口，两边施工便道已施工，可作为吊机运梁车停放位置。既有交通车流量多，道路里程左侧沿线有高压线。钢箱梁吊装时在道路里程方向右侧吊装。每天的交通量较大，根据交管部门及业主要求，现场道路必须保证行人及车辆通行，给吊装、焊接带来极大不便。 三、施工难点及对策

（1）吊装受交通影响较大

重点：本标段位于武汉市经济技术开发区东风大道上，每天的交通量较大，根据交管部门及业主要求，现场道路必须保证行人及车辆通行，给吊装带来极大不便。

对策：根据实地考察，23:00～次日7:00为道路上车辆较少的时段且无公交车通行，故选择此时段进行钢箱梁的吊装；吊装时确保双向车道的通行，作好围护设施和交通引导标识；方案中对汽车吊和运输车辆站位地点进行优化，减少对交通的影响。 （2）吊装难度大

重点：吊装高度高，需上跨四环线，且右侧临110KV高压线，吊装空间有限。 对策：合理布置临时支架位置，选用合适的起吊机械，充分考虑吊装时吊装

机械的站位。在保证作业安全和和高压安全距离的条件下，细化最难节段吊装，针对性制定方案，绘制吊机站位吊装图，并进行论证吊装方案的可行性。 四、总体工艺流程：

第6联钢箱梁在工厂安装制造，大节段运输至现场，采用大吨位吊机整体起吊、搭设支架拼装。现场工地连接除顶板U肋采用高强螺栓栓接以外，其余均采用焊缝连接。总体方案施工流程如下：梁段分块→梁段加工→梁段运输→临时支架安装→钢箱梁吊装→现场焊接→涂装。 五、临时支架设计

钢箱梁临时支架加工成模块化标准构件，立柱采用?351mm×10mm钢管，标准段高3m与2m，连接系采用?180mm×6mm型钢，连接系与钢管法兰加劲板采用螺栓连接，4根标准段钢管与连接系在工厂连接成一组，运至现场吊装拼接。钢管立柱顶部设纵横向分配梁，纵向分配梁为2HN300×150,横向分配梁为2HN400×200，横向分配梁顶设置?273mm×8mm调平钢管，钢梁由调平钢管临时支撑，并利用千斤顶调节钢梁底标高至设计位置。

1）Midas建模验算： 采用Midas Civil 2010建立上述支架有限元模型，按支架分配梁顶部钢箱梁全部放置到位的荷载验算支架强度。风荷载加载在钢箱梁上，在模型中以节点力加载在分配梁上。钢管立柱与纵横向分配梁采用梁单元模拟，连接系采用桁架单元模拟。

临时支架梁单元组合应力图（Midas模型）

2）验算内容：

验算对支架横向分配梁和钢管立柱结构受力进行验算。横向分配梁为主要受弯构件，验算其组合应力、剪应力及刚度；?351mm×10mm钢管为主要受压构件，验算其强度及稳定性。验算结果为，临时支架结构设计上满足吊装荷载要求。 六、吊具及机械 （1）吊耳

吊耳板材质Q345C，制作成统一规格，临时吊耳设在面板上，在横隔板或腹板和横隔板结构相交对应位置。 （2） 钢丝绳

钢梁节段最重块70.25t，采用4根钢丝绳吊装，钢丝绳夹角控制在45°以内。通过验算，钢丝绳选用6×37，绳径65mm，钢丝绳公称抗拉强度1850MPa。 （3）卸扣选用

根据吊耳布置及荷载分布情况，并参照起重用卸扣标准（JB 8112-1999）选用卸扣，卸扣的额定起重量拟定为55吨。 （4）吊装机械设备选择 七、钢箱梁吊装 （1）吊装准备

采用全站仪对主墩坐标及标高进行复测，确定主墩坐标准确，对临时支墩坐标点进行精确放样，处理临时支墩基础，使其达到使用要求的强度，采用一台70吨汽车吊装布置工地临时支架并对支架进行固定，调整临时支架顶部标高，工地支架搭设完成后，钢箱梁用汽车运至指定地点，采用250吨履带吊吊装，最

后完成钢箱梁吊装阶段的精调和环缝焊接。 （2）钢箱梁运输

本项目钢箱梁加工地位于蔡甸区常福工业园区常福大道上，距桥址不足10分钟车程。运输方法为汽车公路运输。运输的梁段尺寸及重量相对应的选择平板进行装载，在梁段装车前必须在装载车辆的平板与箱梁相接触的位置铺设垫木以防止箱梁及钢墩在运输过程中与车辆平板发生摩擦。 （3）临时支架安装

墩身施工完成后进行钢箱梁支架安装，测量放线定出钢管立柱设计位置。地面为既有沥青混凝土路面，在基础位置用砂浆找平后施工混凝土条形基础。条形基础顶预埋法兰，钢管立柱与基础采用法兰连接。钢管立柱安装必须保持钢管竖直。支架安装完成后，测量支架顶标高，并根据对应位置箱梁底标高，计算出各分块箱梁支垫高度。钢管支垫采用?273mm×8mm调平钢管。 （4）钢箱梁现场吊装 1)吊装顺序

总原则为：先从25#→26#桥墩方向吊装，先横向后纵向，从一侧向另一侧吊装。梁片吊装顺序为：第一孔钢箱梁：25#墩—26#墩，先吊装25#墩墩顶横梁，再从25#墩向26#墩方向顺序吊装跨中梁段，最后吊装26#墩墩顶横梁；第二孔钢箱梁：26#墩-27#墩，从26#墩向27墩顺序吊装跨中梁段，最后吊装27#墩墩顶梁段；第三孔钢箱梁：24#墩-25#墩，从25#墩向24墩顺序吊装跨中梁段，最后吊装24#墩墩顶梁段；第四孔钢箱梁：27#墩-28#墩，从27#墩向28墩顺序吊装跨中梁段，最后吊装28#墩墩顶梁段；第五孔钢箱梁：23#墩-24#墩，从24#墩向23墩顺序吊装跨中梁段，最后吊装23#墩墩顶梁段. 2）梁段起吊安装

测量放线在支架上定出预安装箱梁中线位置。履带吊机就位，吊装侧现场交通管制完成，运梁车运输预吊梁段就位。起重信号工指挥吊机将梁段起吊，吊离运输车约30cm高后梁段静置，运输车驶离。起重工检查各钢丝绳各索具机具无安全隐患后梁段正式起吊。起重工指挥吊机垂直将梁段起吊至约高于安装位置50cm后,缓慢旋转吊机主臂，地面施工人员用事先绑好的绳索配合吊机拉动梁段，保持梁段起吊稳定以防卡杆。吊机吊臂回转至安装上空，主臂停止回转。梁段通过绳索稳定，施工人员位于钢管柱支垫处调整指挥吊机将梁段落下，定位后通过马板与梁段做临时固定。待梁段放置稳定后吊机落索。按上述步骤依次吊装横梁1#、2#、3#、4#节段，临时用马板固定；

3）吊装桥跨最边上分块梁段5#块，运梁车沿支架旁既有道路行驶，停至墩旁与梁段平行位置，履带吊在安装桥跨段就位。待运梁车停放到位后，开始起吊。梁段起吊至高出墩顶约1m位置，吊机起吊臂，使梁段缓缓移至墩顶安放位置，位置对准后落梁就位。 4）吊装桥跨分块梁段6#节段-9#节段，运梁车沿路行驶至与墩旁支架平行位置，停在履带吊作业半径内，履带吊在安装跨内起吊梁段。起吊至一定高度，旋转主臂，对准落梁位置后开始落梁。

5）吊装桥跨分块梁段10#节段，如下图所示，运梁车沿路行驶至与纵向梁段平行位置，用一台160t汽车吊配合250t履带吊配合抬吊。汽车吊停至在原路线施工便道位置。

6）参照以上步骤，依次安装11#-22#节段，并用马板临时固定；对于运梁车和

吊机配合不能一次吊放就位的梁段，需中间临时倒运一次。倒运中合理布置吊机和运梁车位置，规划好钢梁临时摆放位置，尽量减少倒运距离。 7）根据以上步骤，依次吊装第2孔、第3孔钢箱梁； 8）依次吊装第4、第5孔钢箱梁，并进行焊接；

9）横梁及纵向梁段安装完成后，用160t汽车吊装翼缘板分块梁段；

吊装完成后，由测量人员定期进行复测。根据测量人员的复测结果使用下部预先布置的50t千斤顶对钢箱梁进行调整，直至复核设计标准；调整完毕后即进行钢梁的焊接。 八、结语

本项目在钢箱梁施工前期，进行充分的技术准备，以技术保障安全和质量，通过研究、制定详细的技术方案措施，在施工中以技术方案指导现场施工，使第6联钢箱梁顺利吊装，安装精度达到了规范要求，该技术对同类桥梁施工有一定的参考意义。

参考文献：

[1]《钢结构工程施工质量验收规范-GB50205》、《钢结构工程施工规范-GB50755-2012》中国标准出版社 2012

[2] 《东风大道快速化改造二期工程钢箱梁吊装安全专项施工方案》 [R] 2014