城市高架桥钢箱梁吊装施工技术分析

岳粹歌

(合肥市重点工程建设管理局,安徽 合肥 230001)

1 工程概况

合肥市二环路是合肥市一条重要的环线道路,是众多车辆进出合肥市区的必经之路,二环路全程约42 km,分别由北二环路、南二环路、西二环路和北二环路组成。

本次介绍北二环自西二环至合武铁路(畅通二环：西二环-合武铁路段)，全长约5 km,其中高架长约4.5 km，概算20.3亿元，主线桥共37联，4对上下匝道，5联钢箱梁，其中G1(Z2联)、G3-2(Z27联)、G3-3(Z35联)钢箱梁采用等截面单箱多室鱼腹板截面，呈封闭式箱形截面，箱梁中心线处梁高2.67 m，Z2联钢箱梁位于主线桥跨怀宁路处，Z27联钢箱梁位于主线桥跨四里河桥处，Z35联钢箱梁位于主线桥跨规划潘集路节点处，宽度分别为30 m、25 m、25 m，主线标准悬臂长度为3m。主线桥G2(Z3联)钢箱梁位于SE匝道与主线节点处，为高度变宽断面钢箱梁，梁截面为单箱多室鱼腹板截面，呈封闭式箱形截面，箱梁梁高为2.47 m，顶板宽度为38.7～54.299 m。主线桥G3-1(Z14)联钢箱梁位于主线桥跨四里河路交口,为等宽变高箱梁,箱梁全宽25 m,箱梁高度变化由2.27 m～3.57 m,保持翼板5.7 m范围与鱼腹式混凝土现浇箱梁外轮廓梁对齐,中腹板变高的方式变化,梁底采用二次抛物线方式变化,变化范围为中墩横梁之外向两侧各 28 m。悬臂梁采用焊接工字梁结构,钢材材质为Q345qD。钢箱梁结构特点见表1。

表1 钢箱梁结构特点

2 钢箱梁吊装施工

在高架桥项目建设过程中，钢箱梁吊装是非常重要的组成部分，并且在实际施工期间危险系数比较高，因此在施工之前需要做好相应的防护措施，对交通需要改移道路路线，并确保城市交通的正常运输，减少施工对交通系统的影响。钢箱梁吊装现场环境复杂，垂直、水平运输的制约因素多[1]。同时需要提前准备高架桥梁钢箱梁吊装施工的材料，以及相关的施工设备，并根据具体的施工程序制定相应的施工管理措施，对全程施工进行监控。在准备妥当施工的准备工作后，需将施工现场进行封闭，并对周围的环境做好保护措施，然后进行高架桥梁钢箱梁吊装施工，如图1所示。钢箱梁吊装进行接口匹配时则需要进行两次操作，首先完成接口的粗匹配，其主要目的是调整箱梁线型，确保中心轴线[2]。

图1 钢箱梁吊装施工

在实际施工期间，还需要对钢箱梁的基础坐标、大小、高架桥的形状、方位等进行全面了解，并与施工设计图纸、施工现场进行核对，同时还需要对现场的组装、焊接、安装情况进行检查，在确保无误的情况下，将相关的数据做好记录、验收后，由专业的安全员对相关的设备进行检查，确保高架桥梁钢箱梁吊装施工的安全质量。

3 施工排架布设

本次主桥钢箱梁临时支架结构设计成钢管立柱格构式支架，在支架顶部长度方向上设置横撑(双拼工字钢)，支架基础为350 mm厚C20混凝土，长宽尺寸按照图纸施工，并设置预埋件与支架立柱焊接，如图2所示。各支架具体位置高度将在施工时，由测量人员再复测并绘图，现场交底，确保支架位置准确。临时支架高度以安装之前现场测量为准，支架采用直径529×10 mm、420×8 mm的钢管，材质为Q235钢。为保证排架的稳定性，在进行实际的施工之时，需要做好钢桁支架的自重、施工人员和施工设备的荷载以及钢箱梁节段施工整体过程给予支架所施加的最大荷载的分析，计算出最大荷载时候钢桁支架需要承担的应力和内力值，计算出钢桁支架的位移、反力值以及稳定系数[3]。

图2 临时排架布设

在高架桥梁钢箱梁吊装施工期间，在安装过程中主要分为两个阶段，在确保交通道路通行的情况下，需要进行道路中相应排架的钢箱梁安装，主要开放部分交通，缓解交通压力。此外，将道路中间的排架进行拆除，并转换交通，将剩余的排架钢箱梁进行安装，并根据高架桥梁的承受力，将部分的排架进行拆除，或者将相邻的排架进行拆除，减少对城市道路交通的影响。整体排架的单排宽度、长度以及高度应当保持在现有桥体可以承受的范围内，并相互搭配以增强排架的可用性与便捷性[4]。

4 钢箱梁吊装施工技术

4.1 选择合适的吊车

高架桥梁钢箱梁吊装施工，主要的机械设备为吊车，一般情况下选择的是双机抬吊，但受现场的区域环境的影响，有时需要选择大吨位单机作业，因此在吊车选择方面需要根据起吊吨位，结合实际的施工环境进行施工方案设计。此外，还需要对施工场地的环境、周围环境问题等进行全面分析，如果施工环境周围的障碍物比较多，一般选择较大吨位的汽车起重机来实施单机吊装工作，选取的吊车与高架桥建造进行匹配运用，因此吊车选择期间的参考影响因素比较多。

本工程主桥钢箱组合梁吊装吊耳安排在钢箱组合梁底板上，与钢箱组合梁腹板和横隔板结构相交的位置对应。每一节段钢箱组合梁设置吊耳四个，注意布置需两端对应，确保四个吊耳均匀受力，最大起重重量为104 t，单个吊耳的允许负荷取35 t。

4.2 钢箱梁吊装的施工要点

在吊装过程中，应尽快将箱梁安装到位，尽量减少箱梁在高空的长时间停留，钢丝绳与钢箱梁顶板应保持合理的角度，一般不宜大于60°[5]。在钢箱梁放置在支架后，采用静压的方式进行处理，一般静压的时间为3～7 d，然后观察检测支架的沉降程度，并做好记录，在确保支架沉降稳定后，在吊装安装完毕，则采用螺栓锁定钢箱，并将支座的锁定装置进行锁定，在高架桥施工结束后，需解除锁定装置。

4.3 钢箱梁吊装时的精度控制

在钢箱梁施工期间，为了提高钢箱梁的施工质量，在吊装期间不能有任何的差错，因此在安装期间，需要确保其精度，并严格安装，才能有效提高吊装施工的质量。在吊装施工期间，需要专业度较高的施工人员参与施工，主要在吊装期间对施工人员进行交底、培训，并对吊装施工技术实施进一步加强，提高施工人员的安全意识。此外，在吊装施工前，还需要采用精密的仪器对施工的中心轴线和边线进行测定，然后用钢板设定固定点，有助于方便后续的施工。在吊装施工期间，需要使用限位码板，主要防止梁段发生位移，一般情况下，主要采用三角钢进行固定，减少梁段位移的偏差，并利用固定三角钢对箱体进行固定，提高高架桥梁钢箱梁施工的质量。

4.4 提高钢梁拼装和安装的质量

钢箱梁的吊装工程在高架桥梁建设施工中属于重要环节，在梁段安装后，还需要对其进行调整，以此确保高架桥的施工质量。在调整拼接吊装之前，需要施工人员做好测量，根据测量的数据进行调整，以便提高拼接施工的精度。对接焊缝端部按规定设置引板，并在引板上起、熄弧，确保焊缝端部质量[6]。一般情况下，在调整期间，从第一节纵梁开始，调整完成一节之后，再进行调节下一节，依次进行调整，同时还要增加依偎板，有助于保持腹板的平直性。在钢梁起吊期间，需要保持其平稳性，并用依偎板进行紧密贴合，以此确保高架桥梁钢箱梁的施工质量。

5 结束语

目前，我国城市经济发展的速度越来越快，城市规模不断扩大，为了改善城市交通拥堵现象，城市高架桥的建设正在逐步加大，钢结构箱梁高架桥成为高架桥建设的重要组成部分，钢箱梁安装施工需要在施工前做好施工准备，确保施工周围环境的安全性，选择合适的吊车，对具体施工要点进行分析，对施工的精度、拼接、安装的质量进行严格把握，保证钢箱梁的吊装施工质量，提高钢箱梁安装施工技术，从而提高高架桥的整体施工质量。