高速公路钢箱梁吊装施工技术研究

曹敏、李辉

（江西省公路工程监理有限公司，江西南昌330009）

0 引言

近些年，交通运输行业发展迅猛，高速公路建设里程不断延伸，钢箱梁吊装施工技术越来越受到各大施工企业的高度重视。钢箱梁具有抗弯、抗扭、强度高、跨度大等优势，在高速公路施工中发挥着非常重要的作用。

但随着高速公路工程跨度的不断增大，吊装施工难度也越来越大。特别是路面损伤、塌陷等问题屡次发生，不仅增加了高速公路维修养护成本，还影响了过往车辆的行车安全性与舒适度。这就要求进一步深入研究钢箱梁吊装施工技术，不断规范施工流程，优化施工工艺，完善施工技术，提高高速公路工程整体的建设质量，规避各类交通安全事故。

1 工程概况

该施工组织设计适用于沪昆高速梨东段改扩建A2 标（起讫桩号：K478+000—K497+204.9），路线全长19.205km。

在施工图设计范围内包括路基、桥梁、涵洞通道、改移、防护、绿化、路面、交通标志标线等工程。项目整体平面图如图1 所示。

图1 项目整体平面图

2 工程施工的难点

2.1 安全保通难度大

梨温高速为江西省内交通量最大、重载交通比例最高的高速，需要在保证四车道通车的情况下实施改扩建工程。由于改扩建采用了双侧建设形式，交通流向需经多次转换，再加上重载交通的影响，保安全的同时，保通行难度大。

2.2 组织协调难度大

为了保证钢箱梁现场吊装作业的有序顺利开展，必须提前对周边交通进行科学周密的管制布置。在对吊装区域封路的同时，加强交通疏导工作，尽可能降低对公路车辆正常通行的影响[1]。

该项目全线共设有2 处互通、1 座支线上跨、6 座分离立交，1 处西气东输管道交叉，与特高压输电线路4 处交叉。项目不仅交叉工程种类多、分布密集，而且关联单位众多，施工组织协调难度大。

2.3 施工技术要求高

钢箱梁现场架设和吊装难度比较大，施工工序复杂，特别是该工程涉及路基、桥梁、涵洞通道、改移、防护、绿化、路面、交通标志标线等诸多项目。钢箱梁运输、吊装作业易受周围环境的干扰，所以必须综合考虑现场实际情况，制定最为科学合理的吊装方案。除此之外，钢箱梁的焊接量往往比较大，焊缝质量要求严格，焊接操作空间有限，焊接容易导致钢箱梁形变，焊接难度比较大。

该项目全线基本都处于红砂岩路段，路基挖方中红砂岩占比近90%，路基填筑中红砂岩占比近60%。既要在开挖作业中，确保通行车辆安全而采用非爆破方式，又要在路基填筑时，采取技术手段克服红砂岩对路基填筑质量的不良影响，并满足工期方面的要求。同时全线基本采用双（单）侧拼接方式，新旧路基、桥涵工程拼接部位质量的管控技术要求高。

2.1.1 种实采集 粗糠树果实成熟期7—8月[2]，有些9月中下旬成熟[7]，7月中旬开始有果实自然脱落，从7月中旬起开始捡拾；9月中下旬用高枝剪剪下带果枝条，手工采下果实。本试验种子来源于洛阳市西苑公园、河南省林科院、南阳内乡宝天曼，共采集种实156 kg。

3 钢箱梁分段吊装法优势分析

3.1 适应性强

高速公路桥梁工程的施工工序较为复杂，钢箱梁采用分段吊装法能够更好地适应现场环境，实现对施工作业的合理优化，提高安装精度，保证安装质量。

3.2 施工效率高

分段吊装法即将钢箱梁分成多个梁段，分别运送至现场，进行拼装、吊装，最后完成各梁段间的连接与焊接处理。在具体施工中，工作人员先在地面胎架拼接好各个构件，为后期吊装作业的高效推进奠定基础[2]。吊装到相应位置后，通过焊接方式将钢箱梁固定好。由于焊接的复杂程度比较高，通常会将整个钢箱梁拆分成多个部分进行焊接，焊接工作量比较大，而且易受多种不安全因素的影响。借助临时胎架拼接方式，有效减少工程量，消除安全隐患，提高施工效率，保障施工质量。

3.3 影响范围小

分段吊装法缩小了对既有交通的影响范围。

3.4 安全性好

分段吊装法提高了整体钢梁的稳定性。在附近场地，预制好各梁段，运送至施工现场进行吊装。借助双机同步起吊方式能够有效提高吊装的效率，保证吊装作业的安全性。

4 高速公路钢箱梁吊装施工技术

4.1 制定吊装方案

在通常情况下，钢箱梁纵向长度跨度比较大，所以多采取纵向分段吊装施工方式。在现场施作临时支墩，然后将各分段钢箱梁进行有序吊装，最后将各分段钢箱梁紧密连接在一起。门洞与支墩若设置在跨越高速公路的位置，势必存在较大的安全隐患，采用单箱室整体吊装模式能够很好地规避隐患，不再进行纵向分段吊装作业，而是横向分为3 片进行吊装。综合考虑该工程各方面的实际情况，最终决定采用1台QUY350 履带式起重机带超起配重进行吊装作业，依据钢箱梁的最大重量科学确定吊装参数。

QUY350 履带式起重机能承重最重钢箱梁93t，加上自身重量，在吊装期间对地压力会高达7110.6kN，对地压强达296.3kN/m2。为了保证吊装顺利进行，需提前做好地基加固处理，根据履带式起重机设备的工作范围需求，确定处理15m×15m 的地基面积。

4.2 现场组拼

为了钢箱梁构件运输的便捷性，在预制场地，按照单箱室分别制作模式，沿横向制作长度完全一致的三个梁段，然后将其分别运输至吊装现场进行拼装。在对钢箱梁进行分段时，应考虑运输线路和安装现场可允许梁块的最大尺寸，在满足所有条件的前提下，应遵循分割焊缝最小的原则。需要注意的是，现场拼装位置应根据梁段线形提前设置临时支撑装置，并配合采用全站仪，确定好梁段的理论中心线，并规划好车辆的运输路线，将钢箱梁放置在指定的位置。然后，开始分段吊装作业，将每段吊装至特定区域后，组织专业人员利用水准仪对其进行精准定位，并根据实际情况对梁段四角高程进行灵活调节，最后完成各梁段间的纵向焊接和固定工作。

与此同时，还需同步进行必要的防腐涂装，在焊接完一条焊缝并检验合格，进入下一个焊接位置的时候，即可开始检验合格焊缝的防腐涂装，有效缩短施工周期，而且能够充分利用焊接作业的各项设施设备和作业平台，避免交叉作业。其间，需对环缝涂装引起高度重视，要求施工人员先利用砂轮沿着焊缝两侧在30～50mm 范围内彻底除锈[3]，确定表面无任何污垢的情况下方可开始涂装作业。采用喷涂涂装工艺能够有效避免漆膜厚度太薄，尤其是中间层的涂料厚度，一般应按照1.3 倍进行控制，确保涂层厚度满足工程施工要求，起到很好的保护作用。

4.3 吊点布置

在一般情况下，每个单箱室钢箱梁需配设4 个吊点，吊点两端和纵向间距应控制约为15.67m（见图2），能够最大限度保证吊装过程的稳定性。各吊点均采取焊接方式，将其设置在横隔板与腹板交接区域。吊耳采用厚度为40mm 的Q345 钢材，焊接长度应控制约为400mm，采取全熔透焊接方式，以保证整体结构的稳定性。

图2 吊点布置（单位：m）

4.4 起重机站位

首先，优先开展内弧侧梁段吊装工作，然后吊装中部梁段，最后吊装外弧侧梁段。其次，内弧侧梁段采用197 吨位的起重机设备进行吊装，保证起重机的吊重能力大于钢箱梁段的实际吊重。再次，中部梁段采用220 吨位的起重机设备进行吊装，同样要求起重机的吊重能力超过钢箱梁段的实际吊重。最后，外弧侧梁段采用244 吨位的起重机设备实施吊装。

4.5 吊装作业

其一，该工程选用400t 履带式起重机，开始操作前需安排专人对设备的工作性能进行认真检查，保证各类仪表均处于良好的运行状态，且精准度满足要求。同时根据现场吊装的施工需求，合理配备工作人员：各墩技术人员2 名，现场指挥员1 名，落梁辅助人员4 名，起重机支腿防护员1 名[4]。为了降低吊装施工作业对正常交通的干扰和影响，还需提前做好与路政部门及区域交警的深入沟通，通过积极协调与合理调度，在保证钢箱梁吊装作业顺利开展的同时，尽量不影响既有公路车辆的正常通行。

其二，采用卡扣连接方式穿钢丝绳，保证钢丝绳与钢梁吊耳的稳固连接，钢丝绳接头采用插接模式，同时对插接长度做好严格把控，最佳长度为钢丝绳直径的2 倍，可以稍微有些偏差，但不可小于300mm。

其三，在现场指挥员下达试吊指令后，操作人员开始启动起重机，缓慢起吊钢箱梁，待梁段完全脱离地面高度0.5m 左右的时候停止继续上升。此时安排专业技术人员对钢丝绳及起重机支腿等部件的稳定性进行全面检查，特别需要对钢箱梁的吊点情况引起高度重视。如果发现钢箱梁偏载现象，应立即调整钢丝绳进行纠偏处理。只有部件足够稳定，在各项指标均符合要求的前提之下，方可继续起吊，但起吊速度不可大于1.25m/min，上升至墩顶上方0.5～1.0m 位置的时候停止吊装。

其四，严格按照现场指挥员的调度要求，匀速转动起重机吊臂，避免起重机臂与梁体间发生碰撞。同时，安全员应全程跟踪，检查起重机及其吊臂的运行情况，之后开始落梁，梁体缓慢下落，与墩顶间距达到500mm 时暂时停止，确保梁体足够稳定后方可再次下降，精确就位后随即锚固。

其五，落梁作业结束，检查墩柱与钢箱梁间是否稳定接触，然后做好相应的连接工作，在指挥员的调度下完成摘钩、收绳和起重机转臂工作[5]。

其六，有序组织施工人员安全撤离墩柱顶部，将起重机转移至下一个施工地点。

其七，单箱梁横向安装作业完成后，组织施工人员实施横向连接，即在墩顶设置横梁。

其八，利用相关测量仪器设备对钢箱梁的安装效果进行仔细测量检查，特别是轴线偏差不得超过20mm，高程定位偏差不得超过10mm，并用千斤顶调整桥梁的纵坡、横坡和标高，确保钢箱梁各方向坐标均与设计要求相吻合。

5 结语

总而言之，科学应用钢箱梁吊装施工技术，能够有效提高工程项目的综合建设质量。在高速公路钢箱梁吊装施工过程中，为了保证整个施工过程的有序性和顺畅性，必须结合现场实际情况和工程建设标准要求，科学制定吊装施工方案，选用恰当的吊装施工技术，组织施工人员有序开展现场吊装施工作业。在确保钢箱梁吊装质量的基础上，保证现场吊装作业的安全性，尽量降低对既有公路正常交通和周边居民的干扰。