既有跨线桥旁环形匝道桥跨河钢箱梁吊装施工技术

既有跨线桥旁环形匝道桥跨河钢箱梁吊装施工技术

王伟亮

王伟亮

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津，300300）

【摘要】结合石家庄市中华大街与北二环互通立交桥跨石津渠86吨钢箱梁吊装施工为例，介绍了在市内既有跨线桥旁、场地狭窄、局部空间干涉较大的复杂条件下跨河钢箱梁吊装施工技术方法和控制要点，在今后类似施工过程中，工程人员可以根据现场的实际条件进行借鉴和参考。

1、工程概述

1.1工程简介

石家庄市中华北大街与北二环互通立交桥，是从桥西区中华大街向北经张石高速至正定机场的交通要道。该工程是在原中华北大街和北二环跨中华大街跨线桥基础上的改扩建工程，上穿北二环跨线桥和石津渠，是座5层的环形立交，共七个环形匝道桥，分别以27+36+23m、27+36+24+23m、27+38+33+25m和29.396+38+26+19m的钢箱梁四次跨越石津渠如图1所示。

匝道桥桥面宽度均为7.7m，梁高1.5m，钢材选用Q345qD板，主材最大厚度32mm。所有匝道梁桥水平投影均位于平面圆弧曲线内，跨石津渠的四联桥桥面均为横向单坡1.5%。

1.2工程难点

此部分钢箱梁共需架设安装22片分段钢箱梁，其中最大段重85吨，钢箱梁安装后净高18米，且部分箱梁需跨石津渠安装，由于石津渠河道及既有北二环跨线桥的存在导致作业场地狭窄，局部空间干涉较大，加大了吊装难度。

2、钢梁的运输

2.1钢梁的运输：钢箱梁出厂前，需在场内经过验收，并按设计分段图中工艺段安装先后顺序有序运输。由于运输线路较近，钢梁段可采用全桥宽状态出厂，最大限度减少现场拼装、焊接量。

2.2运输许可证的办理：钢梁是超限构件，需要到当地公共交通管理部门办理超限运输许可证。运输前还要与运输途中所经过的公路、桥梁、电力以及地下管道产权部门联系，并征得认可同意。建立专门的组织机构对运输工作分工负责确保构件运输的顺利进行。

3、钢箱梁安装施工

匝道桥连续钢箱梁，桥面标高较高安装净高在18米左右，要求安装支架更加稳定可靠；四联跨石津渠的匝道桥，需要在渠内搭设支架；为便于支架的搭设以及吊车站位，钢箱梁桥下的混凝土匝道必须在钢箱梁匝道安装完成后再架设。否则，吊车将因无处站位，而不能完成钢箱梁的吊装。

根据钢箱梁设计布局及现场施工条件，吊装顺序采用先吊装钢箱梁小桩号一侧的钢箱梁，依次向大桩号一侧进行，然后将整件钢箱梁吊装对接。

3.1支架搭设

钢箱梁运至安装现场后在支架上进行桥段的现场拼装和吊装。

钢箱梁段的现场拼装支架均采用军用墩作立柱，钢垫梁做支撑梁。钢垫梁上铺设分配梁用于钢梁拼装。在军用墩上布置50吨千斤顶作为组装钢梁标高调整用，并在钢箱梁段标高调整到位后，用砂箱桶替代千斤顶，将钢箱梁与支架间临时固定。

3.2现场吊装对支架的具体要求A：拼装支架要满足施工荷载，并进行结构安全性验算；B：拼装支架要有足够刚度，累计承载后的变形量应小于10mm。C：由于箱梁段在支架上需进行水平滑移和调整，因此支架本身要有足够的水平方向刚度，并保证支架系统各杆件的可靠连接。D:支架满足钢箱梁的坡度的变化。F箱梁拼装支撑砂箱在支撑桁架上的布点满足拼装要求。

3.3吊车的选择：由于匝道跨越石津渠，安装高度高，吊车站位受限，根据设计分段及现场场地情况需选用500吨大吨位吊车作业。

3.4钢丝绳等吊具的选择：构件吊装时，每段构件上有四个吊点，钢丝绳与水平夹角大于60度。构件单重最大按91吨计算。

水平夹角按60度计算，每根钢丝绳的拉力为：91T&pide;4&pide;cos30o=26.3T

机械起重设备用钢丝绳选用6倍安全系数，故所需用钢丝绳最小破断拉力为：26.3*6=157.8吨。

根据《建筑钢结构施工手册》，施工现场钢丝绳破断拉力计算公式：

P破=500d2,

式中P破—破断拉力，N;

d---钢丝绳直径，mm。

选用钢丝绳直径为：60mm。

3.5钢箱梁的吊装：根据现场场地条件及匝道梁分段情况，吊装过程中，其中有吊车车位需于北二环与石津渠岸之间绿化带。运梁车需停放在既有北二环跨线桥上。因此，既需要对吊车支撑基础进行处理，又需要对既有北二环跨线桥受载进行检算。

（1）吊装过程吊车站位图见图2

2）500吨吊车的支撑基础的处理

500T汽车吊车自重96吨，车长21.4米。吊车站位需要场地范围为10米*40米，才能保证吊车进、出场及调整位置。该部分绿化带需要垫800mm厚的砖渣层，标高与现有地面在同一个高度位置，地面承载力能够满足吊车进出场时的要求。吊装时需配置180吨配重，构件重86吨，靠近河岸一侧的后支腿最大受力为200吨，其他三个支腿最大受力为100吨。吊车站车位置为绿化带，地面承载力不能满足吊装要求，需要在四个支腿处设置混凝土基础以满足吊装要求。在靠近河道一侧基础为3米×6米，靠近二环路一侧基础为3米×3米。

在吊车支设及构件吊装过程中，用水平仪观测基础沉降。

承载力计算

地基荷载反力200T（总）

2000000N&pide;（3×6）mm2=111.1KPa

100T&pide;（3×3）m2=111.1KPa

满足石家庄地区土层承载力要求

支点处混凝土局部承压验算：

1.4×200×103×9.8&pide;（2000×2000）=0.7N/mm2

C30混凝土fc=14.3N/mm2满足要求。

故选用C30混凝土

配筋计算

C30混凝土

As==504*106/0.9*1450*310*1.4=1744mm2

Ag=μmin*b*h=0.15%*1000*1500=2250mm2

基础底部配筋φ20＠125，Ag=2512mm2满足要求

（3）既有跨线桥受载的要求

因运梁车需停放在既有跨线桥上，为确保桥梁结构安全，需对桥梁结构进行验算。经过北二环跨线桥原设计单位验算，对钢箱梁运输路线及吊装位置要求如下：

1、上桥梁段重量不许超过90t，运梁车重量不许超过：22t（六轴车）；18t（五轴车）；2、运梁车载重过程中严禁从北二环跨中华北大街的T梁跨处通过，两处不能顺向行驶到吊装位置的吊装点，需断交后逆向行驶至吊装点；吊装结束后，空车可从北二环跨中华北大街的T梁跨处通过；3、为保证结构安全，运梁车运输过程中靠线路中线行驶，吊装过程中运梁车停放在墩柱位置。

3.6钢箱梁吊装：吊车和运梁车就位后，吊车吊臂对准所掉节段钢箱梁的中心线位置，放下吊钩，吊钩的中心线要与钢箱梁的重心基本在同一位置，固定钢丝绳，上然后试起吊，试验钢箱梁是否处于平衡且底面是否基本处于水平状态，再进行调整。

试吊完毕后，正式起吊，调整吊臂的角度与吊绳的高度，使箱梁底部高出吊装位置2.0m，钢箱梁基本到位后放下钢绳，将箱梁放至距支架50cm左右。箱梁两端操作平台上的人员将箱梁初步固定。

3.7落梁就位：对位人员认真核对箱梁的轴线，并且与吊机司机保持通信。吊机司机根据对位人员发出的信号，通过调整吊臂，起放吊绳等措施，使箱梁准确定位。箱梁就位后，选取四个点（钢梁两端隔板与四条腹板的交叉点），作为钢箱梁安装用的定测点，梁段的轴向定位采用光电经纬仪定位，标高用全站仪定位，定位测量应安排在日出前进行，以排除日照对钢构件的影响，保证箱梁段的拼装与钢梁设计线型相符。

4、总结

本工程钢梁吊装位于既有北二环跨线桥和石津渠之间，场地狭窄，匝道层数多，空间干扰较大，吊车就位和钢箱梁的吊装难度大。工程的顺利实施，为国内外类似工程施工提供了宝贵的经验。