大跨径钢桁架桥整体吊装施工技术

大跨径钢桁架桥整体吊装施工技术周庆辉【摘要】结合上海市青浦区白鹤镇五联路跨油墩港大桥建设工程，介绍了大跨径钢桁架桥的整体吊装施工技术.基于场地先天不足，通过扬长避短、合理选择整体吊装方法，并制订了精准的吊装施工工艺流程及安全控制措施，成功实现了钢桁架桥的整体吊装施工，可为类似工程提供参考.【期刊名称】《建筑施工》【年（卷），期】2019（041）006【总页数】3页（P1118-1120）【关键词】钢桁架桥;整体吊装;施工流程;安全控制【作者】周庆辉【作者单位】上海华新建设（集团）有限公司上海201708【正文语种】中文【中图分类】TU758.151工程概况上海市青浦区白鹤镇五联路跨油墩港桥梁改建工程为新建桥梁，一孔跨过油墩港通航水域，含主桥、人行梯道、非机动车坡道引桥3部分（图1）。主桥采用钢桁架结构，跨径设计单跨72m，支座中心间距72m，主桁高8.5m，人非桥面净宽5m；两侧梯道桥和坡道引桥均采用钢筋混凝土连续梁和简支箱梁结构。图1主桥平面示意其中主桥部分共设2片主桁，主桁间距5.95m。主桥弦杆及腹杆采用箱形截面，上下弦截面尺寸均为400mmx800mmx20mm,腹杆截面尺寸400mmx400mmx12mm。主桥2片桁架之间上弦采用水平支撑加劲，间距7.2m，截面尺寸500mmx500mmx12mm;下弦采用中横梁与端横梁连接，间距7.2m，中横梁截面尺寸为500mmx500mmx12mm;中横梁之间设置工字形截面次梁，截面尺寸200mmx300mmx12mm;端横梁截面尺寸500mmx600mmx12mm。横梁上设置YL-690压型钢板作为桥面板，钢板上桥面板铺设C50混凝土，总厚度150mm（图2）。钢桁梁外轮廓尺寸长73.20m，宽6.35m，高9.30m。单件质量235t（包括检修车）。图2主桥横断面示意2工程的重难点及施工技术分析2.1场地陆上施工条件本工程西起五联路，向东跨越油墩港，在王家宅与现状道路接地。在桥西岸，坡道桥沿五联路北侧布置，原状道路较窄，其两侧又均为厂区，既要施工正常开展，又要保证厂区人员、车辆日常出入，交通组织要求较高；东岸坡道桥平行河道布置，新规划河道防汛墙与现状防汛墙之间约有宽11m的场地可利用，但其位置处在王家宅村内，由村道蜿蜒出村同外界道路相连，大型车辆进出困难。2.2场地水上施工条件油墩港为上海市西部重要的南北向运输航道，日常交通繁忙，封航作业时间限制较短，否则会造成船舶积压，堵塞航道，对水上作业组织要求较高。现状河道面宽56m（规划面宽70m）,现状水深在0.3~4.1m之间，近岸水深不能满足船舶停靠、吊装吃水要求。河道水面开阔，上空无跨河线缆等障碍（图3）。2.3吊装设备选择局限大鉴于陆上施工条件受限、桁架桥长度又较长，无法选择大型汽车吊直接吊装就位，因此只能采用水上作业。但该桥单体质量较大，若用单船浮吊，则船体平面尺寸较大，进场、停靠挤占航道，对航道交通影响太大。因此采用双船抬吊，吊装作业的难度较大。2.4整体吊装施工根据桥位两岸施工场地狭窄、大型设备进出不便的条件，采取将桁架梁桥分解多个单构件，在工厂内加工制作，汽车运输至现场拼装成形后整体吊装。拼装场地设置在东岸坡道桥与现状防洪堤之间，吊装完成后再施工东岸新规划防汛墙。吊装选用2艘150t船吊抬吊，该型号船吊体型尺寸适中，既满足整体吊装对起吊能力的要求，又在施工准备阶段的进场、停靠期间不占航道，将施工对水上交通的影响减少到最小。结合设计对桁架桥吊点的要求，确定两船吊的吊点位置：既能保证两船抬吊时起吊平衡、稳定，又使两船吊之间有足够的安全距离，抬吊持荷移动时不相互碰撞，确保吊装安全。整体吊装的工艺流程如下：桁架梁桥现场拼装一河道清淤-浮吊进场准备一海事封航-两艘船吊试抬吊一船吊同步持载移动、转身90°就位-落钩收船、解除封航［1-4］。3桁架桥整体吊装施工方案3.1施工准备3.1.1技术准备本桁架桥吊装质量为235「长度73.2m,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。因此，在桁架桥拼装验收合格后，整体吊装前必须编制吊装方案并经专家论证可行后，方可进入吊装施工流程。开始吊装前应先向施工操作人员做好安全技术交底，使参加人员对吊装的难点、关键点做到心中有数。吊装过程中严格贯彻吊装方案制订的作业流程，不经批准，不得擅自变更。3.1.2吊装现场处理1） 河道清淤。准备进入该水域吊装的2艘浮吊组装后的长度为37.5m，最宽处18.5m。停泊时吃水1.2m，吊装作业时吃水2.0m。浮吊停泊、吊装区域的河床深度需满足浮吊吃水要求。所以对现有河床靠岸边处需预先进行清淤挖深。河床清淤挖深采用水上挖泥船进行，挖出的淤泥装船运离现场（图4）。图4河道清淤范围2） 带缆地垄锚桩埋设。根据浮吊停泊位置结合吊装过程浮吊移动方向、路线，在河两岸相应位置预先设置好地垄锚桩（图5）。图5地垄锚桩做法3） 船吊进场与停靠。选用船吊自带航行动力，航行时将主扒杆平放在浮箱上，放下副扒杆，由主船拖带浮箱一起航行。航行时船宽8.15m，水面上船高3.6m，吃水1.8m，能顺利进入该施工吊装现场。浮吊到达施工现场进行拼装时，竖起主、副扒杆，浮箱拼装在主船两侧，穿绕好主副钩滑轮组，并在河道两岸适当位置布设带缆锚桩。拼装完成后，船吊艏宽18.5m，艉宽13.5m，长37.5m，南北方向停泊在新建桥梁北侧、油墩港东岸（钢桁梁拼装场地）（图6）。与埋设的地垄锚桩连接并收紧缆绳，晚间船外侧（靠航道一侧）设置信号灯光，白天挂设慢车旗，安排值班人员。3.2桁架桥整体吊装3.2.1吊索具的布置根据设计对吊点位置布置的要求，吊索布置为双机8点吊，即每艘船4个吊点。钢桁梁在8个吊点位置的上弦杆上焊制吊耳，用于吊钩与吊索连接（图7）。图6船吊停靠及地垄锚桩平面布置3.2.2桁架桥起吊在钢桁梁现场完成拼装且当地海事部门对航道实行封航后，连接船吊与地垄锚桩之间的牵引缆绳，通过收放牵引缆绳将船吊移到钢桁梁位置。然后连接吊钩与钢桁梁之间的吊索，开始起吊。先进行试吊，将桁架桥吊离地面约20cm时暂停起吊，检查卷扬机刹车以及吊索、卸扣、吊耳等，确定牢固有效后再进行起吊。双船吊同步起升，控制桁架桥处于水平状态，保持2艘浮吊受力均匀。3.2.3双船吊持荷移动钢桁架梁吊离地面后，通过收放2艘船吊的牵引缆绳，控制船吊按顺时针方向缓慢移动至安装位置。移动过程中2艘船吊必须同步配合，相互间避免拉扯及碰撞，保持所吊构件平稳。根据船吊所处位置及时调整带缆位置，确保船吊准确占位。3.2.4桁架桥安装就位通过收放牵引缆绳，使船吊吊住钢桁梁往桥墩安装位置移动，船吊须同步缓慢进行。移动到位后将桁架桥搁置在桥墩上。待测量检查安装准确后，拆除吊索，结束本次吊装。浮吊回到指定停泊处，收回过河的牵引缆绳，并通知海事部门恢复航道通航。次日拆除浮吊，驶离该航道。3.3吊装验算3.3.1船吊起重能力验算根据现船吊工况，其吊臂仰角65°时，起吊质量140t，作业半径18.8m（有效吊装距离11.8m）；而桁架桥总质量再加上动载系数，每台船吊最大负重为129.25t。因此起重能力满足要求。3.3.2吊索验算采用8点吊，吊点设置在上弦杆，通过卸扣连接吊耳与吊索。经计算，选用规格为1670MPa、6x61+FC的中64mm钢丝绳及8只55t卸扣。吊索最小拉力2260kN，大于吊点起重量2240kN，满足要求。4安全控制措施1） 参于起重吊装人员必须熟悉此次吊装内容，做到工作任务明确、起重量明确、施工方法明确、安全事项及技术措施明确。2） 吊装前认真检查维护好所需的起重机械、机具和工具，确保其性能良好，使用可靠，确保船吊缆绳锚桩牢固可靠。3） 高空作业前应检查和维护所使用的安全带、梯子、脚手架或操作平台、安全帽、安全网等登高工具和安全用具。4） 高空传递工具应放入工具包（袋内）用吊绳操作，严禁上下抛掷工具或器材，进行交叉作业时，必要时需设置安全网或其他隔离措施。5） 大雨及六级以上大风时须停止吊装作业，大型设备的吊装风力不得超过五级。停止作业后须将扒杆放至45°以下，浮吊泊岸后系缆停稳。6） 参与吊装的司机、司索指挥必须持证上岗，吊装过程应统一指挥，采用手势配合口哨指挥，并配有对讲机进行联系指挥。所有作业人员不得擅离岗位。7） 起吊时要保持平衡，不得中途发生碰撞，需要时应设置缆绳控制所吊构件方向。8） 吊装过程中，无论什么岗位发生故障，均应立即报告指挥，没有命令不准擅自离开岗位。9） 第一次吊装时应进行试吊，试吊高度一般控制在离地20cm左右，时间控制在10min左右。同时检查卷扬机刹车及设备运转是否正常。5结语本方案针对跨油墩港桁架桥陆上现场吊装条件差、构件长度较长及起重量大的特点，充分利用河道通航、河道上空无障碍等有利条件，巧妙制订了整体吊装方法：将整桥化整为零，构件工厂加工，现场拼装成形，解决了大型构件远途运输及施工现场大型车辆进出不便的难题；采用2台船吊，自航就位双机抬吊，既解决吊装的起吊能力问题，