浅谈钢箱梁的制作及吊装

梁裕华

摘要：钢箱梁桥目前在国内外桥梁中占有重要的地位，具有强度高、自重小、节省钢材、耐久的特点，适用围广，在我国已经普及，而随着桥梁工艺的发展和交通疏导的要求，城市钢箱梁的跨径也在不断增长，并呈大幅度增长的趋势，并且城市高架桥的选址大多数是位于城区中心交通枢纽地带。可以预见在今后的城市交通系统建设中，在复杂城市环境下大跨度钢箱梁的施工会频繁出现。本文结合某工程实际，提出了钢箱梁吊装施工的一些常用的办法及值得重视的点，为钢箱梁施工组织设计提供参考。

关键词：钢箱梁；吊装；施工工艺

引言

随着我国城市化的日益发展和道路交通需求的增加，城市高架道路系统得到了飞速发展，由高架道路组成的城市快速路或主干道在城市交通中发挥着举足轻重的作用。目前在国内的市政桥梁工程当中，混凝土结构立交桥的数量居多，其中大中型跨径的立交桥多采用预应力混凝土技术以获得大的跨越能力。但随着我国钢铁工业和钢结构技术的发展，钢结构市政桥梁的数量也在不断增加，箱形截面抗扭刚度大、整体性好的特点使得钢箱梁结构在市政桥梁设计及建造过程中得到广泛的应用，现已成为主梁形式的首选。由于市政钢箱梁施工环境的复杂性、功能要求的多样性、大跨度等特点，给市政钢箱梁的制作、安装施工带来了很多不同于铁路、公路钢箱梁施工的技术难题。其中，尤为突出的是如何在交通繁忙的城市中心、在狭窄的施工空间中对大跨度的钢箱梁进行吊装。

一、工程概况

某项目钢箱梁设计为左、右双幅，线路轴线上跨某快速路，与快速路斜交角为87.4°。左幅28+32.9+30.6=91.5米，纵向总共分为6个节段；右幅34.5+29=63.5米，纵向总共分为5个节段。

二、钢箱梁制作

根据目前国内钢箱梁的施工方法、基于现场条件，采取在厂家分段加工，再运至现场分段吊装、拼接的施工方案。主桥钢箱梁采用纵向分段、横向分块的方式在厂家加工制作，钢箱梁构件的制作主要分为桥面顶板、底板、桥内侧腹板、桥中腹板、桥外侧腹板、横隔板、U型肋、及其肋板等零部件的制作。钢箱梁主构件通过拼装在地面胎架的流水线上进行组立、焊接以及矫正。零部件加工通过在数控及机械设备进行。钢箱梁结构加工制作，以最大限度的使用机械操作并利用工装夹具，以减少手工操作的随机性和不稳定性，提高构件的准确率及生产效率。焊接完成后按照设计要求进行涂装2层，并经验收合格后方可运输至工地。

在钢箱梁分段线位置设置条形基础，在条形基础上根据底板的拱度线形设置临时支架，同时，在临时支柱横梁钢箱梁横向分段处设置支撑短柱以及设置千斤顶作高度调节。

三、钢箱梁的吊装

根据钢箱梁外形尺寸及单件质量大的特点，为保证钢箱梁的吊装过程中的稳定性，所有箱梁都选择4个吊点进行吊装作业，一组4吊点就是一个稳定体系。为了尽量减少构件吊装时的变形，且便于吊装就位，吊点中心的纵向距离一般在构件两端部，为构件长度的1/4处（L为构件长度）左右处，横向距离为1/4对称处，，且吊点应设在中心吊点两侧横隔与腹板的交汇处（否则需对吊点进行加固）。具体吊点布置通过计算确定。根据现场安装条件，采用安装用吊机站立在钢箱梁外侧吊装的方案，主桥共设7个吊机站位点，其中左幅钢箱梁4个施工站位，右幅钢箱梁3个施工站位。

1、吊装工艺流程

钢箱梁分块制作→钢箱梁试拼装→钢箱梁检测→检测合格（检测不合格重新制作）→临时支墩设立→钢箱梁运输组织→钢箱梁试吊→钢箱梁起吊→卸扣→钢箱梁安装就位→标高平面位置验收

2、钢箱梁试吊及安全措施

在正式起吊前要复核吊车的工作位置和作业半径，对钢箱梁吊点、捆绑点包角位置、支腿缆绳进行检查，清除支腿移动方向的全部障碍物。起吊时，吊车由专业起重工指挥，并设监护1人。在钢箱梁吊起离地时再重新试验吊车刹车系统，检查没有异常问题后，吊车可以起升，指挥人员与监护人员要密切观察，使整个钢箱梁保持水平、平稳起升。吊车同时主臂向钢构件安装垂直方向缓慢摆动收缩，直至设计位置，停止起吊，进行连接。在整个起升过程中，吊车的起吊绳、吊钩要始终保持竖直。

试吊时起吊高度为1m时停止提升，并将主臂作业半斤延伸到实际安装半径，滞空10分钟内左右，并同时检查索具和吊车支腿的稳定性，若发现地基塌陷现象或吊机状态有问题、无法保证安全吊装时、必须立即停止吊装作业，分析问题原因、直到找出问题根本所在，只有在确认各种因素百分百安全时才能继续吊装。吊装前还必须先在梁两边分别绑两根约30米的棕绳作为溜绳来调控钢箱梁就位位置。起重机起吊时，边起钩边趴杆，使钢箱梁慢慢的向支座移动，当钢箱梁就位高度距离还有1m时，停止吊车降落，安装人员才能站在操作平台上并将钢构件转正，然后再指挥吊车将钢箱梁缓缓下落就位。并选用合适的安装工具、如手拉葫芦，撬杠等工具调整钢箱梁轴线位置。

2、钢箱梁吊装注意事项

（1）各种起重设备、工具做好细致检查，按梁段重量科学合理的选择吊索具。

（2）起吊钢箱梁的钢丝绳与钢箱梁顶板夹角不宜大于60°，以免损坏钢梁或钢丝绳。起吊钢箱梁时不得长时间高空悬挂；

（3）钢箱梁调离地面100～300mm后稍停，待检查吊钩、钢丝绳、吊耳等无异常，且钢箱梁平稳后，才能继续起吊；

（4）吊装作业前应指派持证专人统一指挥，负责吊装的起重工要掌握安全技术操作规程和严格遵守“十不吊”原则；

（5）吊装作业前必须划出警戒区，严格检查各受力点情况及吊耳的焊接质量，并经试吊确认安全可靠，方可指挥起吊。

（6）钢箱梁整体吊到临时支架上后必须静压3～7天，每天观测其临时支架沉降量，并作好记录，待沉降稳定后再将钢箱梁就位校正。

3、钢箱梁吊装卸扣的吊装条件及安全措施

（1）操作人员在受到培训后方可使用卸扣。

（2）作业前，检查所有卸扣型号是否匹配，连接处是否牢固、可靠。

（3）禁止使用螺栓或者金属棒代替销轴。

（4）起吊过程中不允许有较大的冲击与碰撞。

（5）销轴在承吊孔中应转动灵活，不允许有卡阻现象。

（6）卸扣本体不能承受横向弯矩作用即承载力应在本体平面内。

（7）在本体平面内承载力存在不同角度时，卸扣的最大工作载荷也有所调整。

（8）以卸扣承载的两腿锁具间的最大夹角不得大于120°。

（9）卸扣要正确的支撑着载荷，即作用力要沿着卸扣的中心线的轴线上，避免弯曲、不稳定的载荷，更不可以过载。

（10）避免卸扣的偏心载荷。

（11）卸扣与钢丝绳锁具配套作为捆绑锁具使用时，卸扣的横销部分应与钢丝绳锁具的锁眼进行连接，以免在锁具提升时，钢丝绳与卸扣发生摩擦，造成横销转动，导致横销与扣体脱离。

结束语

在钢结构制造中，箱梁无论从造价或者技术含量都比普通桁梁要高，着眼于整个项目流程，从项目开工初始，进行各环节要点的质量控制，箱梁虽然结构复杂，制造困难，但亦有规律可循，通过以上方法制作的箱梁在外形尺寸，焊接质量上都可获得一定保障，希望本文能对从事钢箱梁加工的技术人员有所帮助。