上跨丰沛运河箱梁架设二次移梁 安全施工技术

于红丽

（中铁十局集团第四工程有限公司 江苏省徐州市 221000）

摘要：上跨桥在改善道路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到举足轻重的作用。随着我国道路交通建设日益增加，城市上跨桥施工也将越来越多，其中上跨铁路、运河桥又是对施工单位安全施工技术的一大考验。本文结合过往施工经验，探讨518国道跨丰沛铁路大桥的箱梁架设技术，希望对有关人士提供帮助。

关键词：上跨桥  箱梁架设  二次移梁  安全

作者简介：于红丽（1982年3月），女，汉族，江苏徐州人，工程师。

518国道跨丰沛铁路大桥及接线工程，全长670m，设计范围为K21+729.15～K22+398.85，项目于K21+957.6处跨越丰沛运河，继续向南于K22+064处跨越丰沛铁路。新建桥梁联跨布置为左幅:2×(4×35)+3×35+2×(4×35),右幅:2×(4×35)+3×35+2×(4×35),上部结构采用装配式预应力砼箱梁。

桥梁横断面按双向8车道一级公路标准进行布置，全宽41.0m，其横断面为：2×0.5m防撞护栏+2×16m车行道+8米中央分隔带。按照0.5m(防撞护栏)+19m(机动车道)+0.9m(中央分隔带防撞护栏)+0.1m(中缝)=20.5m×2幅布置。桥面铺装采用4cmSMA-13沥青马蹄脂碎石+6cmSUP-20+8cmSUP-25沥青混凝土+柔性防水层+8cmC40钢筋混凝土现浇层。

一、工程概况

（一）设计概况

现状518国道沛县西外环路段在丰沛铁路K2+422处于铁路平面交叉，形成交叉角度75°、宽49米的西环路铁路道口。由于该道路较宽、车速较快、车流量较大，公路出行对丰沛铁路运营存在安全隐患，同时影响518国道的通行效率和交通安全。桥梁上部采用35m部分预应力砼组合箱梁跨越丰沛运河并一孔跨越丰沛铁路，全桥桥跨组合为2×(4×35)+3×35+2×(4×35)m，桥梁全长669.7m，其中跨铁路联为第三联(3×35，第9～11孔)，共105m，下部采用柱式墩、分离式一字型桥台，钻孔灌注桩基础。桥台钻孔桩直径1.2m，桥墩钻孔桩直径1.5m，墩柱直径1.4m，单幅盖梁采用三柱式盖梁。

（二）丰沛运河现状

本项目与K21+957.6处跨越丰沛运河，路线与丰沛运河右偏角为90°，丰沛运河为六级航道，通航净空为22m*4.5m，目前跨丰沛运河处现状老桥为3-16m空心板梁，总长48.04m。老桥设计时未考虑通航要求，实地调查丰沛运河不具备通航条件，故此次箱梁架设和下部结构设计按照不通航设计。

（三）施工重难点分析

本工程第7跨桥梁与丰沛运河交叉，跨越丰沛运河架设采用汽车吊施工，因位置特殊，需进行二次移梁，吊车和运梁车的位置均做调整，吊车架梁作业区内需填筑建筑垃圾作为操作平台，建筑垃圾上部采用20cmC20混凝土面层作业支腿基础。运梁车需利用既有518国道丰沛运河中桥未拆除部分进行运梁作业，但不能进行喂梁作业，考虑到安全距离因素，综合各吊装工况进行分析。先架第7跨箱梁。第7跨架设完成后，分别向小里程和大里程方向依次架设其余箱梁。

二、箱梁架设施工方案

（一）整体施工方案

根据项目主要工作内容和总工期目标，结合项目施工的特点，施工时采用平行与流水作业相结合的方法。

上跨丰沛铁路大桥孔跨布置为2×(4×35)-3×35+2×(4×35)m,预应力混凝土35m小箱梁。箱梁预制完成后，箱梁使用拖板车进行运输，运输是由梁场出发利用沿线公路、施工便道运输至0#墩和19#墩处，首先利用两台300吨汽车吊双机抬吊第7跨共计6片箱梁，后续依次向小里程（第6至第1跨）和大里程（第8至第19跨）箱梁架设。箱梁提前1天运输至现场，确保箱梁供应及时。箱梁架设过程中穿插进行桥面附属施工。

（二）工艺流程

架梁施工工艺流程：准备工作→吊机进场→吊机检查→箱梁运至现场→箱梁架设。

采用两台300t吊车进行双机抬吊的吊装方法。吊车经过检验和试运行，同时报监理工程师同意使用后进行吊装。

运输道路以及吊装场地推平并压实，以保证运输与吊装施工的顺利进行。

吊装前，仔细检查吊装设备的状况是否正常；各种吊装工具是否备齐。

吊装前充分了解气象资料，将吊装期尽可能安排在无风、无雨期进行。

吊装前检查预制箱梁的上缘、端部及其他部位是否有裂纹；箱梁的上拱度。

箱梁吊装前检查构件质量，并在支座和箱梁上用墨斗弹上安装轴线，并标明箱梁重心点位置，检查支座垫板是否焊牢，检查电焊设备是否准备就位。

吊装前对班组做好作业技术交底和安全技术交底。

试吊：在正式吊装之前，对吊车进行试吊、试运行。

全面检查各种绳索如起重索、牵引索等是否完好，纵横主梁是否稳固，卷扬机具运行状态是否良好，吊机是否安全可靠，指挥通讯是否畅通。所用的吊运设备，不得超负荷运行。

架梁时支座垫石砼强度不低于设计标号。

（三）施工方法

1.操作要求

（1）吊装采用双机抬吊的方法，两台吊车按吊装指挥要求，分别按吊装位置示意图停放及全伸吊机支腿，在支腿处铺设2×2m×20mm钢板路基箱。

（2）箱梁起吊时及吊装过程中应安排专人观察吊装场地重要承力区地基是否有明显沉降等异常情况，若有，则应立即停止抬吊，并对地基土进行局部加固，处理好后，方可重新开始吊装。

（3）运梁车到吊装现场后听从指挥按吊装位置示意图停放。

（4）吊装负责人下达吊装命令后，双机按吊装指挥命令将箱梁从炮车上同时吊起，吊钩应保持垂直状态；正式吊装前，先进行试吊，箱梁起吊10cm时静停，检查箱梁捆绑、吊车制动及重要承力区地基情况，正常后方可进行正式吊装。

（5）试吊完成后，运梁车司机按吊装指挥命令，由专人现场指挥将运梁车驶开。

（6）在吊装指挥命令下，吊车司机（起重工）操作起、落臂杆和旋转臂杆控制箱梁平稳移位，使箱梁缓慢吊到桥墩（台）上方。

（7）吊机缓慢松下吊钩待板梁离支座10cm时停止，对准轴线，吊机缓慢下钩，使箱梁平稳紧贴放在支座上。

（8）第一片箱梁吊装准确就位后，必须加强侧向临时支撑，后续箱梁安装时，两片箱梁之间要进行钢筋焊接，防止移位和倾覆。

（9）吊装作业过程中严格遵守“起吊十不准”原则，施工区域起吊作业范围隔离警示，严禁非作业人员进入施工现场。

2.双机抬吊注意事项

（1）箱梁被抬吊倾斜时，起重机械负荷随之变大。因此，应控制好箱梁抬吊作业时的水平度。

（2）双机抬吊时，为了随时调整箱梁水平度，其起升速度应严格控制，避免给汽车吊的起重负荷分配带来较大的影响。

（3）双机抬吊时，汽车吊负荷量不得超过自身额定起重能力的80%。

（4）双机抬吊中的汽车吊进行回转时，也会因相互牵扯而增加负荷量。为了避免使汽车吊负荷量增加的各种因素同时发生，一台汽车吊不得同时进行两个机构的操作；两台汽车吊同时动作时，应进行同样性质的动作，而且动作应平稳。

（5）箱梁转至承托点（投影）上方时，方可缓慢落下。

（6）起吊时两机吊钩应基本垂直，不得有较大的倾斜，以防构件离车时造成一台吊机失重而另一台吊机超荷。

（7）双机抬吊作业的指挥，必须使用对讲机由吊装指挥统一指挥。

（8）吊装指挥人员必须站在两台汽车吊司机都能看到的地方，而且应尽可能地靠近重物，以便于亲自掌握起吊情况，遇有问题能及时处理。

（9）吊装指挥人员必须熟悉参与抬吊作业的汽车吊的起重性能。

（10）双机抬吊作业的吊装指挥，是比较复杂的指挥工作，必须由有一定经验的起重信号工担任。

（四）跨丰沛运河汽车吊架梁施工

1.汽车吊站位

本工程第7跨箱梁跨越丰沛运河架设采用汽车吊施工，因位置特殊，吊车和运梁车的位置均做调整，故针对以上几处进行详细分析。

第7跨最大箱梁35m小箱梁吊装最大重量125.67t（含梁重、吊钩、索具重），根据场地条件以及施工内容，拟采用两台300T吊车配合作业完成架梁。

第7跨下方跨越丰沛运河，吊车架梁作业区内需填筑建筑垃圾作为操作平台，运梁车需利用既有518国道丰沛运河中桥未拆除部分进行运梁作业，但不能进行喂梁作业，考虑到安全距离因素，综合各吊装工况分析，箱梁吊装时拟选用2台QAY300汽车吊吊装施工。

既有518跨丰沛运河中桥现状断面图

考虑到1#、2#位吊车站位均需要调整，为满足吊车作业安全范围，需将汽车吊作业半径严格控制在9.4m以内。根据汽车吊性能参数表提供的数据，汽车吊作业时，将其中臂伸长15.4m-20.5m,作业半径严格控制在9.4m，则起重臂竖直方向高度为14.78m，汽车吊旋转总成离地2.5m，因此满足高度要求。需将作业半径严格控制在9.4m以内，起重臂仰角58.062°。

第7跨最不利箱梁架设吊车站位平面图

第7跨最不利箱梁架设吊车站位立面图

2.汽车吊起吊安全复核

根据现场实际，最不利吊装条件应为2号吊车吊装1-7#内边梁，边梁自重122.67，2套吊钩及索具3t，总吊重125.67t。施工时，汽车吊旋转半径最大9m，臂长17m，查QAY300汽车吊其中参数表可知，该种情况下，取每台吊车理论起重量为95t，两台吊车配合作业，总起重量190t，双机抬吊考虑0.8折减系数，实际起重量152t，满足要求。

3.吊索具选择

小箱梁吊装采用兜底吊，吊装钢丝绳穿过小箱梁底部，吊点设置在端部端部向内2m位置，避开排水预留孔。

箱梁吊装选用4A65mm纤维芯钢丝绳，规格为6×37，钢丝绳公称抗拉强度为1850MPa，纵断面面积为（1568.43mm2），钢丝绳换算系数取 0.9，最小破断拉力为[S]=2900KN，每根长度9m。

箱梁最重125.67t，共设置两个吊点。根据《路桥施工计算手册》,钢丝绳安全系数K=8,计算如下：

吊点荷载Q=125.67t÷2=62.8t；

2根钢丝绳兜底吊装吊装角度60°，计算得内力系数1÷4sin60°=0.28；

单根钢丝绳内力S=0.28×628=180.4KN；

安全系数K= [S]÷S=2900*0.9÷180.4=14.4＞8，所以，符合要求！

钢丝绳进场后相关合格证等资料报监理审核，使用前须对钢丝绳的外观进行严格检查，确保箱梁架设的绝对安全。

4.地基处理

（1）处理措施

为满足架梁需求，现场设2处吊车基础，2处吊车基础均位于518国道丰沛运河中桥两侧既有桥台处，地基处理采用建筑垃圾填筑。将汽车吊作业区域平整压实后，填筑50cm建筑垃圾，建筑垃圾上部采用20cmC20混凝土面层，处理面积5m*12m，汽车吊作业时，每个支腿下方均垫钢板。如吊机位于绿化带等软弱地基，应对地基进行换填压实处理，吊机支腿基础和施工便道均采用50cm厚建筑垃圾进行填筑压实，建筑垃圾上部采用20cmC20混凝土路面。实测承载力满足要求后，方可作业。

（2）地基承载力验算

地基承载力验算满足要求

（3）地基承载力检测及验收

地基处理方式按照300t汽车吊基础标准进行。完成后，采用复合地基静载荷试验对地基处理部位进行承载力检测。通过对试验点地基施加压力，使试验点复合地基产生相对位移，并通过静载荷试验装置的压力传感器和加装在承载板上的位移计，记录不同级别荷载和与之相对应的位移，绘制出荷载-沉降曲线进行综合分析比较，并利用相关规范限定条件来确定极限荷载值，从而判定试验点的复合地基承载力。

汽车吊作业平台平面图

钢架拆除前，对下沉初支结构及临时钢支撑进行沉降监测，当初支结构沉降速率稳定后，在进行钢拱架拆除作业。拆除过程中，设置专人对初支结构进行监控，测量仪器进行不间断监测，发现问题，立即停止作业，确保作业人员的人身安全，防止出现安全事故。

4.喂梁

跨丰沛运河箱梁架设时运梁车需利用既有518国道丰沛运河中桥未拆除部分进行运梁作业，但不能进行喂梁作业，具体走行路线及占位详见下图。

运梁车场内走行路线接喂梁站占位图

运梁车场内走行路线接喂梁站位图

三、结论

518国道跨丰沛运河箱梁架设施工，通过采用前后两台300t汽车吊先将箱梁平放在盖梁上，然后在移动位置进行二次吊装作业，使得箱梁平稳的落在临时支座上，在工期计划内顺利完成了架梁任务，克服了双机抬吊因位置原因不能一次将箱梁架设到位的技术难题；节省了人力、物力等成本，保证了人身及交通安全；有效提高了施工安全系数，同时节省了施工时间，取得了非常好的效果。

参考文献：

[1]《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）

[2]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)

[3]《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JTG 276-2012）