李东牛

1 工程概况

十里铺枢纽立交位于十里铺西北，用于实现陇渭高速与陇漳高速项目连接、陇漳高速之间的交通快速转换。

1.1 立交构造

该立交匝的道设计速度确定为40 ～60 km/h，匝道平曲线最小半径60 m，匝道最大纵坡3.9%，C 匝道在CK0+483.898 处上跨陇渭高速，于CK0+483.898 处设置了大桥，大桥上部结构采用普通钢筋混凝土连续箱梁、钢箱梁；下部结构采用肋板台，桥墩采用柱式墩，配钻孔摩擦桩基础，标准宽度为10.5 m。本桥钢箱梁分别位于缓和曲线（起始桩号：CK0+308.65，终 止 桩 号：CK0+445.059， 参 数A：95，左偏）和圆曲线（起始桩号：CK0+445.059， 终 止 桩 号：CK0+527.808，半径60 m，左偏）上。

1.2 箱梁构造

C 匝道钢箱梁，在第8、9 孔位置跨越陇渭高速，横断面为左侧翼缘（宽度2.0 m）+左侧箱式（宽度2.5 m）+ 横梁（宽度1.5 m）+ 右侧箱式（宽度2.5 m）+右侧翼缘（宽度2.0 m）的结构。钢箱梁材质为Q345qD，箱梁顶板厚16 mm、底板厚16 mm、腹板厚16 mm、隔板厚14 mm、支座处隔板厚20 mm。图1、图2 分别从多个角度展示了十里铺C 匝道钢箱梁结构。

图1 十里铺C 匝道钢箱梁横向分块示意图

图2 十里铺C 匝道钢箱梁立面分段示意图

2 总体部署

本项目主要吊装施工难点是C 匝道第8、9 孔跨越陇渭高速节段施工。为了尽量减轻钢箱梁架设施工对陇渭高速交通造成的影响，其中跨陇渭高速处采用长节段划分、长距离运输方式[1]。计划将钢箱梁纵向分为6 个节段，每节段横向分为5 个块体，共计30 个块体，单个梁块最长17.3 m，最重28.1 t。首先利用50 t 汽车吊根据临时支墩布置图安装临时支墩，然后用1 台260 t 汽车吊按照横向架设顺序，并遵循一侧主箱定位后依次安装的原则进行架设；纵向架设顺序为大里程向小里程依次架设；跨越陇渭高速的阶段需半幅封闭进行施工。

3 吊装施工

3.1 施工工艺流程

吊装施工工艺流程如图3 所示。

图3 吊装施工工艺流程图

3.2 吊装设备选型

3.2.1 起吊机械选择及计算

根据初步统计，所属钢箱梁吊装单元最大重量约65.8 t，最大长度17.0 m，计划选用1 台260 t 汽车吊进行吊装。根据最不利工况，将起重机的选择计算简述如下。

（1）起吊物情况及安装施工要求。吊装重量为65.8 t，吊装高度为12.0 m，长度为17.0 m，梁高3.0 m。

（2）汽车吊的主要性能参数计算。第一，汽车吊起重量Q=Q1+Q2=65.8 t（构件重量）+5.0 t（吊钩及索具重量）=70.8 t。第二，汽车吊起升高度为（相对于地面）H=H1+H2+H3+H4= 12.0 m（从停机面算起至安装支座表面的高度）+0.5 m（安装间隙）+3.0 m（钢梁高度）+5.5 m（钢丝绳长度，自绑扎点至吊钩中心距离）+2.5 m（索具高度，自吊钩中心至吊车吊臂距离）=23.5 m。

（3）起重臂与构件关系。吊装起吊半径10 m，通过上述计算得起重仰角为64.9°，吊臂最小长度为25.9 m，根据260 t 汽车吊性能表，吊装时吊臂长度为25.9 m，起吊回转半径10 m，额定起重量79.0 t ＞70.8 t，吊车负载率为90%，满足吊装要求。260 t 汽车吊性能如表1。

表1 260 t 汽车吊性能表(单位/t)

经查询，现场陇渭高速半幅宽度为10 m，选择260 t 汽车吊满足施工要求。

3.2.2 吊点的设计

（1）吊位点的确定。在钢箱梁的吊装过程中，选择合适的吊位是一个尤为重要的环节，所选定的吊位点必须能够确保箱梁在吊运过程中保持平衡和稳定，保证吊装施工全过程的安全。本次吊装，吊位点以钢箱梁块重心线为基准对称布置，尽量布置在腹板和隔板相交位置处。吊点布置在此位置，可以保证钢箱梁在吊运过程截面不变形，同时也能保证施工过程的安全性[2]。

针对本项目结构形式特点，因钢箱梁圆曲线半径较小，同时立面线型为竖曲线，横断面为变横坡，钢箱梁吊装块体重心的精确求解尤为重要。尤其此结构形式存在内外弧，如果重心求解有误，桥梁架设就位后易存在侧翻隐患，通过采用CATIA 三维软件精确求解重心，再通过二维软件确定最终位置，进而确定吊耳位置。

（2）吊耳的确定。吊耳是吊装过程中整个构件受力相对均衡的位置。吊耳的设计须经过结构力学分析和验证，确保吊装过程中吊耳不被破坏，本项目吊件最大重量为65.8 t，设计4 个吊耳均匀受力，每个所受拉力为16.45 t。以钢丝绳与水平面的夹角为60°计算，单个吊耳所受的斜向最大拉力F=P/sin60°=16.45 t/0.866=18.57 t，因此吊耳材质选用Q235B。

3.3 临时支架设计

3.3.1 临时支架基础

临时支架布设在原有地面上设置扩大基础，扩大条形基础长度3 000 mm、宽度1 500 mm、高度为500 mm，混凝土基础内部设直径为14 mm、间距为150 mm 的双层双向钢筋网，混凝土保护层厚度70 mm，混凝土基础顶部预埋500 mm×500 mm×16 mm 钢板，预埋板上焊接8 根Φ16 预埋筋，预埋筋端部深入下层钢筋网。每个条形基础上共计2块预埋钢板。浇筑前将此处地面平整并夯实（地基承载力不低于0.70 MPa），高速公路路面区域铺设10 mm 厚橡胶垫板。在混凝土基础上进行支架搭设，支撑基础侧设排水沟，防止雨水浸泡，造成基础不均匀沉降。

高速公路隔离带位置，拆除原高速隔离牌，采用素土将管沟夯压填实，然后浇筑混凝土基础。隔离带位置临时支架基础沿隔离带通长浇筑，长度20.0 m（根据箱梁宽度进行调整），宽度2.2 m（应根据现场实际情况尽量加宽，确保钢管立柱与混凝土边距），高750 mm，混凝土基础内部设置直径14 mm、间距为150 mm 的双层双向钢筋网，混凝土保护层厚度70 mm，混凝土基础顶部预埋500 mm×500 mm×16 mm 的钢板，预埋板上焊接8 根直径为Φ16 预埋筋，预埋筋端部深入下层钢筋网。

3.3.2 临时支架设计

箱梁吊装支架采用钢管柱支架形式，钢管立柱采用Φ351×10 的钢管，钢管立柱与预埋钢板焊接固定，立柱与预埋钢板连接位置周圈布设4 个加劲板，加劲板规格为16 mm×100 mm×100 mm。普通支架钢管立柱横向间距与箱体腹板间距相对应（其中文峰枢纽A4 匝道、A5 匝道和C1 匝道间距为3.45 m，黄家门A7 匝道和十里铺枢纽匝道间的距离为2.45 m），纵向间距为2.0 m。高速公路隔离带处，支架钢立柱横向间距根据腹板位置确定，纵向间距1.5 m，横联及斜撑采用18a 槽钢，槽钢与钢管立柱通过拼接板进行焊接，拼接板的规格尺寸选择为16 mm×200 mm×400 mm。横联竖向的间距控制在3 m 以内，立柱顶采用横向分配梁（型号为HW 300×300）加强横向贯通连接，分配梁顶部用短H型钢立柱调平，材质均为Q235B。桥位实际制作时，针对每个支架位置布线，根据实际测量高度制作支架[3]。

因A4 匝道临时支架L2 支架分别支撑于桥面和地面，由于地面和混凝土桥面刚度不同，可能产生不均匀沉降，将L2 支架顶部横梁设计为HW400×400×13/21，以增加基础产生不均匀沉降时分配梁的抗剪性能。另外，为确保隔离带位置临时支架安全稳定性，该位置临时支架立柱设计为Φ500×10的钢管，立柱顶分配横梁设计为HW 502×470×20/25。

3.3.3 临时支架布置

根据钢箱梁制造节段划分，结合场地实际情况合理规划布置现场临时支架。第一，本施工项目上跨陇渭高速，经现场确认，跨高速部分采用高速半幅封闭施工。第二，临时支架除特殊说明外，其余均按照纵向接口布置，钢管立柱位于腹板下方。第三，充分利用7#、8#和10#永久支墩进行钢梁架设，减少节段接口位置临时支架。第四，为避开永久墩位置及高速公路护坡，临时支架从节段接口位置向大里程适当偏移[4]。

3.3.4 支架预压

受到上部荷载时不同地基会产生不同的沉降量，为防止因不均匀沉降导致结构被破坏，致使支架失稳，现场将采用以钢箱梁自重的预压方式，预压过程中定时观测，确保沉降量符合规范要求后，再进行钢箱梁的精确定位安装。

3.3.5 钢梁吊装

架设时采用临时支架、分段、分块吊装架设方法。运梁车行驶至吊装吊车作业半径范围内，钢梁从运梁车起吊后进行吊装[5]。

第一步，按照4#、5#、3#、2#、1#块体的横向顺序，依次架设F 梁段和E梁段。第二步，封闭半幅陇渭高速，按照4#、5#、3#、2#、1#块体的横向顺序，吊装D 梁段。第三步，精调、主焊缝施焊、嵌补段拼焊、涂装，高速恢复通车。第四步，封闭另半幅陇渭高速，依次吊装C 梁段各块体。第五步，精调、主焊缝施焊、嵌补段拼焊、涂装，高速恢复通车。第六步，二拼架设AB 梁段。第七步，主焊缝施焊，嵌补段安装焊接，钢梁涂装。第八步，临时支架拆除。

4 线形控制

钢梁安装过程中，测量人员必须进行全过程检测。钢梁吊装前进行高程测量，复核钢梁平面位置和垂直方向是否安装正确。

轴线的控制，主要利用全站仪控制钢箱梁的轴线测量点（钢箱梁卸胎架前，布置轴线控制点）。高程的控制，以支架立柱顶小支架立柱高程控制为准。

5 结语

本工程上跨既有陇渭高速，由于钢箱梁处于小曲线大纵坡上，且经与地方交通部门协调，施工期间必须保证既有高速的通行条件，因此在半幅封闭既有高速，半幅通行状态下，采用桥位临时支架吊装法施工，既保证了既有高速车辆通行条件，也保证在小曲线大纵坡条件下的施工安全及线形控制，同时缩短了工程建设周期。