津石高速公路汽车吊吊装梁板施工技术

2020-02-25赵刚袁冀鹏乔会容

科技与创新 2020年2期

赵刚，袁冀鹏，乔会容

津石高速公路汽车吊吊装梁板施工技术

赵刚1，袁冀鹏2，乔会容1

（1.中国水利水电第六工程局有限公司二分局，辽宁丹东 118000；2.中国电建地产集团华东区域总部，江苏南京 210000）

津石高速公路梁板吊装主要包括箱梁、T梁和钢箱梁等项目，根据施工条件和经济性对比吊装主要采用架桥机和吊车多种吊装设备进行。吊装前的施工技术方案对吊装起着至关重要的作用，不但能规避吊装中的不安全事项，而且合理的施工方案能够加快施工进度，节省施工成本。

地基处理；工况计算；吊装验算；预制梁吊装

1 概况

津石高速公路梁板吊装主要包括箱梁、T梁和钢箱梁等项目。其中，箱梁包括40 m、30 m、25 m三种，最大梁体高度为210 cm，底宽100 cm，梁重170 t；T梁包括13 m、16 m两种，梁重20 t；钢箱梁单片底板宽3.1 m，悬臂1.5 m，长50 m，重48.2 t。由于受施工条件等因素的限制，梁板吊装采用架桥机和吊车多种吊装设备进行，本文重点介绍汽车吊施工过程中的相关方案和工艺。

2 施工方案及施工工艺

津石高速公路梁板吊装主要采用架桥机和汽车吊，吊装施工主要包括现场吊装设备工作面基础处理、吊装设备的选用、现场施工方案的确定等工作。

2.1 地基处理

由于施工现场吊装位置地形复杂，存在水坑、淤泥等不利地质条件，因此地基处理对吊装成功显得尤为重要。首先，对原状土地带采用推土机平整，然后用压路机压实，水坑、淤泥等部分采用挖掘机清理后，用合格土质分层回填压实处理；为确保汽车吊吊装过程中支撑点不因应力集中产生不均匀沉降，上汽车吊安装区域四个支撑点铺2.5 m×2.5 m、厚 4 cm钢板。根据吊装梁板的总量，在吊装前进行地基承载力检算，满足后方可进行吊装施工。

地基基础承载力验算以津石高速公路最大梁体40 m箱梁为例，吊装时，地基土所承受压力=170（40 m箱梁重）/2+140（汽车吊自重+配重）=225 t；汽车吊支撑点钢板的每块平面尺寸=2.5×2.5=6.25 m2；吊装时地基土所受压强=/4=225/（4×6.25）=0.09 MPa。

因此，桥梁吊装时对地基承载力要求为0.09 MPa，加上1.2的安全系数，路基在碾压完成后地基承载力应为0.11 MPa。在地基承载力验算成果的基础上，对施工吊装区域内进行钎探实际检测，验证处理基础是否满足要求。同时在每跨第一片桥梁起吊时，安排人员观察地基土是否有明显沉降，如果有，则立即停止吊装施工，并对地基进行重新碾压、重新加固。

2.2 钢丝绳计算

作为吊装中承受物体荷载的钢丝绳，应根据不同吊装物的总量进行适当选择。首先应确定钢丝绳所受到的拉力是多少，根据所受拉力大小选择钢丝绳直径。吊装物的被起吊重量一定时，钢丝绳与铅垂线的夹角愈大，吊索所受的拉力愈大；或者说，吊索所受的拉力一定时，起重量随着角的增大而降低。钢丝绳拉力确认计算按如下公式确定：

=/cos（1）

式（1）中：为每根钢丝绳所受的拉力，N；为起重设备的重力，N；为使用钢丝绳的根数；为钢丝绳与铅垂线的夹角。

40 m箱梁最大起吊重量为170 t，采用两端捆绑式起吊，因钢丝绳与铅垂线的夹角愈大，吊索所受的拉力愈大；因此吊装时以钢丝绳与预制箱梁的夹角不小于60°进行计算，根据计算确定=480 kN。

2.3 钢丝绳绳径选择

钢丝绳所受拉力确认后，初步确定钢丝绳参数，选用钢丝绳结构为6×37；采用换算系数为0.82，安全载重系数取3.5；确定钢丝绳公称抗拉强度为1 870 MPa；采用捆绑式起吊，钢丝绳安全载重力为460 kN。通过钢丝绳破断拉力验算，可以确定钢丝绳的总断面面积，经过查阅钢丝绳国家标准GB 8918—2006最终确定钢丝绳径。

钢丝绳破断拉力=钢丝绳安全载重力×安全载重系数，钢丝绳破断拉力总和=钢丝绳破断拉力÷换算系数，钢丝绳总断面积（mm2）=钢丝绳破断拉力总和÷公称抗拉强度（MPa）。

根据钢丝绳总断面积，查阅钢丝绳国家标准GB 8918—2006确定钢丝绳绳径。计算确定规格6×37的钢丝绳钢丝总断面面积为1 095 mm2，钢丝绳绳径为56 mm，丝径为 2.6 mm（此规格的钢丝绳钢丝总断面积为1 178 mm2），满足吊装要求。

2.4 汽车吊架设预制梁施工

2.4.1 吊装工况计算

40 m箱梁的架设采用2台220 t汽车吊进行吊装。根据吊装工况条件，桥墩高8 m，选择QY220（220 t）全液压汽车起重机，吊车起重臂长度为18 m，工作半径为5 m，单机起重量为121 t。

根据以上吊车参数确定验算能否满足现场起重高度的要求。通过限位高1 m，吊索具高2.0 m，吊钩高0.5 m，安全距离为0.3 m，40 m箱梁最高安装高度为8 m（桥台高度），40 m箱梁高2.1 m，汽车吊回转半径至地面高度为1.5 m等高度总和要求，220 t汽车吊起重臂长度为18 m，满足垂直吊升高度13.9 m要求。

2.4.2 40 m箱梁吊装验算

吊装40 m箱梁（边梁）起吊净重量以170 t为依据， 40 m箱梁的架设采用2台220 t汽车吊在桥台两侧进行吊装，运梁车停于施工便道及路基上。220 t汽车起重机（配重 78 t），起吊半径5 m，主臂长18 m，查阅220 t汽车起重机性能工况表可知，起吊的重量为121 t。按照JGJ 276—2012《建筑施工起重吊装安全技术规范》中双机抬吊时每台起重设备不得超过额定起重量的75%的规定，则起吊半径为5 m时，每台汽车起重机的起重量不得超过90.75 t，而40 m箱梁质量的一半为85 t，满足起重量吊装要求。

2.4.3 试吊

在40 m箱梁吊装前，为确保施工安全先进行试吊，试吊重量为40 m箱梁自重1.0倍荷载。箱梁自重按40 m箱梁自重量170 t取值。

试吊前两台220 t汽车吊必须经过机械检测中心施工现场机械安装检测合格后方可起吊。试吊统一由总指挥指挥作业，两台汽车吊必须同步进行。试吊工况必须与现场实际起吊工况相符，作业半径6 m，臂长18 m，完全模拟起吊作业。起吊高度分三级：第一级起吊10 cm，检查支腿基础、汽车吊机械性能、吊钩、钢丝绳等各部件连接情况，检查合格后进行下一级起吊；第二级起吊高度30 cm；第三级起吊高度50 cm。三级起吊完成后静止10 min，然后上、下提升，提升幅度为50 cm，提升次数不少于10次；上、下提升结束后左右移动，移动次数不少于10次，移动幅度1 m。全部结束后将箱梁吊至支点位置，起吊高度50 cm静止半个小时；最后再次检查支腿基础、汽车吊机械性能、吊钩、钢丝绳等各部件连接情况，检查合格后进行正式吊装作业。

2.5 架梁施工步骤

根据津石高速公路桥梁现场情况，预制梁架设选取两种方式进行：先架设左半幅再架设右半幅，或者先架设右半幅再架设左半幅；由右幅右边跨至左幅左边跨依次架设，或者由左幅左边跨至右幅右边跨依次架设。由于两种架设方式的步骤类似，现以左半幅架设为例。

步骤一：2台220 t汽车吊进场后，分别站位在1排墩左幅1#柱外侧（1#汽车吊）和0#墩左幅1#柱外侧（2#汽车吊）。运梁车从施工便道进入施工现场，根据汽车吊的停放位置，调整运梁车的角度，完成后2台汽车吊将箱梁吊起，运梁车离开。2台汽车吊将箱梁同步提升超过盖梁50 cm，将梁送入最佳位置，准备就绪。

汽车吊吊梁站位如图1所示。