王德海，孙建国，刘晓英，代 聪

(青建集团股份公司，山东 青岛 266200)

0 引言

随着建筑业的发展，钢结构以其强度高、自重小、跨度大、工期短等优点，在工程中被广泛应用。然而，以往的钢结构卸载施工，尤其是在钢桁架桥梁卸载，少有较成熟的卸载经验可供参考。本文提出千斤顶+气割法钢结构卸载施工技术，在保证安全、质量可控的前提下，实现桥梁卸载过程中的自由形变，以期实现桁架结构安全、高效卸载。

1 工程概况

1.1 工程简介

青岛蓝色硅谷核心区跨越滨海大道天桥项目，在G228滨海公路K42+420处，新建横跨滨海公路双层钢结构桁架人行桥。桥梁全长90m，宽28m，单跨跨度为75m，桁架高8m，沿桥宽方向布置4榀桁架，钢结构总重1 650t。支座两侧分别悬挑7.88，7.12m长桁架连接东、西两侧硅谷大厦，实现东、西两区人员安全、自由往来，也为该区域交通人流穿越滨海大道提供便捷通道。

桥梁吊装采用分段逐榀吊装技术，利用MIDAS软件对钢结构桥梁模型进行受力分析，将桥梁主桁架沿纵向划分为5个节段。通过起重验算，选择QUY450型履带式起重机。按施工顺序对钢桁架进行分段逐榀吊装、焊接，借助定位板、螺旋千斤顶、调节挡板、倒链进行微调定位，同时对水平次梁和桥面板进行流水吊装、高空焊(栓)接，将桥梁组合成整体。

1.2 设计简介

1)设计内容 钢桁梁连廊主体及其配套梯道，廊内装饰、外围装饰幕墙、桥上内部装饰、景观绿化等。天桥主桁架由上弦杆、下弦杆、腹杆、横梁、纵梁、平联、桥面板等组件拼装而成，各组件均在工厂统一加工。

2)荷载及预拱度 天桥设计考虑结构恒荷载、外围附属荷载、桥面绿化荷载、人群荷载及横向风荷载作用。天桥主桁架采用1%人字坡，跨中最高,应设置80mm预拱度，支点至跨中预拱度值按二次抛物线设置。

2 工艺原理

卸载遵循事先模拟、同步(对称)卸载、多次循环、微量下调的原则，钢桁架桥梁吊装前预先设置临时支撑架，根据计算得出各卸载点竖向位移，按等比卸载计算出每个卸载点单次卸载量，各卸载点千斤顶回程后，用气割缓慢切割工字钢垫梁腹板，使其缓慢受热变形至千斤顶位置，经多次回程+气割循环完成卸载。卸载过程中，利用气割法使桥梁在自重作用下自由稳定变形，更好地保证各卸载点在下挠过程中均匀受力，以保证焊缝质量；千斤顶确保每次卸载幅度及卸载安全和同步性。

3 卸载施工

3.1 卸载前准备

1)钢桁架整体须安装完成，且与桁架相连的脚手架等临时设施已拆除。

2)卸载前须确保所有焊缝焊接完成、栓接点栓接完成，且经有资质的第三方检测合格，所有焊接、栓接节点全部通过验收。

3)卸载过程中，桁架上不得进行其他作业。

3.2 操作要点

1)卸载点(支撑点)选择 卸载点布置应根据现场实际情况，并结合下挠位移曲线及受力图分析，遵循对称布置、受力合理、局部加强、留有余地的原则。对于分段吊装的桁架桥梁，设计计算允许的情况下，卸载点(支撑点)应布置在桁架对接处。

2)临时支墩搭设 在节段钢桁架连接处设置12个临时支撑架，混凝土墩柱6个，即共18个支点，平均每个支点承受质量93t，临时支撑架平面布置如图1所示。支撑架采用φ245×20，φ180×18，φ140×16焊管和HW300×300，HM350×250 H型钢共同组成格构柱，顶部设钢平台，钢平台上设工字钢和钢垫板，既可作为钢桁架不同节段间的支撑架，又可作为卸载点的支撑胎架。通过工厂加工焊接、分段运输、现场组装形成整体。

图1 临时支撑架平面布置(单位：m)

3)单次卸载幅度 为减小应力重分布和保证卸载安全性，对卸载幅度进行应力计算，原则上各卸载点每次卸载幅度应≤10mm，单次气割卸载过程用时应≥2h，宜分多次间断性切割，以保证桥梁自由变形。

4)当某卸载点垫梁切割后，千斤顶脱离钢桁架即视为当前卸载点卸载完毕，其他卸载点应继续卸载，由于理论下挠与实际存在一定偏差，每个卸载点实际卸载次数或有不同。

5)卸载完成后应选取便于观测、代表性强的位移观测点，每日同一时间对桥梁变形进行观测、记录，待桥梁变形稳定后卸载完成。

3.3 卸载工艺

本工程在螺旋千斤顶卸载基础上进行了优化，采用气割辅助卸载。首先用4台40t(中间两榀桁架并列处设置8台)千斤顶支承于各卸载点处，千斤顶回程后，用气割方法缓慢切割工字钢垫梁腹板，使其受热变形至千斤顶位置，经多次回程+气割循环完成卸载。

具体卸载过程如图2所示，12个卸载点(1～12号)以对称原则分为2批循环卸载，由于2批卸载点的理论下挠值不同，需计算得出每批卸载点的理论单次卸载高度(单次卸载高度=卸载点理论下挠值/计划卸载循环次数)。

图2 卸载示意

经计算，①(4～6号)和②(7～9号)理论下挠值为50mm，③(1～3号)和④(10～12号)理论下挠值为20mm，计划分5次循环卸载。因此，①和②6个卸载点单次卸载值为10mm，③和④6个卸载点单次卸载值为4mm。首先对①和②6个卸载点的千斤顶回程10mm，③和④6个卸载点回程4mm，然后先后对①和②6个卸载点、③和④6个卸载点垫梁腹板同时对称气割，使其受热变形至千斤顶回程位置，完成第1次卸载。第1次卸载完成后静置，次日重复第1次卸载，直至所有千斤顶脱离钢桁架(若经过5次循环卸载仍有部分卸载点千斤顶未脱离钢桁架，应继续进行循环卸载)，卸载完成。

4 结语

桥梁卸载后实际下挠值在设计允许范围内，卸载后约4d下挠变形基本稳定，累计下挠变形达50mm，在设计预拱度+80mm内。通过研究应用千斤顶+气割法卸载方法，在确保卸载安全的同时，保证桥梁自由稳定变形，各卸载点在下挠过程中均匀受力，以保证焊缝质量，有效避免纯千斤顶卸载造成的安全、质量隐患，保证工程整体质量和施工安全。同时，提高项目管理水平，满足桥下开放交通的要求，取得良好的社会效益。