大跨径钢管拱吊装施工技术

摘要：本文所介绍桥梁为跨径80m四榀斜靠式拱桥，拱圈截面由三根钢管组成。拱圈分五段，吊装采用汽车吊，在主桥系梁上设临时支撑架，左右对称吊装。本文根据现场施工方案，介绍了该桥钢管拱吊装施工的相关技术

关键字：钢管拱；拱肋；临时支撑；吊装

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

本桥采用1-80m四榀斜靠式拱桥，正拱圈计算跨径80m，计算矢高20m，矢跨比1：4，线型采用二次抛物线；斜拱圈计算跨径80m，计算矢高20.403，矢跨比1：3.921，线型采用二次抛物线，B拱圈立面内倾69.937°。拱圈截面均由三根φ600×12mm钢管组成的倒三角形。正拱截面尺寸宽2.1m×高2.1m，斜拱截面尺寸宽1.8m×高1.8m。

拱肋主材采用Q345D钢板。

二、吊装方案的选择

2.1根据本工程的地理条件、工件重量以及施工实际所具备的相关条件，在确保安全、质量、工期的基础上，选择运输吊装的方案。

1）现场：现场均为陆地。

2）拱肋安装时从系梁上可搭设支撑架。

2.2综合考虑选择：

1）运输车为平板牵引车，额定装载为40吨，装载长20m，宽度为3.2m。

2）在系梁上搭设吊装支架。

3）吊装用80吨汽车吊。型号LTM1070吊机。

4）80m跨分5段吊装。

5）用缆风拉支撑架与拱肋控制稳定。

三、施工队伍组织及配置

人员配置

1）现场总负责人（现场经理）：1人（负责现场施工的一切工作）

2）起重总指挥（队长）：1人（负责安装生产的指挥和调配工作）

3）起重技术工程师：1人（负责安装的技术工作）

4）安全员：1人（负责现场的安全监护、监督和考核工作）

5）专职起重工：4人（负责起重安装的具体操作工作）

6）运输押运员：2人（负责钢构件运输的押运、交接验收工作）

7）汽车吊驾驶员：4人（负责驾驶和起重操作吊车）

8）民工：4人（负责劳力的派送）

四、吊装前的准备

4.1 、施工机具的配置

4.1.1、施工机具配置表：

现场用支架、缆风索另计。

4.1.2、 现场最大工件重量为16.846吨，吊装选用LTM1070吊机。

4.1.3 、钢丝绳计算：本工程吊装段最重是A拱左（右）-2段，为16.846吨，加上吊具最重吊装段为17吨。

1）、计算单根钢丝绳最大张力：

Smax=Q/Kcosa=17000/4cos30=4250(kg)

式中：S—表示单根钢丝绳承受重量；

K—表示钢丝绳设定的安全系数，为了操作方便，用2根钢丝绳捆绑，n=4；

G—表示吊装物件重量；

a—钢绳与吊钩垂直之间夹角。

2）、计算选用钢丝绳的破断拉力

S=nSmax=5×4250=21250（kg）

式中：n—表示安全系数，取5。

则钢丝绳的坡断拉力总和为：S/φ=21250/0.85=25000（kg）

式中：φ—表示钢丝绳破断拉力系数，取0.85。

根据GB1102-74标准，钢丝绳6×37-21.5-170-I的破断拉力为29600kg，故选用6×37-21.5-170-I钢丝绳。

4.1.4 、卸扣

本工程最大吊装重量为17吨，连接用卸扣，取2倍安全系数。每只卸扣的吊装重量为4250×2=8500kg，采用10吨的卸扣

4.2、 吊装支架搭设

4.2.1、架用φ426×8钢管作立柱，A拱立柱与B拱立柱横向用I30两根连接成一体。根部钢板预埋（或用打膨胀螺栓）在以浇砼上固定。顶部钢板支千斤顶，用以调节工作。

最重17吨计算，焊接平台按每只0.5吨计，支架自重2吨，合计荷载：17+0.5+2=19.5≈199KN。如下图所示：

4.2.2、缆风验算及地锚固定

1）、缆风选用Φ17钢丝绳（绳6×19-17-155），破断拉力16750kg。按大风，风压q=500N/m2考虑；缆风角度50°。最大迎风面积=1.5×16=24 m2，Smax=500×24=12KN，安全系数n=10,S破=nSmax=10×12=120KN=11760kg,实际就位后马上刚性焊接固定于基础板上，侧向抗倾翻性能极好。

2）、地锚固定将三根一组钢管（Φ76×4×4000）打入地下，并用砼浇注固定。如下图所示：

五、吊装施工

5.1 、试吊

为了检验吊装设备性能的可靠性及所配置的吊车能否满足现场施工的需要，同时检验现场铺垫的路面承载能力是否确保吊装安全，在正式吊装前必须进行试吊。

5.2 、拱肋吊装程序

5.2.1、先吊装所有钢拱的拱脚段。

5.2.2、按左-2、右-2、左-3、右-3、合拢段的顺序吊上游A拱。

用同样的方法吊装下游A拱与B拱。

吊装风撑。

5.3、 吊装方法

建立现场吊装指挥系统，按吊装工序进行人员的合理分工，明确职责，责任落实到人。起重指挥以打手势和配合现场吊装。具体吊装示图如下：

5.4 、吊装施工过程技术控制

5.4.1 、复核现场大样

首先确定道路中心线，确定各拱的0点位置，再以0点为基础检测其他项目

5.4.2、拱脚安装

搭设拱脚支撑架，架子根部必须牢固，以保证浇砼时拱脚不位移，直拱拱脚应先安装固定拱脚支撑骨架，如下图：

支撑功能是保证拱脚安装固定后，浇注砼时不会被位移。

5.4.3、搭设安装支架

1）支撑架基础必须牢固，每个节段安装口处搭设一个支撑架，能承受拱肋节段的重量。作承压试验。为了保证施工的安全，支撑架要有揽风拉紧。

5.4.4 吊装拱段

1）、在拱脚段管口下缘，侧缘焊上靠板。

2）、左右岸对称吊装，从拱脚到拱顶依次进行。

3）、当拱段初步吊装到位后，让管段的下口下缘与侧缘紧贴靠板，调节两管口。基本到位后调整上管口。

4）、上管口用两只千斤顶调节高程，左右用缆绳调整轴线，直拱拱轴线俯视投影与所作的桥梁系梁中心线重合。斜拱按已作在支撑架上的控制点的基准，调节拱肋上的控制点与之重合。

5）、拱段安装：

边拉与调节同时进行，调节到检测点的高程，里程到位，拱轴线俯视投影与桥梁中心线重合。压下端口组装缝，焊定位焊。上端口用型钢与支撑架固定，锁定缆绳。

6）、同样的方法吊装其余拱肋。在吊装合拢段时，应尽量选择15℃~20℃环境温度，无强日光偏照的天气。测量合拢口的距离与合拢段的长度偏差，控制在0~-10mm范围内。

5.4.5 、焊接，按合计和规范要求进行焊接。

5.4.6 、检验。焊接按I级要求进行外观检查及内部检验，内部进行100%的超声波探伤。

5.4.7、风撑安装

1）、按吊装斜拱的顺序依次进行。每根风撑吊进后先用靠板连接，组装定位焊，焊好后脱钩。

2）、全部风撑钢管吊装完成后，焊接。

3）、焊接接头按I级焊缝要求焊接角焊缝。

4）、焊后清除飞溅、焊渣。

5）、按I级焊缝要求进行外观检验与100%超声波检验。

6）、上风撑缀板。焊接按II级要求施焊，按上述要求检验。

六、吊装安全技术措施

6.1、吊装支架搭设必须安全可靠，支架用Φ200×8钢管作立柱，横向用20#工字钢连接，形成一排架子，支架立柱根部、顶部焊上一块钢板。根部在浇注系梁时预埋钢板，将钢管焊在预埋板上。顶部钢板支千斤顶，用以调节工件。

6.2、吊装过程中，应有统一的指挥，参加施工的全体人员必须熟悉信号，以便各操作岗位协调动作。

6.3、施工中凡参加高空作业的人员，必须经过身体检查合格，操作时系好安全带，并系在安全的位置。工具应有保险绳，不准随意扔东西。

6.4、由于本工程吊装块数量不多，夜里、雨雪天、5级风以上的天气不安排吊装，减少环境的不安全因素。

6.5、在正式吊装前必须进行试吊，将吊件吊离地面20公分后观察10分钟，在确认安全可靠的情况下，才能进行正式吊装。

6.6、吊装按计划逐块进行。调节时不能脱钩，竖直方向用30t千斤顶调节，侧面用葫芦拉调节。到位后锁定千斤顶。拱段吊装调节到位后，脱钩前拱段定位焊，连成整体。

参考文献

[1]（ GB6067-2010） 《起重机械安全规程》；

[2] (JTJ 041-2000)《公路桥涵施工技术规范》；

[3]（ DL/T 5250-2010）《汽车起重机安全操作规程》；

[4] （GB8918-2006）《钢丝绳国家标准》；

[5]《 公路工程施工安全管理手册》人民交通出版社 2008。