基于工程实例对高支墩大跨度钢梁吊装的技术综述

施工技术

CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY

2019年6月第48卷增刊基于工程实例对高支墩大跨度钢梁吊装的技术综述罗剑锋，张立杰，王崇虎，陈龙琦，邓俊川（云南建投钢结构股份有限公司，云南

昆明

650501）

［摘要］甲介山特大桥结构形式为钢混组合桥梁结构，该桥为上跨地方道路、尾矿库而设，全长1.68km，其截面高，跨度大，桥址地形陡，设备运转困难，安装高度较高，为施工带来了许多困难。文章结合工程中出现的重点难点，结从高支墩钢梁吊装工程中常见问题展开论述，系统地介绍高支墩大跨度构件施工中注意的几项内容。合工程实际，

［关键词］钢混组合桥；双机抬吊；钢结构安装；桥梁施工［U448中图分类号］

［文献标识码］A

［8498（2019）S1-0542-03文章编号］1002-

TechnicalSummaryofHoistingofHighPiersandLongSpanSteelBeamsBasedonEngineeringExamples

LUOJianfeng，ZHANGLijie，WANGChonghu，CHENLongqi，DENGJunchuan

（YCIHSteelStructureCo.，Ltd.，Kunming，Yunnan

650501，China）

Abstract：JiajieshanBridgeisasteel-concretecompositebridgestructure.Thebridgeisbuiltfortheoverpassoflocal

itsspanislarge，theterrainoftheroadsandtailingsreservoirs.Itslengthis1.68kilometers.Itscross-sectionishigh，bridgesiteissteep，theequipmentisdifficulttooperateandtheinstallationheightishigh，whichbringsmanydifficultiestotheconstruction.JiajieshanBridgeisasteel-concretecompositebridgestructure.Thebridgeisbuiltfortheoverpassoflo-calroadsandtailingsreservoirs.Itslengthis1.68kilometers.Itscross-sectionishigh，itsspanislarge，theterrainofthetheequipmentisdifficulttooperateandtheinstallationheightishigh，whichbringsmanydifficultiestobridgesiteissteep，

thispaperdiscus-theconstruction.Combiningwiththekeyanddifficultpointsintheprojectandtheengineeringpractice，

sesthecommonproblemsinthesteelbeamhoistingprojectwithhighpiers，systematicallyintroducesseveralpointsofatten-tionintheconstructionoflarge-spancomponentswithhighpiers.

Keywords：steel-concretecompositebridge；doubleliftingcrane；steelstructureinstallation；bridgeconstruction

1

工程概况

甲介山特大桥上部结构形式为钢混组合桥梁结构，单幅桥跨设置3根主梁，端支点位置设置端横梁，中支点位置设置中横梁，跨间每个5m设置1根中横梁，每跨共7道中横梁。全长1.68km，项目路线起于云南省红河州的蒙自市新安所镇，止于红河州个旧市鸡街镇，与鸡石高速、开河高速相接，是打开红河州个旧市、弥勒市、蒙自市、建水县交通咽喉最快速便捷的通道。桥址区海拔高程1299.63～1379.54m，相对高差79.91m，地形较陡。钢梁质量为27～37t，其中每一联钢桥吊装的第1段钢梁最重，中间各段钢梁重量相同，最后一段钢梁重量最轻。钢梁施工高度为7～46m，其中两头安装高度较低，中间安装高度较高。其4～7号墩及9～中18至39号墩安装高度为20～30m，15号墩安装高度最高为40～46m。

高支墩钢梁吊装是指吊装高度超过30m，或是高

度未超过30m但地形及周围环境极为复杂的钢梁吊装，是较为复杂的吊装工程，涉及了结构力学中典型的强度与稳定问题以及流体力学稳定问题。随着结构力学理论、分析技术、测试仪器、施工机械及施工技术的逐渐进步，我们对高支墩钢梁吊装的研究与认识逐步加深。总体上，高支墩钢梁吊装工程主要囊括钢梁的吊装、组合梁的现场焊接几个方面。2

影响高支墩大跨度钢梁吊装因素探讨

一般钢结构桥梁中跨度较大的钢梁吊装都采用支墩之间设立支架进行逐段吊装。即先在桥墩之间设立支架，再用汽车式起重机将钢梁吊装至支架上进行拼装焊接成为整体。本文叙述的高支墩大跨度钢梁吊装施工是取消了在支墩之间设立支架，直接在地面将几段钢梁拼装成一段，并将钢梁整段吊装至两支墩上进行稳定的方法，吊装完成一跨后进行下一段钢梁吊装及空中组对焊接。

影响吊装主要因素：汽车式起重机选择、吊耳选

［作者简介］罗剑锋，E-mail：17143230@qq.com副高级工程师，

［收稿日期］2019-04-01

择、钢绳选择、对接固定用马板选择、稳定支撑的设立、松钩时间。

2019增刊罗剑锋等：基于工程实例对高支墩大跨度钢梁吊装的技术综述543

现以甲介山特大桥钢梁吊装为例进行高支墩大跨度钢梁吊装探讨。甲介山大桥跨度为40m，每联采用4跨联系钢梁，钢梁主要由3根主梁和主梁之间连接次梁组成，主梁截面尺寸为H2000×600×16×40，次梁截面尺寸为H500×300×8×12。第1跨钢梁吊装前将4段钢梁拼装成将要吊装的单元再进行吊装。拼接完成后钢梁长度为44.5m，杆件长细比=336.5，此种长细杆件吊装稳定性不好。为了减小起重吊装时构件长细比，吊装三片主梁时用2台汽车式起重机进行吊装。起重吊装吊耳位置布置为第1个吊耳距离钢梁梁端2m，第2个吊耳距离钢梁梁端8m，吊装时每台汽车式起重机起吊钢梁的1个端头，受弯长度从原来的44.5m缩短到28.5m。2.1

汽车式起重机选择

甲介山特大桥第2联第1跨钢梁宽0.6m，长44.5m，该箱体总重31.85t。综合考虑最终采用两台汽车式起重机进行吊装，该段起吊高度为43m，起吊半径9m。根据汽车式起重机性能参数需选用2台220t汽车式起重机进行吊装，起吊半径为11m起吊幅度为61m时可以吊装20×2×0.8=32t（考虑受力不均衡系数0.8），安全系数k=32/31.85=1.005，可进行起重吊装。

然后对第2跨进行计算，钢梁宽为0.6m，长40m，该箱体总重28.62t。考虑2台汽车式起重机进行吊装，该段起吊高度为43m，起吊半径11m。根据汽车式起重机参数需选用2台220t汽车式起重机进行吊装，起吊半径为9m起吊幅度为61m时可以吊装20×2×0.8=32（考虑受力不均衡系数0.8），安全系数k=1.12，可进行吊装，如图1所示。

图1

钢梁吊装及汽车式起重机站位

2.2钢绳选择

按最大起重量来选择钢绳，根据本工程每段钢箱

梁的重量分析，钢箱梁最大重量按31.85t记算，长度为44.5m，每根钢箱梁布置4块吊耳，吊装时钢绳尽量保证与构件的角度为60°，所以钢箱梁吊装时钢绳的的绑扎如图2所示。

由于钢箱梁的吊装都采用两台汽车式起重机，钢箱梁沿长度方向板厚、宽度、构造均无变化所以拟定钢箱梁沿长度方向重量分布均匀。每台汽车式起重机承受的最大重量为15.925t取值16t进行计算，加上吊钩、吊绳的重量共0.2t，经计算钢绳受力满足要求。

图2

钢绳吊装绑扎

2.3

吊耳选择1）吊耳的布置

每段钢梁采用4个吊耳吊装，吊耳材质与钢箱梁材质相同，均采用Q345C钢板，吊耳板采用25mm厚的钢板。

2）吊点设置原则

保证吊耳焊接位置为主结构面，如果吊耳位置无结构面采用临时加强的形式来保证吊耳强度。

3）吊耳验算

经有限元计算分析可知，结构最大应力85MPa，最大变形1.8mm。钢梁在吊装时满足强度和刚度要求。2.4

马板选择

吊装完成第1段钢梁接着进行第2段吊装，第1段支撑点为本跨两端桥墩，第2段采用马板固定，马板采用15mm厚Q345板。

马板焊接要求采用CO2气保焊进行可靠焊接，焊接完成进行外观及探伤检测以保证马板受力情况。马板焊接好以后，在腹板中间焊接不小于200mm长度的焊缝，此时松吊钩。

经有限元计算分析可知，马板最大应力71MPa，最大变形21mm。钢梁在马板安装好并完成局部焊缝后，松吊钩后满足强度和刚度要求。

2.5钢梁固定

第1根主梁吊装到设计位置进行锚固，锚固时在

主梁两侧面使用I10进行支撑，工字钢和主梁间采用5cm间断焊缝焊接，形成三角形稳定结构，以免在风力等荷载作用下发生侧翻。支撑端如图3所示。

图3支撑端

544施工技术2019增刊

3结语

高支墩大跨度钢梁吊装方案的选择，应根据建筑

在实际的施工过程中，需要加强过程监测力度，加强施工过程控制工作，同时利用现有动态设计和信息化等施工技术条件，可以避免高支墩大跨度工程事故的发生并带来较好的收益。此外，随着计算理论的发展改进，施工工艺的跟新完善，推动着高支墩打垮度钢结构进一步发展。

物（构筑物）周边环境、场区施工作业条件等、安全等级及技术经济效果等因素综合全面考虑而定，可应用于一些大跨度建筑、山区的大跨度钢结构桥梁、大跨度桁架结构吊装、绕城高架桥高支墩大跨度钢梁施工中，