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摘要：本文通过金溧河桥81.96m钢桁梁整体吊装施工技术研究，钢桁梁在临河面平地拼装成型，500吨和300吨两台浮吊共同抬吊，整体安装。成功解决了600吨级钢桁梁架设难题，为同类桥梁的施工提供了一定的借鉴和参考。
关键词：整体吊装；钢桁梁
中图分类号：TU74 文献标识码： A
1、工程概况
金溧河桥位于丹金溧漕河常州辖区金坛段，由于丹金溧漕河航道由五级整治为三级而新建的一座桥梁。新建桥梁位于老桥下游14m处，是一座主跨81.96m的下承式钢桁梁。主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度6.75m，主桁高度11m，高跨比为1/7.36。两片主桁中心距为13.2m，宽跨比为1/6.14，桥面宽度为12.0m。钢桁梁主要由上下弦杆、斜竖杆、横梁、纵梁、上下平联及横联组成，整个梁体自重600余吨。
构件名称示意图
钢桁梁构件采用工厂加工制作，桥位河道边平地拼装，500吨和300吨两台浮吊共同抬吊，整体安装。
钢桁梁河边整体拼装成型
钢桁梁整体吊装
施工方案比选
由于丹金溧漕河水运繁忙，过往船只川流不息，且过千吨级的船舶及拖挂船队很多，施工期间不得断航，按照海事部门要求，航道内若设置支架，其净跨度不得小于45m，通航限高不得小于7m。根据以上现场施工条件，对可行性方案进行比选。
（1）有支架安装
优点是钢桁架在拼装平台上进行拼装，质量易得到保证，无须拼装场地，直接在主跨间拼装合龙。缺点是为了达到通航孔要求，支架跨径较大，水上高空作业空间狭窄，拼装难度较大，且严重影响通航，同时过往船只对支架安全影响较大。
（2）缆索吊装架设
此方案优点不受航道限制，对通航也没影响。缺点是施工速度慢，投入成本也大。
（3）浮拖法
优点是钢桁梁在岸上引道上拼装，将跨河支架变成了在船上可以浮动的托架，对通航的影响非常有限，缺点是方案较复杂，滑道对接、钢桁梁上船、浮拖行进及落梁就位难度较大。
（4）整体吊装法
优点将水上高空作业转化为陆上平地作业，降低了施工风险，施工速度快，封航时间短，缺点要求在临河区域有拼装场地，且需要较大吨位的浮吊。
经过认真论证和比选，最终确定整体吊装架设为本钢桁梁的实施方案。
3、主要施工步骤
钢梁在拼装场地全部拼装，采用500t和300t浮吊浮吊整体吊装架设就位，主要施工步骤如下：
步骤一：完成基础、主墩及盖梁施工；
拼装场地与桥位及河道关系
步骤二：搭建拼装脚手架，利用汽车吊在拼装场拼装钢桁梁主桁、上下平联、横梁、纵梁、桥门架及横联；
步骤三：利用浮吊整体吊装钢桁梁；
步骤四：钢梁就位后，从两端向中间分别安装预制桥面板。
步骤五：进行桥面系施工。
4、关键技术研究
4.1、吊点选择
进行市场调研，了解周边区域内河浮吊起重设备状况，根据现有浮吊设备，采取500吨和300吨的两台浮吊抬吊法进行吊装。根据两台浮吊设备的起重性能如下表。
300t/500t浮吊起重负荷表（主扒杆长度40m）
浮吊型号 300t浮吊 500t浮吊
水平仰角(度) 65 60 55 50 45 40 65 60 55 50 45 40
起吊重量(吨) 300 280 255 225 195 150 400 380 355 315 265 200
吊点距艏(吨) 9.5 12 15 18 20 22 9.5 12 15 18 20 22
起吊高度(米) 36 34 32 29 27 24 36 34 32 29 27 24
通过计算钢桁梁在吊装过程中不同吊点处的支点反力，合理选择钢梁吊点位置，设置不对称吊点以满足吊装设备不统一的问题，保证不同型号浮吊设备充分发挥性能，完成吊装任务。本钢桁梁通过将吊点设置在上弦节点A2、A4、A3/、A5/处时，通过计算两吊的起重力分别为240吨和360吨。满足起重设备的起重性能。
钢桁梁吊装支反力图
由桁架钢桁梁吊装支反力图知：桁架各支点力分别为2399.8kN,3599.6kN。
图1钢桁梁节段吊点位置布置图
4.2、吊具设计与施工
钢桁梁吊装，通过利用上弦节点A2、A4、A3/、A5/处既有螺栓孔群，在节点内外侧通过M24螺栓各加贴一块30mm厚的Q370qE钢板，连接钢板均高出钢桁梁上弦杆顶面50cm,并在其上焊接一块720*800*30mm的Q370qE盖板，将节点内外侧加贴的连接钢板连接起来，并按间距20cm设置16mm厚度加劲板加固内外侧加贴连接板，钢桁梁吊装时，为有效减少吊索对钢桁梁的横向压力，在同节点上平联横杆上安装一根φ426*8mm鋼管作横撑，将左右两吊点相连，以抵抗吊装过程中产生的横桥向水平力；为便于钢丝绳栓结，在节点处连接盖板顶焊接销轴，销轴采用直径10cm，材质为40Cr，耳板采用500*420*30mm的Q235钢板，在销轴位置处开孔，并在开孔处内外侧各加贴一块16mm厚，外径200,内径100mm的环形钢板。
图1吊具节点处连接板栓接图
图2吊具俯视图
吊具侧立面图
为便于钢丝绳栓结，在节点处连接盖板顶焊接吊耳，通过销轴连接。销轴采用直径10cm，材质为40Cr。耳板采用500*420*30mm的Q235钢板，在销轴位置处开孔，并在开孔处内外侧各加贴一块16mm厚，外径200mm,内径100mm的环形钢板，耳板构造如图8所示。
图4耳板构造图
4.3、落架
由于支座是在钢桁梁拼装完成后，用M24高强螺栓通过支座上钢板螺栓孔与钢梁节点螺栓孔将支座与钢梁用连接起来，并将支座悬挂于钢桁梁上，为了保证钢桁梁吊装就位落梁后，钢梁支座与桥墩顶支座垫石接触密实，将支座垫石混凝土浇低2cm，然后在每侧主墩端横梁顶梁处设置两个混凝凝土支墩，钢梁整体吊装就位后，将钢梁落在桥墩顶临时混凝土支墩上，然后沿支座垫石四周支立模板，用灌浆料填满支座垫石与钢梁支座之间的空隙，待灌浆料达到设计强度后，凿除混凝土临时支墩。
5、结束语
大跨度钢桁梁整体吊装技术将水上作业转换为陆上作业，降低了施工风险，将封航时间和次数缩短至最少，整个施工期间仅仅需封航1次，时间为3小时，极大的缓解了航道交通阻塞的压力，满足了海事部门的要求，具有较好的社会效益。同时，与传统浮托架设方法相比，大大节约了拼装费用和支架搭设费用，取得了良好的经济效益。本施工方法，在航运繁忙且施工期间水位变化不大的河流上是较适用的。
参考文献：
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
关键词：整体吊装；钢桁梁
中图分类号：TU74 文献标识码： A
1、工程概况
金溧河桥位于丹金溧漕河常州辖区金坛段，由于丹金溧漕河航道由五级整治为三级而新建的一座桥梁。新建桥梁位于老桥下游14m处，是一座主跨81.96m的下承式钢桁梁。主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度6.75m，主桁高度11m，高跨比为1/7.36。两片主桁中心距为13.2m，宽跨比为1/6.14，桥面宽度为12.0m。钢桁梁主要由上下弦杆、斜竖杆、横梁、纵梁、上下平联及横联组成，整个梁体自重600余吨。
构件名称示意图
钢桁梁构件采用工厂加工制作，桥位河道边平地拼装，500吨和300吨两台浮吊共同抬吊，整体安装。
钢桁梁河边整体拼装成型
钢桁梁整体吊装
施工方案比选
由于丹金溧漕河水运繁忙，过往船只川流不息，且过千吨级的船舶及拖挂船队很多，施工期间不得断航，按照海事部门要求，航道内若设置支架，其净跨度不得小于45m，通航限高不得小于7m。根据以上现场施工条件，对可行性方案进行比选。
（1）有支架安装
优点是钢桁架在拼装平台上进行拼装，质量易得到保证，无须拼装场地，直接在主跨间拼装合龙。缺点是为了达到通航孔要求，支架跨径较大，水上高空作业空间狭窄，拼装难度较大，且严重影响通航，同时过往船只对支架安全影响较大。
（2）缆索吊装架设
此方案优点不受航道限制，对通航也没影响。缺点是施工速度慢，投入成本也大。
（3）浮拖法
优点是钢桁梁在岸上引道上拼装，将跨河支架变成了在船上可以浮动的托架，对通航的影响非常有限，缺点是方案较复杂，滑道对接、钢桁梁上船、浮拖行进及落梁就位难度较大。
（4）整体吊装法
优点将水上高空作业转化为陆上平地作业，降低了施工风险，施工速度快，封航时间短，缺点要求在临河区域有拼装场地，且需要较大吨位的浮吊。
经过认真论证和比选，最终确定整体吊装架设为本钢桁梁的实施方案。
3、主要施工步骤
钢梁在拼装场地全部拼装，采用500t和300t浮吊浮吊整体吊装架设就位，主要施工步骤如下：
步骤一：完成基础、主墩及盖梁施工；
拼装场地与桥位及河道关系
步骤二：搭建拼装脚手架，利用汽车吊在拼装场拼装钢桁梁主桁、上下平联、横梁、纵梁、桥门架及横联；
步骤三：利用浮吊整体吊装钢桁梁；
步骤四：钢梁就位后，从两端向中间分别安装预制桥面板。
步骤五：进行桥面系施工。
4、关键技术研究
4.1、吊点选择
进行市场调研，了解周边区域内河浮吊起重设备状况，根据现有浮吊设备，采取500吨和300吨的两台浮吊抬吊法进行吊装。根据两台浮吊设备的起重性能如下表。
300t/500t浮吊起重负荷表（主扒杆长度40m）
浮吊型号 300t浮吊 500t浮吊
水平仰角(度) 65 60 55 50 45 40 65 60 55 50 45 40
起吊重量(吨) 300 280 255 225 195 150 400 380 355 315 265 200
吊点距艏(吨) 9.5 12 15 18 20 22 9.5 12 15 18 20 22
起吊高度(米) 36 34 32 29 27 24 36 34 32 29 27 24
通过计算钢桁梁在吊装过程中不同吊点处的支点反力，合理选择钢梁吊点位置，设置不对称吊点以满足吊装设备不统一的问题，保证不同型号浮吊设备充分发挥性能，完成吊装任务。本钢桁梁通过将吊点设置在上弦节点A2、A4、A3/、A5/处时，通过计算两吊的起重力分别为240吨和360吨。满足起重设备的起重性能。
钢桁梁吊装支反力图
由桁架钢桁梁吊装支反力图知：桁架各支点力分别为2399.8kN,3599.6kN。
图1钢桁梁节段吊点位置布置图
4.2、吊具设计与施工
钢桁梁吊装，通过利用上弦节点A2、A4、A3/、A5/处既有螺栓孔群，在节点内外侧通过M24螺栓各加贴一块30mm厚的Q370qE钢板，连接钢板均高出钢桁梁上弦杆顶面50cm,并在其上焊接一块720*800*30mm的Q370qE盖板，将节点内外侧加贴的连接钢板连接起来，并按间距20cm设置16mm厚度加劲板加固内外侧加贴连接板，钢桁梁吊装时，为有效减少吊索对钢桁梁的横向压力，在同节点上平联横杆上安装一根φ426*8mm鋼管作横撑，将左右两吊点相连，以抵抗吊装过程中产生的横桥向水平力；为便于钢丝绳栓结，在节点处连接盖板顶焊接销轴，销轴采用直径10cm，材质为40Cr，耳板采用500*420*30mm的Q235钢板，在销轴位置处开孔，并在开孔处内外侧各加贴一块16mm厚，外径200,内径100mm的环形钢板。
图1吊具节点处连接板栓接图
图2吊具俯视图
吊具侧立面图
为便于钢丝绳栓结，在节点处连接盖板顶焊接吊耳，通过销轴连接。销轴采用直径10cm，材质为40Cr。耳板采用500*420*30mm的Q235钢板，在销轴位置处开孔，并在开孔处内外侧各加贴一块16mm厚，外径200mm,内径100mm的环形钢板，耳板构造如图8所示。
图4耳板构造图
4.3、落架
由于支座是在钢桁梁拼装完成后，用M24高强螺栓通过支座上钢板螺栓孔与钢梁节点螺栓孔将支座与钢梁用连接起来，并将支座悬挂于钢桁梁上，为了保证钢桁梁吊装就位落梁后，钢梁支座与桥墩顶支座垫石接触密实，将支座垫石混凝土浇低2cm，然后在每侧主墩端横梁顶梁处设置两个混凝凝土支墩，钢梁整体吊装就位后，将钢梁落在桥墩顶临时混凝土支墩上，然后沿支座垫石四周支立模板，用灌浆料填满支座垫石与钢梁支座之间的空隙，待灌浆料达到设计强度后，凿除混凝土临时支墩。
5、结束语
大跨度钢桁梁整体吊装技术将水上作业转换为陆上作业，降低了施工风险，将封航时间和次数缩短至最少，整个施工期间仅仅需封航1次，时间为3小时，极大的缓解了航道交通阻塞的压力，满足了海事部门的要求，具有较好的社会效益。同时，与传统浮托架设方法相比，大大节约了拼装费用和支架搭设费用，取得了良好的经济效益。本施工方法，在航运繁忙且施工期间水位变化不大的河流上是较适用的。
参考文献：
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）