钢箱梁技术论文

钢箱梁技术论文
摘要：对于钢箱梁技术方面，如果方案可行，措施得当，则具有充分的可行性和推广价值。

在钢箱梁的吊装技术上，挑战更大跨度、更大截面、更复杂的地形条件下的钢箱梁具有重要的研究意义。

前言
钢箱梁防腐涂装体系及其施工工艺在本项目使用中达到了长效防腐的目的，采用长效防腐技术对保护桥梁的腐蚀起到了大大的减缓作用，有效的保护了桥梁的结构性能，延长了桥梁的使用寿命。

1 钢箱梁技术吊装需解决的主要问题
（1）该钢箱梁系当时国内最小平面曲线半径（仅55m）、空间结构最复杂、单跨最重的钢箱梁，号称“西南第一跨”，因此无相同经验可借鉴。

该钢箱梁四次跨越沪昆复线并连续跨越南过境高架桥，施工场地狭小；施工期间既要保证机动车道和非机动车道上车辆行人通行，又要保证铁路轨道上的火车正常运营，还不允许在主桥跨内架设临时支撑；施工安全危险大、干扰大，吊装施工难度也较大。

（2）在铁路既有线上，正确的选择吊装设备，才能保证安全的吊装重量250t的单箱三室钢箱梁。

（3）在铁路既有线上，接触网电压高（22 千伏），采取有效的措施，才能保证列车的正常运营通行，施工又不受影响。

2 钢箱梁现场吊装技术的解决措施
箱梁四次跨越复线，并且钢箱梁与成昆线斜交，斜交的最小角度仅为43°，桥型为最小半径65m 的圆曲线，单幅最大跨度为
37m+45m+37m。

还连续跨越昆明市南过境高架桥，桥型为半径75m 的圆曲线，最大跨度为35.5m+55m+36m。

在跨越既有铁路时，还要考虑已经立项在建的昆明枢纽工程所必须预留的二线位置，共计跨越了四线。

为保证电气化双线铁路，公路上下层车道的保通，箱梁为单箱三室，纵向无法分割，单节一次吊装重量大250t，属第一次，堪称“西南第一跨”。

施工期间不能影响行人、车辆通行及列车运营，现场安装工作内容包括现场测量、钢箱梁吊装、定位。

现就对难度最大，具有代表性的FH2 匝道（东转南匝道）进行重点介绍。

由于桥型为曲线，箱梁底宽8.6m，因此架桥机和顶推的方案都是不可行的。

第二种方案是考虑汽车吊。

经过多方考察，最可行并且具有最大吊装能力的起吊设备是履带吊。

从技术性能上来说，首先，履带吊的履带接触地面积大，其次伸臂长度可达50m 以上，再有起吊高度可以进行调整，最高可达30m。

特别是履带吊可以现场拼装。

最终方案确定选用国内单台最大起吊能力500t 的利勃海尔履带吊。

3 钢箱梁的吊装节段划分方案
FH2 匝道上有2 联连续钢箱梁，桥跨布置为37m+45m+37m连续钢箱梁、53.129m 简支钢箱梁。

自既有北侧南二环高架引出后，以R=95m 的半径由西转向北，上跨既有铁路，上跨铁路采用53.129 钢箱梁，
然后匝道转向南，并与船房道口东侧位置再次上跨沪昆铁路,上跨铁路及南二环采用37+45+37 连续钢箱梁，然后转向东，于既有南二环高架南侧西向东下匝道结束，匝道桥全长845m，宽度9m。

简支钢箱梁起始桩号为：17#，终止为：18#。

铁路轨顶标高：1890.64（53.129m 跨）；跨越铁路桥定设计标高最低为：1903.487，由1903.487-3.2-1890.64=9.65 得钢梁离轨顶高度为：9.65m。

斜跨铁路长度为26.6m。

跨越铁路支架搭设要求最低净空高度：8.06m；最小净空宽度：10m。

根据现场条件，将箱梁分成5 段吊装：
（9.8+10+14+10+9.3m）。

支架搭设位置是在18 号桥墩至17 号桥墩第一个分段口，总体吊装顺序为：V 段+IV 段+III 段+II 段→I 段。

连续钢箱梁起始桩号为：24# 止于27#，由24 号至25 号墩上跨铁路，25 号墩至26 墩上跨南过境高架。

铁路轨顶标高：1889.68
（37+45+37m 跨）；跨越铁路桥设计标高最低为：1907.405，由1907.405-3.2-1889.68=14.525 得钢梁离轨顶高度为：14.525m，总跨越铁路长度为14.8m。

跨越铁路支架搭设要求为：a、最低净空高度：9.0m；b、最小净空宽度：10m。

连续钢箱桥上跨铁路和南过境高架桥的起重总重约660t，由于现场条件限制，没有条件整体吊装，本连续箱梁只能分段吊装，方案决定采用500t 履带吊进行节段的吊装，高空拼接。

箱梁分成11 段吊装
（11.5+14+6.5+10+10.47+14+10.4+10+6.5+14+11.5m）, 总体吊装顺序为：1+2+3 段→4+5 段→6+7+8 段→9+10+11 段。

4 吊装平面布置及吊装作业场地要求
要求500t履带吊车履带路基板所压及范围内地面结实平整，不应有地面凹凸现象存在，以保证履带吊车路基板均匀受力，确保安全。

保证500t 履带吊车空载设备行走时，地面允许不大于±1°的倾斜度，设备行走时地面允许±0.5°的倾斜度，地面过渡必须自然，不得有梯度。

履带吊车的组车、组杆场地,500t 履带吊车组杆方向上自吊车回转中心起20m 范围内要求无障碍物，地面结实平整，满足吊车组杆时中小型配合吊车的行走和作业条件。

500t 吊车超级配重15.5m 回转半径范围内不得有设备基础、建筑物等障碍物。

做好以下事宜：
（1）协调调度好铁路在箱梁吊装过程中的运营时间；
（2）协调好运输钢箱梁线路、装车的车辆、配合组装吊车的小型吊车和20t 运输车辆（运输配重等）；
（3）协调高架桥上、下层的断路事宜。

FH2 匝道的第一节段钢箱梁需跨越成昆铁路，方案采取一次整体吊装的方法，总重250t，长度47.1m,在现场焊接后，一次吊装到位。

具体操作如下：履带机首先在现场进行拼装、起臂，通过旋转，对准所吊钢箱梁的中心线位置，放下吊钩，将钢绳固定在各个吊点，调整吊钩的中心线与钢箱梁的重心基本重合，然后试起吊，验证钢箱梁是否处于平衡，底面是否处于水平状态，再进行调整。

试吊完毕后，正
式起吊，调整吊臂的角度与吊绳的高度，使箱梁底部高出吊装位置2.0m，吊机向前行走到位，放下钢绳，将箱梁放至距支架0.5m 左右。

操作平台上的人员将箱梁初固定，以免发生大的晃动。

对位人员与吊机司机保持通信，对箱梁的轴线认真核对，吊机司机根据对位人员发出的信号，通过前后移动吊机，旋转吊臂，起放吊绳等动作，使箱梁对位精确度控制在50mm 的误差以内时放下吊绳，当箱梁底部与支架支座最小一个点的位置相距30mm 时，再一次调整吊机，使箱梁位置的精确度控制在15mm 以内时放下箱梁。

如果误差大于15mm，则需对起钩重新调整，直至所有误差最大不超过15mm。

方可完全落钩，落钩后根据误差，采用千斤顶和人工配合对箱梁进行调整。

保证误差在允许范围内，再进行最终固定并实施焊接。

5 既有线防护技术的解决措施
（1）在四次跨越成昆电气化复线铁路中，由于不能中断铁路的正常通行，铁路上方6.5m～7.5m 范围内22 千伏的电气化接触网不能断电，在列车间隙内不允许施工。

为解决这个矛盾，采用自行设计的钢结构及防静电复合绝缘板防护支架棚洞，形成一个人工隧道。

即保证铁路通行又可以施工，钢结构支架不但可以承受绝缘防静电板的重量，也可以承受钢箱梁的重量。

这样即便在吊装过程中发生安全事故，也不会使钢箱梁对铁路既有线和接触网造成损害，这在国内既有线施工中是首次使用。

（2）采用人工防护支架棚洞的目的是除了在搭设和拆除人工防护隧道和钢箱梁的吊装过程中，除利用铁路天窗时间进行封锁外，其他时间尽量不影响铁路的正常运行，包括钢箱梁在铁路上方的安装、焊接、外部装饰、附属工程的施工，没有这样的防护，整个桥梁的施工过程都需要封锁线路，这样对铁路交通的影响非常大，会使铁路运输基本处于瘫痪状态。

搭设人工防护隧道要解决以下问题：
（1）确保铁路上方施工操作人员的人身安全，特别是防静电板的安装可以直接避免接触网高压电流对人身的伤害；
（2）确保桥面在施工过程中有可能发生的高空坠物不会碰击铁路运输中的来往列车，并且有效避免接触网受到损害，避免发生放电、短路熔断等事故。

避免发生任何铁路运输的安全事故；
（3）使得现场施工人员不能进入到运行中的铁路线路，特别避免闲杂人员和行人随意攀越铁路进入到铁路线路区域，以及铁路上方正在制作安装的钢箱梁施工区域，有效避免安全事故。

同时铁路一侧的高空坠物在反弹后不损害铁路线路，影响运输安全；
（4）为避免钢箱梁在吊装中发生意外后，避免事态向更恶劣的趋势发展，在设计竖向支撑时，沿铁路两边方向，在钢箱梁与铁路斜交的整个投影区域内，设置双排65 式军用支墩，在纵横向、垂直方向都用钢结构进行连接，形成一个完整的结构，这样即便在吊装过程中
发生意外，整个人工防护隧道都可以承受住钢箱梁坠落后的冲击，以及抗倾覆能力，保证接触网和既有铁路线路不受损；
（5）为了防止铁路接触网22 千伏电压的电击触电事故发生，在军用支墩顶部，以及横跨铁路的方向设置I55a 工字型钢,并且进行有效焊接。

在线路上方形成一个完整的封闭的钢结构，犹如开挖的隧道形成一个保护环。

在接触网上方，采用专用的防静电板，悬挂在横跨的工字型钢下方，使接触网有一个保护罩。

在工字钢上方用50mm 模板满铺并加强固结。

在木板上方满铺绝缘的石棉板并固定好。

65 式军用支墩两边最外一排的整个外立面采用安全防护网进行封闭，这样，整个人工防护隧道便形成了。

6 结语
如果方案可行，措施得当，具有充分的可行性和推广价值。

在钢箱梁的吊装技术上，挑战更大跨度、更大截面、更复杂的地形条件下的钢箱梁是下一步要探讨的问题。