摘要：钢箱梁的吊装既要考虑吊装过程的技术质量控制和施工进度及安全，也要考虑吊装现场实际交通及障碍物情况。或者由于现况构筑物交叉施工影响，不能在临时支墩上进行拼装的段落，则不可避免运用到自由端悬拼方案。悬拼技术对于线性、预拱度等的把握和验算至关重要。
关键词：桥梁；钢箱梁；悬拼；吊装
钢箱梁桥梁结构不仅能满足上跨多车道道路要求的大跨径，又能实现快速拼装，大大缩短了占用现况交通的时间。但是，由于跨跃城市重交通路段不能够完全断交通，而钢箱梁的制作分段又受到吊装运输条件的限制，临时支墩布设又受客观环境影响。因此一些特殊跨度桥梁甚至会涉及到需要悬拼等难题。拼装过程对预拱度、线性的把握难度较大，稍有疏忽，就会酿成质量、安全事故。为此，本文以北京梅市口道路工程跨西五环路钢箱梁吊装施工案例进行剖析，便于兄弟企业在今后施工中遇到类似施工问题后能够规避风险，保障工程的顺利进展。
1 工程简介
梅市口路跨五环互通立交桥主桥段，上部结构型式为（50+58+42）米钢混组合梁，桥梁全长150米，桥梁宽2*21.25米，分为两幅独立桥梁修建。每幅桥有4个钢箱，各分5个制作段，编号分为A/B/C/D/E。下部结构为柱式墩台，钻孔灌注桩基础。
2 施工构想
设计桥梁横跨西五环路，并且左右两幅桥中间有地铁线，因主桥在地铁线南北两侧，所以吊装现场选择在桥区两侧。该分部分项工程属于危险性较大序列，且钢箱梁吊装起重量最大为72t，属于单件起重量超过100KN的起重安装工程，其吊装方案须经过专家论证。
根据设计图纸，左、右幅桥横桥向各由5段钢箱梁组成，纵桥向各设置4座临时墩，共计8个临时墩，临时墩分别由16根Ф600×20钢管柱组成，即每片钢梁下由4根钢管柱支撑，经验算系统稳定。
需连续跨越新建E匝道桥、现况卢沟桥北路及五环路。架设分三期实施，第一期安装C段，第二期安装B段及A段，第三期安装D段及E段。施工期与E匝道桥现浇箱梁同步，其中A、B段接口位于E匝道桥现浇箱梁之上，存在交叉作业影响。为此，我们对比了常规吊装与悬拼吊装两种安装方式。常规吊装工艺需在AB接口处设置临时墩，影响E匝道桥现浇箱梁施工，施工存在先后顺序，延长了工期。A、B段若采用悬拼吊装，则可以将临时墩平移至E匝道桥现浇箱梁范围之外，不影响现浇箱梁施工，施工可同步进行。综合考虑工期、成本等因素，最终形成了A、B段悬拼吊装，其余段常规吊装的施工思路。
3 起重吊装设备选择
吊装与运输需在夜晚进行。结合施工现场情况，经过计算和分析，吊装考虑采用双机抬吊及单机吊两种方式。起重设备选用徐工集团QAY300型汽车起重机两台；DEMAG AC350型汽车吊一台；LBHER90型汽车起重机一台。另外，对钢丝绳也进行了充分验算。
4 A、B接口临时墩位置的选定
本桥临时墩均采用φ820×14mm钢管搭设，顺桥向设2排，中到中间距为1.8m，横桥向每道腹板下设2根，钢箱梁腹板与管中重合。AB接口投影距E匝道桥现浇箱梁左侧边线为2.39m，距右侧边线距离为9.31m，因此，AB接口临时墩若向E匝道桥左侧平移，则需平移3.7m，若向右侧平移则需平移10.62m。由此可见，临时墩向左侧平移最为经济合理。
5 悬拼过程钢箱梁位移变形、受力模拟
利用有限元分析MIDAS软件，根据自由端悬拼吊装顺序，考虑最不利受力位置，模拟施工阶段工况，进行钢箱梁、悬拼工字钢、临时墩结构受力分析，指导自由端悬拼吊装方案设计。
全真模拟悬拼吊装过程中钢箱梁最不利位置位移变形及最大内力。
A、B段钢箱梁主体结构施工阶段最大应力为52.5MPa，出现在A段中部位置，钢箱梁应力满足规范要求。
分别采用常规吊装工艺与悬拼吊装工艺，A、B段钢箱梁主体结构位移比较如下：
（1）常规吊装，A段中部施工阶段最大位移36mm；A段中部成桥最大位移112mm；A、B段拼接处位移为0。
（2）悬拼吊装，A段中部施工阶段最大位移36mm；A段中部成桥最大位移124mm；A、B段拼接处位移为4mm。
计算结果比较可知，采用悬拼吊装结构位移增大，其中成桥位移增大12mm，施工阶段A、B段拼接处位移增大4mm，在钢箱梁制造时要考虑此部分预拱度设置。
6 悬拼工字钢设计
本工程悬拼吊装施工的A段单片梁长37.435m、重69.588t，B段单片梁长22m、重56.078t，用于悬拼的工字钢在本工程受拉力及剪力，对刚度及强度要求比较高，每片钢箱梁设2根悬拼工字钢，全桥共16根。工字钢高60cm，顶板及底板宽度均为60cm，长819cm。工字钢腹板尺寸为8190×560×16mm，顶板及底板尺寸均为8190×600×20mm，材质为Q345qD，焊接而成，顶板、腹板及底板的T型对接焊缝缝角不小于10mm。工字钢用于吊装A段时，临时搭接于B段，采用高强度大六角头螺栓（GB1228-1231-91）与A段钢梁的2道横隔板及B段的1道横隔板栓接，每个栓接部位共用12个高强螺栓。A段上工字钢长度为619cm，B段上工字钢长度为200cm。待各钢梁拼接口全部栓接完成后，
拆除悬拼工字钢。
由工字钢应力模拟计算图可以看出，工字钢截面的最大应力出现在与钢箱梁B段连接位置，为剪应力，应力值为78.9MPa，满足强度要求。连接螺栓验算经过验算，承载力设计满足规范要求。
7 自由端起吊悬拼
7.1 B段钢箱梁吊装：
根据施工方案，钢箱梁A段与B段采用悬拼拼接，A段钢箱梁拼接于B段钢箱梁，故首先吊装B段钢箱梁。B段钢箱梁采用QAY300汽车式起重机一台独立吊装。首先吊装地铁线南侧5、6段，以吊装B5、B6号梁为例，QAY300型起重机就位于10轴盖梁与H1支架之间，运梁车位于H1支架东侧。吊车配置98.2吨配重，选用杆长30.8米，回转半径14米，额定起重量为58.7吨，吊装重量56吨，吊车满足B段钢梁的吊装需要。QAY300汽车起重机一次就位可满足两段箱梁的吊装，地铁线北侧与南侧吊装相同。
7.2 A段钢箱梁吊装:
吊装A段钢梁采用QAY300汽车起重机两台，双机抬吊完成。以地铁线南侧A4、A3段为例，一台QAY300型起重机就位于H1支架东侧，另一台QAY300就位于9轴盖梁西侧，吊车车头向南，两台吊车都配置98.2吨配重，选用杆长30.8米，回转半径18米，额定起重量为47吨，吊装重量69.5吨/2+1.6（吊索具及吊钩）吨=36.35吨，吊车载荷系数为78%，满足两车抬吊的安全系数。运梁车进入跨内两台吊车可起吊范围，进行吊装作业。吊车一次就位可吊装两片钢梁，地铁线北侧与南侧吊装相同。
结语
在总结梅市口跨五环钢箱梁吊装施工经验的同时，也有几点体会：
（1）合理、合法的交通导改方案以及钢箱梁安全运输是吊装作业能否顺利实施的关键。
（2）吊装过程要组织有序，各道工序必须紧密配合，确保流水作业，避免窝工而延长占用重交通道路的时间。
（3）钢箱梁的悬拼连接是本工程安装过程质量控制重点，要通过有限元分析MIDAS软件模拟计算，确认安全方可实施，确认合理的搭接工字钢方案。要严格执行有关规范。
参考文献：
[1]《梅市口道路工程桥梁施工图设计》
[2]《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000
[3]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001