中交一航局第一工程有限公司 天津市 300450
摘要：本文主要介绍了履带吊架设预应力I型梁施工技术研究,对其施工工艺验证、施工参数设定、施工质量控制等进行论述。此技术的应用，为后续I型梁施工提供有力的技术支持，并为以后类似工程提供重要借鉴。
关键词：双机抬吊；I型梁安装；新型吊具；印度尼西亚；
Research on Construction Technology of Post-tensioned I-beam by Double-machine Erection
Yang Zhubin Li Xinglei
Abstract: This paper mainly introduces the construction technology of prestressed I-beams for crawler cranes, and discusses the construction process verification, construction parameter setting and construction quality control. The application of this technology provides strong technical support for the subsequent I-beam construction and provides an important reference for similar projects in the future.
Key Words: Crawler crane; I-beam erection; construction quality control; Indonesia;
1研究背景
后张法预应力混凝土I型组合梁 ,以其结构自重轻,构造简单、便于制作等优点 ,在桥梁建设中广泛被采用。后张法预应力混凝土简支I型梁的设计,由于其横向刚度比纵向刚度少几十倍, 长细比大、竖向重心偏高、侧弯刚度较小等缺点，导致梁体的横向稳定性比较差。因此,在上部结构的安装中,梁与梁之间以横隔板相联结,以增强结构的整体性和稳定性。但在梁的张拉、吊运过程中,因为没有横向约束,梁体处于最不利的受力状态，如果出现双机不同步、梁体倾斜、梁体摆动过大等情况时，极易产生过大的侧向变形从而导致梁失稳，有较大安全生产隐患。自2017年9月22日至2017年12月30日短短不到三个月内印尼多个工程发生三起履带吊吊装I型梁重大安全事故，造成1人死亡，多人受伤。联系到本工程，在业主缩短8个月工期的情况下，相应梁施工时间区间减少，如何在确保施工安全、施工质量、施工节点的情况下，提高施工效率，降低施工成本完成I型梁安装任务是本工程面临的最大难题，鉴于此，特对履带吊架设预应力I型梁施工技术进行专题研究以指导现场施工。并希望通过此项技术研究与总结,供大家在类似工程施工中参考。
1.1工程概况
印尼梭罗至卡托索诺收费公路一期项目位于印度尼西亚爪哇岛，是雅加达到泗水高速公路的一部分。项目业主为印尼公共工程部公路总局。本工程路线总长度为37.4km，总合同额为2.36亿美元，我部实施整个工程的60%即22.44km。
我部施工区段内桥梁结构共计20座，其中15座主线桥，2座板桩结构，3座天桥。
1.2桥梁特性概述
表1-1使用履带吊架设桥梁（部分）特性统计表
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由于工期要求，本工程I型梁安装采取履带吊与架桥机同步安装施工方案，其中使用履带吊架设桥梁见上表，从上表可知使用履带吊架设桥梁主要分为四种跨度，单跨最小跨径为16.6m，最大跨径为30.8m；单片梁最小重17吨，最大重59吨；最小梁高1.25米，最大梁高2.1米。
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图1-1 I型梁接缝及连接头 图1-2 I型梁典型断面
2 研究目的和意义
研究履带吊架设后张法预应力I型梁施工技术工艺并总结出此类型架桥机操作规程以指导现场施工。通过此项技术研究与总结，可为以后类似的含有此类型I型梁的工程提供宝贵施工经验。
3 机械设备选型
采用双机抬吊架设I型梁工艺，履带吊的选型需综合根据履带吊的作业条件（吊机座位位置），作业半径，吊物吊重、吊高，双机抬吊安全保证系数等多种因素确定。根据《履带起重机安全操作规程》以及由一公司、一航局、一航院组成的专家组论证，吊车带载行走在任何工况情况下荷载不得大于吊车额定起重量的56%。由表1可知，163+144桥30.8米I型梁为采用双机抬吊工艺架设的最重I型梁（59吨），根据住友150吨履带吊性能表可知，12m的作业半径，主臂仰角66°，主臂长27.43m，其额定起重量为54t，则54×56%=30.24t＞29.55，满足要求。
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图3-1 163+144桥现场工况
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图3-2住友150吨履带吊外形尺寸
4起重高度验算
两台履带吊的座位位置，不同的桥梁需根据各桥梁现场实际条件、两台吊机拿梁工况确定。并以吊装方案、梁的出运路线、出运距离等合理布置存梁区位置。存梁区的设置需以尽量减少场地面积，便于梁的出运为原则。以Sta.163+144梁为例，存梁区设置在桥台的后侧，停机地面到梁顶标高为6.67m，I型梁高度为1.7m。吊装时吊钩距梁顶面高度为1.1m。
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图4-1 163+144桥I型梁安装平面图
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图4-2拿梁工况示意图
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图4-3极限工况示意图
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图4-4钢丝绳挂扎方式示意图
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图4-5吊装高度计算示意图
则根据要求：H≥h1+h2+h3
式中：H——吊车的起重高度（米），从停机面起至吊臂顶端高度；
h1——地面到梁面顶标高；
h2——安装间隙，按 0.3m考虑；
h3——吊装梁顶距吊钩中心高度（米），1.1m。
由上式计算h1+h2+h3=6.67+0.3+1.1=8.07m。
经计算H=SQRT（27.43*27.43-12*12）=24.66m﹥8.07m。满足要求。
综上：查150吨履带吊主臂起升性能表，150吨吊车12 m的作业半径，臂长为27.43m，能满足起吊重29.55的吊装要求。
5吊具及钢丝绳的选用
5.1 钢丝绳的选用
考虑到项目钢丝绳吊具的统一性等，我部履带吊施工所用钢丝绳和架桥机所用钢丝绳一致。用最重I型梁50.8m,119.2t作为计算依据，只要选用钢丝绳性能能够满足此梁起吊要求，其它梁均可满足：
最重梁按119.2t考虑，吊索具重量取1t; 采用双机两端吊装时，每端钢丝绳承受拉力为60.6t。经过验算以规格为6×37+I-φ60mm、抗拉强度为1770MPa、最小破断拉力为1870KN的钢丝绳能够满足要求。
5.2吊具的选用
I型梁长细比较大，如果采用直兜起吊方式，钢丝绳自由长度过大，一旦梁体在钢丝绳内发生转动，梁体侧向跨中将产生较大弯矩，有较大安全隐患，为了增大I型梁在吊装过程中吊具与梁体的接触面积，提高起吊稳定性，降低I型梁的晃动，特设计了吊具卸扣（形式见下图），采用吊车大小钩配合进行拆装。相对于φ60mm钢丝绳直兜方式，该型号吊具与梁底接触面积增大了约3.7倍，确保了I型梁在吊装过程中整体稳定性。
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图5-1卸扣示意图
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图5-2卸扣实物图
5.3卸扣强度验算：
卸扣选用35mm厚Q235钢板焊接叠拼，中间采用同样型号厚度的钢板进行加肋，在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列规定计算：
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经核算f=7.51N/mm²<f=205 满足强度要求。
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图5-3受力分析图
在主平面内受弯的实腹构件，其抗剪强度按下列规定计算：
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经核算
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=108.6N/mm²<
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=120 满足抗剪强度要求。于此同时对直径10cm的销子抗剪强度进行验算，计算
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=96.8N/mm²<
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=110满足抗剪强度要求。
6履带吊架设I型梁重点准备项目
A：开工前，现场做好 “三通一平”的准备工作，即：水、电、路。场地平整，施工临时便道贯通，承载力满足要求。
B: 架梁所需各材料检测合格且分类、整齐堆放、苫盖，并设立明显标识牌，以区分材料的规格及受控状态。
C：梁张拉压浆后强度、整体线型严格检验确保符合质量要求。
D：根据梁的安装位置，现场存梁条件以及出运顺序进行标号。
E：核查盖梁顶面、垫石、支座标高及平面位置。
F: 盖梁顶面的尺寸、标高及平面位置符合设计要求，放出梁落位边线。
G：其他架梁所需小件加工制作完毕。
H：支座安装完毕，并验收合格。
7履带吊架梁施工流程图
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图7-1履带吊架梁施工流程图
8I型梁临时支撑措施
当采用双机抬吊施工，最先架设边梁，从内向外依次架设。边梁临时支撑采用在桥台墙身侧面预埋d=25mm的销钉，用5t倒链将边梁整个捆绑稳定后，再松吊钩；中梁采用d=22mm的钢筋和横隔板钢筋、预埋锚杆钢筋焊接的方式进行加固，梁与梁中间按照4m间距设置5*10cm的方木支撑，在对应位置梁顶端采用d=22mm的钢筋和梁顶预埋外伸钢筋进行焊接，对梁进行横向限位。
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图8-1临时支撑限位立面图 图8-2临时支撑限位平面图
9双机抬吊过程中安全技术措施
因采用两台150吨履带吊抬吊安装I型梁，保证两台吊车协调一致非常关键，直接关系到每台吊车的起吊安全。在起吊过程中，要求如下：
（1）双机抬吊安装I型梁，最优选择两履带吊起吊性能一致，能更好地发挥双机协作能力，并确保两司机操作协调一致。同时，吊索安全系数不小于6。不准单索系直起吊。起吊前应检查吊机、吊钩、滑轮组、钢丝绳倍率是否满足吊装要求。起吊时两机吊钩应确保垂直，不得倾斜，以防梁离地时造成一台吊机失重而另一台吊机超荷，并且在起吊前将两机吊索拉紧，然后同时起吊，使两吊索受力平衡，吊装过程中要保持梁水平，起升动作平稳，操作协调。
（2）起吊时两台吊车垂直起吊，吊臂严禁向下和向上变幅。向下因变幅容易产生超负荷状态，向上变幅时，所产生的分力较大也容易产生超荷失稳，必须严格遵守操作规程进行操作。
（3）待I型梁起吊上升至超过支承点高度30cm时各吊臂向同一方向旋转，待指挥人员确认I型梁支点转至承托点（投影）上方时，才徐徐落下，进行对线就位。
10 结语
通过对双机抬吊安装I型工艺流程进行验证优化、以及新型卸扣吊具的采用，在确保施工效率的同时保证了施工安全，圆满完成了我部全部主线桥I型梁架设任务，取得了不错的经济效益。此技术的应用，也为后续国内外类似工程I型梁安装施工提供了重要借鉴。
参考文献：
[1]中华人民共和国质量监督检验检疫总局、中华人民共和国标准化管理委员会，GB6067.5-2014，《起重机械安全规程》，北京，中国机械工业出版社，2008-8-1.
[2]中华人民共和国质量监督检验检疫总局、中华人民共和国标准化管理委员会，GB-8918/2006，《重要用途钢丝绳》，北京，中国标准出版社，2006-7-1.
[3]中华人民共和国质量监督检验检疫总局、中华人民共和国住房和城乡建设部，GB50278-2010，《起重设备安装工程施工及验收规范》，北京，人民出版社，2010-8-1
[4]印度尼西亚公路工程部，BSEN 14679:2005，GENERAL SPECIFICATIONS TOLL ROAD PROJECT (2015)，雅加达，2015.
[5]中华人民共和国能源局，DL/T5248-2010，《履带起重机安全操作规程》，北京，中国电力出版社，2010-5-24.