广西建工第一建筑工程集团有限公司
摘要：为了完善市政钢桁架桥梁吊装施工方法，本文着重探究了此类项目的吊装施工工艺，采取仿真测试分析的方式，对工艺应用效果进行检验。本研究以某市政桥梁工程为例，选择分条安装方法，提出了吊装施工工艺要点及施工工序，并给出了工艺检验思路。仿真结果表明，本文提出的施工工艺稳定性较高，扰度和强度测试结果符合施工标准。
关键词：吊装施工；稳定性；钢桁架桥
市政钢桁架桥梁结构较为复杂，桥梁吊装难度，当前采用的施工工艺在桥梁强度、稳定性、扰度3项指标上存在较大提升空间，需要在现有的施工工艺基础上进行改进[1-2]。根据桥梁吊装施工要点可知，施工工具的选取和吊装工艺对其施工质量影响较大，所以本文选择这两个方面作为重点探究内容，以某市政钢桁架桥梁建设工程为例，根据工程施工要求，提出新的桥梁吊装施工工艺[3]。
一、市政钢桁架桥吊装施工工艺
1、工程简介
某市政桥梁建设总长度270m，宽度7.5m，该工程跨径30m+6×35m+30m，采用的核心结构为连续钢管桁架。以直线为基准，在其上方布设桥梁，设定纵断面坡度大小为-2.1%。桥梁整体结构为圆笼造型，选择圆环片作为横断面处造型布设主要工艺，采用环环相扣方式，建立钢管之间的连接，通过焊接形成一个完整的桥梁。由于桁架质量偏大，加大了吊装施工难度，对吊装施工工艺水平提出了较高要求。
2、施工方案
对于本文研究的钢桁架桥，为了保证吊装施工满足施工质量要求，必须准确计算桥梁结构材料运送位置，记为预定位置，按照此位置布局情况，合理设计吊装顺序和吊装作业参数，而后按照设计方案进行安装。
首先，在施工平台上焊接桥梁框架结构，根据挂件组装结构不同，分别焊接各个模块。其次，按照吊装顺序，将各个经过焊接处理的组装模块运送到指定位置[4]。最后，严格按照安全施工管理要求，完成桁架模块安装，形成完整的桥梁结构。按照上述步骤，依次吊装桁架桥梁与桥结构，在两种材料的中间布设连接管，经过焊接处理，使得桥梁结构得以固定。
安装施工期间，采用分条安装方法，将桥梁整体结构拆分为多个模块，在现场管理人员指挥下，按照设定的顺序吊装每个模块至设定位置，确定摆放安全以后，由电焊工负责安装作业。此处选用的安装工艺为焊接工艺，从而形成完整的桥梁结构。另外，按照包含关系，可以将部分单元结构嵌入到主单元结构中，将其看作独立的模块进行施工，从而降低桥梁施工复杂程度。
3、重要施工工具的选取
本工程施工的关键关节在于吊装，如果吊装选择的吊绳未能达到承重标准，则会出现吊装失败，甚至引发安全事故。为了尽可能提高作业安全性，本研究根据多年施工经验，选择200t规格吊车作为作业工具。其中，吊绳属于6×37系列，直径为 ，能够承受1850MPa之内的抗拉强度。通过计算本工程吊装拉力大小可知，当前拉绳必须承受重量25.87t。由于桥梁材料较多，需要划分为4个点位同时作业，所以吊装总重量为103.48t。作业期间，控制钢丝绳与钢拱圈之间的夹角，大约为60°，在此条件下，本文选取的吊装材料在实际应用中可以承受89.62t重量，超出了70t重量标准，所以选择6×37系列吊绳能够完成吊装施工任务。另外，钢管尺寸为299×16mm。按照4个点位计算，那么选择的卸扣规格为30t，4个点位共计120t，超出了70t重量标准。从理论层面上来看，本文提出的吊装材料选取方案可行。
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图1 施工工序
4、桁架桥吊装施工工序与检验
（1）吊装施工工序
本次吊施工配备3台吊车，其中200t规格调查两台，用于吊装桥梁桁架，另外一台吊装设备规格为25t，作为临时支柱安装吊装工具。施工期间，由规格为200t的吊车负责将钢桁架转移到制定位置，而后进入组装阶段。为了避免吊臂出现形变或者受到损伤，每完成一次吊装作业以后，都需要借助辅助工具支撑桥梁建设材料，确定支撑稳定后，采取焊接等施工工艺开始建立桥梁结构的连接。考虑到施工秩序对施工质量提升影响较大，本文在探究桁架吊装工艺时，根据施工要求，设计了吊装施工工序，如图1所示。（见图一）
按照图1中的施工工序，依次将不同编号的桁架梁运输至指定位置，以胯间作为标定点，依次完成材料吊装任务后，由电焊技术人员，负责完成各个材料之间的焊接工作。所有焊接工作结束后，开启检测模式，分别对各个焊接点的焊接情况进行检测，通过仿真测试分析等方式，对吊装施工工艺可靠性进行判断。最后的验收阶段，严格按照工程质量标准，对每一项指标进行测试，观察验收指标数据，生成验收结论，符合标准情况下，拆除临时墩。反之，针对验收存在问题的工程，立即采取修复处理措施。
（2）吊装检验
桁架桥吊装期间，处于作业状态的设备需要承载较大的负荷，为了保证作业安全性，以截面稳定性作为检验标准。关于截面稳定性的检验，需要计算钢柱截面、回转半径，以单缀条体系为例，计算相关指标数值，按照《钢结构设计标准》，确定稳定系数，经过计算推理分析，检验局部稳定性[5]。另外，分别对桥梁钢结构的各个分支稳定性进行全面检验，依据验算结果，得出截面稳定性判断结果。按照此检验思路，采用有限元分析法，构建检验模型，将施工工艺参数输入其中，通过观察输出的仿真结果，得出较为精准的判断结论。
二、基于有限元分析的施工工艺应用研究
1、钢桁架桥梁强度检验
利用有限元分析法，构建本工程桥梁模型，将相关参数代入模型中，生成弯矩云图、剪力云图、受荷载影响条件下主桥桁架钢管云应力图，分别如图2、图3、图4所示。
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图4 受荷载影响条件下主桥桁架钢管云应力图
综合观察图2、图3、图4，结合仿真测试数据得知，该工程桥梁压力和拉力应力指标最大数值依次为182.4MPa、165.9MPa，前者数值产生位置在钢管根部周围。按照施工规范，这两项指标数据均达到标准。
2、钢桁架桥梁稳定性检验
本工程选用的钢管规格为299×16mm，此规格对应的稳定性系数大小为0.983，按照桥梁钢结构施工规范进行检验。本工程的施工工艺中稳定性系数符合桥梁施工稳定性要求，可以按照从方案实施。
3、钢桁架桥梁扰度检验
本次仿真测试沿着水平方向和垂直方向，分别测量吊装最大位移数据，测得结果依次为7.55cm、4.63cm。按照桥梁钢结构施工规范进行检验，检验结果显示该施工工艺符合扰度标准。
总结
本文围绕市政钢桁架桥吊装施工工艺展开研究，以某市政桥梁工程为例，采用分条安装方法，将桥梁结构拆分为多个模块，按照施工工序实施。仿真测试结果显示，本文提出的施工工艺实施中，桥梁压力和拉力应力指标最大数值依次为182.4MPa、165.9MPa，水平方向和垂直方向的吊装最大位移分别为7.55cm、4.63cm，稳定性系数为0.983，均符合施工标准。
参考文献
[1]袁理,黄影,赵宇清.悬索桥浅滩区钢桁梁吊装施工新技术[J].中外公路,2019, 39(3):155-157.
[2]朱立山,才振山,蒋雨骎.洞庭湖大桥两跨连续钢桁架加劲梁合龙方案研究[J].中外公路, 2019,249(5):128-132.
[3]刘建国,朱军,杨云飞,等.超长异形钢筋笼吊装数值模拟分析及方案比选[J].施工技术, 2019,48(22):49-54.
[4]张明亮,邓超,宋祉辰.累积顶推滑移技术在大跨度钢桁架施工中的应用[J].施工技术, 2020,567(20):38-41.
[5]郭宏,刘凯,薛建英,等.太原二青会终点塔悬挂钢桁架结构施工工况模拟分析[J].科学技术与工程,2020,20(12):4853-4859.