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钢箱梁吊装施工及梁块运输、吊装变形验算

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总第177期公路与 汽运Highways & Automotive Applications193

钢箱梁吊装施工及梁块运输、吊装变形验算李相周，李晶晶(湖北富昊工程项目管理咨询有限公司，湖北武汉 430000)

摘要：以某跨河连续梁桥为研究背景，介绍了钢箱梁吊装施工方案及流程；利用八BAQUS软 件对钢箱梁梁块运输、吊装过程中的应力和变形进行有限元分析，结果表明钢箱梁应力和变形均 满足规范要求，利用有限元软件验算结果可为钢箱梁安全施工提供理论保障。关键词：桥梁；钢箱梁；吊装施工；有限元分析；变形验算 中图分类号：U445.4 文献标志码：A 文章编号：1671 — 2668(2016)06 — 0193 — 04

随着基础设施建设的加快和施工技术的提高， 钢箱梁以其自重轻、经济、架设方便等优点在大型桥 梁建设中得到广泛应用。钢箱梁一般由顶板、底板、 腹板、横隔板、纵隔板及加劲肋等通过全焊接的方式 连接而成，其吊装施工是一个复杂的过程，施工中必 须确保安全。该文以杭州市化工路跨余杭塘河桥梁 为例，运用ABAQUS有限元软件建立有限元模型， 对钢箱梁梁块运输、吊装过程进行受力分析，为钢箱 梁吊装施工提供参考。

1工程概况该跨河连续梁桥位于杭州市化工路和隐秀路交 叉口南侧，与余杭塘河斜交，右偏角度为80°。该桥 平面位于半径为326.1 m的圆曲线和缓和曲线上， 同时位于半径为1 833 m的竖曲线上，中跨跨越余 杭塘河，南北走向，线路中心与河道斜交角度为右偏 80°起点桩号为K3 + 242.500C北端），终点桩号为 K3 + 325.500C南端），中心桩号为K3 + 271.500。桥

梁总长108 m，宽度30.7 m，局部变宽。主桥采用等截面连续钢箱梁结构，全桥配跨为 (25 + 58 + 25)m。主桥采用等截面全焊钢箱梁结 构，单箱十室。道路中心线处梁高为1.9m，宽度为 30.7 m，顶板设置1.5%单项横坡，底板与顶板平行， 顶板厚度为18 mm，中墩位置顶板变厚设计为 20 mm，底板钢板厚度为18 mm，挑臂斜底板和挑 臂装饰板均设计为12 mm钢板，钢板材质为 Q345qC。横隔板均按径向布置，在道路中心线处间

距为3m,支座中心线处横隔板厚度为20 mm,其余 横隔板厚度为14 mm,腹板厚度为14 mm。全桥共 设置普通横隔板38道，4道横梁，9种形式；纵隔板 (腹板）11道。图1为钢箱梁标准横断面。

枣侧(大半径侧） 西侧(小半径侧―)图1钢箱梁标准横断面（单位：mm)2钢箱梁吊装施工2.1吊装方案该桥钢构件超长超宽，重量大，运输线路长，数 量多，运输、吊装需历时10d，在构件运输、吊装过程 中不能出现一点差错。主桥上部钢箱梁在工厂制 作，通过汽车运输到桥位进行安装。钢箱梁总的吊装施工方案如下：采用汽车吊+ 浮吊，以浮吊为主吊设备；晚上运输，白天吊装。钢 箱梁采用支架法安装。钢箱梁纵向（顺桥向，由大桩 号侧起）分为A、B、C、D、E5段，横向分为20个吊 装块，其中A段设计为1个横向吊装块，B段分为 B—1〜B—6 6个分块，C段分为C—1〜C—6 6个分

块，D段分为D—1〜D—6 6个分块，E段设计为1 个横向吊装块。全桥共计20吊，分段、分块均以底 板投影面尺寸划分。该桥与余杭塘河河道斜交，加 上航道部门要求施工必须留出通航尺寸（22 m)，不 允许在河道内设置临时支架，故分段较长，增大了安 装难度。结合现场情况，钢箱梁吊装采用一台160t

浮吊（铭鑫浮吊6)作为主吊设备，350 t汽车吊作为 辅吊设备。2.2钢箱梁吊装施工流程该桥钢箱梁中跨跨越余杭塘河，桥梁线形平纵 均为曲线，桥面较宽（30.7 m)，横断面为等截面扁平194公路与 汽运2016年11月

正交异性全焊钢箱梁，主桥与河道斜交，给钢箱梁制 造和安装带来困难。按照公路钢箱梁一般制造方 法，结合现场河道桥位安装环境，同时满足吊装要 求，把钢箱梁按照纵向（顺桥向）分段、横向分块的 原则在预制场内整胎正装制作，即在胎架上组拼、焊 接和预拼装一次性完成，然后分段、分块脱胎运至现 场进行吊装。因该工程为新建，施工范围内无交通 影响，故安排晚上运输、白天吊装，保障施工安全。根据浮吊大节段吊装方案，首跨梁段施工时，直 接利用浮吊吊装至墩顶临时支座上方，并精确控制 位置；中跨及尾跨梁段施工时，一端利用梁端临时牛 腿挂设于已架梁段悬臂端，另一端支撑于墩顶临时 支座上方。相邻节段之间钢箱梁完成焊接连接后再 进行下一跨梁段施工。大节段钢箱梁吊装见图2。钢箱梁基本安装顺序是由主桥两端向中间安 装，并从3号桥台（学院路侧）开始安装，每一段由桥

梁外弧向内弧依次安装，即A—B—C—D—E，先安 装桥梁两端A、E两个横向块，再安装B、D纵向吊 装块，最后安装合龙段C。

图2钢箱梁吊装示意图钢箱梁分段依据设计图纸、规范、公路运输要求 并结合桥位吊装要求，以底板尺寸为标准，顶底板、 腹板焊缝错开间距满足设计要求即> 5 0 c m;全桥 共划分为2个横向段（A、E)、3个纵向段（B、C、D)， 共计20吊（见图3)。

在运输吊装前对钢箱梁进行质量检查，检查内 容和方法见表1。表1钢箱梁检查内容

检查项目检查内容及方法检查工具及要求

线形检查

扭曲检查梁长（里程）检 查

预拼线形以桥梁纵向中心线为准，检查内外弧线形；根据 计算出的各节段两端横隔板处理论标高值进行检测

检查各节段两端横隔板处面底板的左右标高（高程）值，判 断各节段的水平状态及扭曲状态

检查节段顶板上节段横向中心线及节段两端横隔板处的 吊装定位测量点、线的标记，根据上述标记点、线进行节段 长度（里程）检查

节段两端口处梁高，节段两端顶底板、腹板预留尺寸；相邻

节段预拱值、长度、 宽度、水平度、扭曲、 中心距等指标的测 量检查应在温度较 稳定时进行；测量用 钢带、钢盘尺、经纬 仪、全站仪等量具均 经具备相关资质的节段端口间的节段的桥横向中心线间距；目邻节段间顶(底）板与腹板间计量检测中心检定

匹配情况检查对接角点处、对接转角处的对合度偏差；节段横断面处对

角线等合格

吊耳位置检查检查吊耳平面位置全站仪，水准仪

漆膜厚度检查钢箱梁内表面涂层厚度检查；钢箱梁外表铝涂层厚度检查无损测厚仪2016年第6期李相周，等：钢箱梁吊装施工及梁块运输、吊装变形验算195

箱梁吊装施工中，桥面吊机在船上或附近码头 拼好后用浮吊直接吊至桥面进行安装。安装调试完 毕后即可在桥塔主跨侧进行梁段悬拼施工。同塔的 2台桥面吊机同时起吊钢箱梁，从主墩开始，起吊钢 箱梁段就位，调整梁段的斜率，与前一梁段进行临时 连接，精确控制相邻梁段间缝宽接近于设计值，完成 箱梁全部截面的焊接，第一次张开拉索;桥面吊机移 去前面位置，第二次张开拉索，起吊下一段钢箱梁 段，完成临时连接。依次循环完成标准梁段安装。

3钢箱梁梁块运输、吊装变形验算取最长的C2块钢箱梁进行变形验算，验算内 容包括运输过程中的变形及钢箱梁吊装过程中的变 形。C2块钢箱梁长39.2 m，宽5m，重量117t。通 过ABAQUS有限元建模进行验算，考虑到钢箱梁 在施工阶段采用悬臂拼装的特点，钢箱梁段间焊缝 连接处的边界条件用全固结模拟，另一端部位移边 界条件为全自由，即将梁段考虑为单悬臂构件。3.1钢箱梁运输过程中变形验算为了提高求解精度，采用ABAQUS壳单元进 行建模。钢箱梁弹性模量取206 GPa，泊松比取 0.3。有限元计算模型长39.2 m，宽5 m(见图4)。

图4 C2块运输有限元模型

形较小），最大变形量为14.3 mm<35 200/500 = 70.2 mm，满足规范要求。S,MisesSNEG，(fraction=-

(Avg:75%)+ 1.142e+08 +9.516e+07 H+7.615e

+07

+5.714e+07 +3.812e+07 + 1.911e+07 ■ +1.008e+05 Max:+1.142e

+08

1.0)

Elem:ZHENGTI-1.9557Node

:210

图5钢箱梁运输中Mises应力云图（单位：Pa)

S,MisesSNEG,(fraction=-1.0)

(Avg:75%)■ +1.142e+08 ^+9.516e+07 +7.615e+07 _ +5.714e+07 _ +3.812e+07 J+1.911e

+07

■+1.008e+05 Max:+1.142e

+08Elem:ZHENGTI

-1.9557Node

:210

图6钢箱梁运输中最大Mises应力部位（单位：Pa)

U,Magnitude 丨+1.427e-02

Max:+1.427e-02 Elem:ZHENGTI-l

.12895

图7钢箱梁运输中位移云图（单位：m)

钢箱梁采用运梁车运输，运梁车由车头及托盘 组成。钢箱梁出厂时将运梁车上托盘与钢箱梁进行 焊接固定，模拟时对钢箱梁底部靠边侧2 m处 (0.15mX5m = 0.75m2)范围进行纵向、横向、竖向 三向约束。运输过程中钢箱梁主要承受自重荷载，考虑到 竖直方向可能出现的冲击情况，取1.3荷载冲击系 数，计算运输重量 G = 1.3X117X9.8 = 1 490.6 kN。 验算结果见图5〜7。由图5〜7可知：在运输过程中，钢箱梁最大应 力出现在运梁车托盘与箱梁接触部位，最大压应力 为114.2MPa<200 MPa容许值，符合规范要求；最 大变形出现在跨中腹板缺失处（另一侧有腹板处变

3.2钢箱梁吊装过程中变形验算取最重块C2进行吊装变形验算。吊装模型与 运输模型类似，长39.2 m，宽5 m。为了提高求解精 度，钢箱梁采用壳单元模拟，吊耳采用实体单元模 拟。钢箱梁采用8点起吊，吊耳一侧布置4只，布置 位置为箱梁横隔板上方，横向间距为4.6 m，纵向间 距为6 m(见图8、图9)。

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大跨度钢梁的吊装工艺计算

大跨度钢梁的吊装工艺计算

大跨度钢梁的吊装工艺计算钢梁的吊装工艺计算是为了确保吊装操作的安全性和有效性。

在计算过程中，需要考虑吊装设备、吊装点的选择、吊装过程中的力学计算等因素。

本文将介绍大跨度钢梁的吊装工艺计算过程。

首先，需要确定吊装设备的选择。

大跨度钢梁的吊装通常采用起重机进行，起重机可以选择履带式起重机或者塔机。

选择起重机时要考虑起重机的起重能力、速度、稳定性等因素，并确保起重机能够满足吊装操作的需求。

其次，需要确定吊装点的选择。

吊装点是指钢梁上进行吊装的位置，通常选择在钢梁的两端进行吊装。

吊装点的选择要考虑钢梁的重量、长度、均布荷载和集中荷载等因素，以确保吊装点能够承受吊装过程中的荷载。

接下来，需要进行力学计算。

力学计算是为了确定吊装过程中的吊点高度、角度和吊索的张力等参数。

首先，根据钢梁的重量和长度，计算钢梁的自重力，然后根据吊装点的位置和吊索的角度计算吊索的张力。

吊索的张力要满足钢梁的自重力和吊装过程中的额外荷载。

此外，还需要计算吊装过程中吊点的高度，确保吊装过程中钢梁与建筑物或地面的间隙。

最后，需要进行安全评估。

安全评估是为了确保吊装操作的安全性。

在进行吊装操作时，需要考虑吊装过程中的风力、地震力、起重机的稳定性等因素，并采取相应的安全措施，如增加吊索数量、增加反重力等。

综上所述，大跨度钢梁的吊装工艺计算包括吊装设备的选择、吊装点的选择、力学计算和安全评估等。

吊装计算的目的是为了确保吊装操作的安全性和有效性，提高工程施工的效率。

在进行吊装操作时，需要严格按照计算结果进行操作，并采取相应的安全措施，以确保吊装过程的顺利进行。

大块模板吊装验算

大块模板吊装验算

大块模板吊装验算（最新版）目录1.大块模板吊装验算的概述2.大块模板吊装验算的方法3.大块模板吊装验算的注意事项4.大块模板吊装验算的实际应用正文【大块模板吊装验算的概述】大块模板吊装验算，是指在施工过程中，对大块模板进行吊装操作前的计算和验证。

其目的是为了确保吊装过程中的安全和稳定性，防止因吊装不当导致的事故发生。

在我国，大块模板吊装验算有着严格的标准和规定，是建筑施工过程中必不可少的环节。

【大块模板吊装验算的方法】大块模板吊装验算主要包括以下几个步骤：1.确定吊装设备的类型和参数：根据吊装设备的类型，如塔吊、履带吊等，确定其工作参数，包括额定起重能力、最大起重高度等。

2.计算模板的重量和重心：根据大块模板的尺寸、材质和厚度，计算出模板的重量，并确定其重心位置。

3.确定吊点的位置：在保证模板吊装稳定的前提下，选择合适的吊点，使得吊点与模板重心的位置在同一条垂线上。

4.计算吊装绳索的拉力：根据吊装设备的工作参数和模板的重量，计算出吊装绳索的拉力。

5.验算吊装绳索的安全系数：根据我国相关标准，吊装绳索的安全系数应不小于 3.5。

【大块模板吊装验算的注意事项】在进行大块模板吊装验算时，应注意以下几点：1.严格按照国家和行业的相关标准和规定进行操作。

2.对吊装设备进行定期检查和维护，确保其工作状态良好。

3.对模板进行牢固固定，防止在吊装过程中发生晃动或脱落。

4.吊装过程中，应有专人指挥，确保吊装操作有序进行。

5.在吊装作业完成后，及时对现场进行清理，确保施工现场的安全。

【大块模板吊装验算的实际应用】在我国，大块模板吊装验算广泛应用于建筑施工现场，尤其在高层建筑和大型基础设施建设中，其作用尤为重要。

大块模板吊装验算

大块模板吊装验算

大块模板吊装验算摘要：一、吊装验算的概述1.吊装验算的概念2.吊装验算的重要性二、大块模板吊装验算的具体步骤1.确定吊装方案2.计算模板的重量3.选择合适的吊装机具4.进行吊装验算5.检查吊装过程中的安全措施三、大块模板吊装验算的注意事项1.确保吊装方案的合理性2.严格按照验算结果进行吊装3.注意吊装机具的维护和检查4.提高操作人员的安全意识四、总结1.大块模板吊装验算的重要性2.提高吊装安全性的措施正文：吊装验算是在进行吊装作业前，对吊装方案进行计算和分析，以确保吊装过程安全可靠的一个重要环节。

特别是在进行大块模板吊装时，更需要进行详细的验算，以防止因吊装不当造成安全事故。

在进行大块模板吊装验算时，首先需要确定吊装方案，包括选择合适的吊装机具、确定吊点、计算吊装过程中的受力情况等。

这一步骤对于吊装过程的安全至关重要，需要根据实际情况进行细致的分析。

接下来，需要对大块模板的重量进行准确计算，这是进行吊装验算的基础。

模板的重量直接影响到吊装机具的选择，以及吊装过程中可能产生的受力情况。

因此，这一步需要精确测量模板的各项参数，确保计算结果的准确性。

在选择了合适的吊装机具后，需要进行吊装验算。

这一步主要是对吊装过程中可能产生的受力情况进行计算，以确保吊装过程中的受力在安全范围内。

如果验算结果表明吊装过程中可能产生过大的受力，需要及时调整吊装方案，以保证吊装过程的安全性。

在进行大块模板吊装时，还需要注意吊装过程中的安全措施。

操作人员需要严格按照吊装方案进行操作，同时要确保吊装机具的维护和检查，提高操作人员的安全意识，防止因操作不当造成安全事故。

总的来说，大块模板吊装验算是一个重要的环节，需要严格按照程序进行，以确保吊装过程的安全性和可靠性。

钢箱梁吊装施工方法及工艺

钢箱梁吊装施工方法及工艺

钢箱梁吊装施工方法及工艺钢箱梁吊装施工方法及工艺1.1吊装机械选择本工程钢箱梁共计有14榀，其中左幅桥4榀，右幅桥4榀，C匝道桥3榀，D匝道桥3榀，重量均在85吨左右，其中最重的88吨，其中左幅桥和右幅桥采用架桥机架设，C匝道桥和D匝道桥采用吊车架设。

由于现场钢箱梁的施工时两端的混凝土梁已经施工完毕，且需跨高速公路。

根据现场条件选择吊车，要求满足32米水平距离，起升高度55米（桥面高度19米），起重量达到100吨，吊装难度较大，根据吊装机械的起重能力，主吊机械选用德马克的CC2500-1型500吨履带吊进行吊装，吊装时选用主臂接66米重型杆。

10米回转半径的超起装置。

其外形尺寸及主要技术参数如下图：1.2吊耳布置图及吊耳验算每片钢梁布置四个吊耳，吊耳纵向位置见下图所示，吊耳在横向方向与腹板对齐。

D匝道钢梁吊耳设置图（蓝色圆点为吊耳位置）C匝道钢梁吊耳设置图四根吊杆同时工作吊杆内力 kN（由于D匝道重量和长度都比C匝道小，故验算C匝道）根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 9.1.2，需验算三个吊环同时发挥作用的工况。

三根吊杆同时工作吊杆内力 kN工程所采用的吊耳材质为Q345，板厚为30mm，临时板式吊耳与钢箱梁顶板连接采用双坡口全溶透焊接，坡口角度为60°，板孔孔径为50mm，耳板外缘有效半径为100mm，吊耳长度L为250mm，板式吊耳大样图如下图所示：根据《钢结构设计规范》对吊耳进行计算：耳板强度计算如图所示，拉应力的最不利位置在A －A 断面，其强度计算公式为：589000128.820076.2230n P MPa MPa A σ===<??满足要求。

焊缝强度计算589000103.3200(250225)25n P MPa MPa A σ===<-??式中：σ――拉应力P ――荷载n A ――耳板与钢梁顶板焊缝接触面积满足要求。