毛里求斯伊本立交桥项目预制I梁预制吊装专项施工研究

毛里求斯伊本立交桥项目预制I梁预制吊装专项施工研究

张振伟

中国水利水电第九工程局有限公司  贵州贵阳  550081

摘要：为了确保桥梁施工顺利进行，并提高桥梁工程整体质量，本文以毛里求斯伊本立交桥项目为研究对象，分析了在伊本立交桥项目中进行预制I梁预制吊装专项施工的技术要点，根据工程特点和施工需求，在合理确定预制I梁预制吊装基本参数的基础上，按照设计要求进行规范化施工。研究认为在预制I梁预制吊装施工中，施工单位要根据预制I梁的结构、尺寸等选择合适的吊装设备，做好钢丝绳选配工作，计算好钢丝绳的起吊受力，在做好充分准备工作的前提下预制I梁预制吊装专项施工。

关键词：伊本立交桥；预制I梁；吊装

引言：在现代建设领域，预制梁是一种前沿构件，具有降低成本、缩短工期等优势，其吊装效率和安全性，在一定程度上影响着整个工程项目的质量[1]。在桥梁工程项目中，预制梁由于构件尺寸、跨度、截面和自重较大，在装配过程中对吊装机械、基本参数等有着严格的要求，需要在具体施工前做好相应的设计工作，确定好预制梁吊装施工的基本参数。因此，如何在桥梁施工中做好预制I梁预制吊装专项施工，一直是行业关注的焦点。

一、工程概况

毛里求斯伊本立交桥项目主要包括7条匝道（A~G）、8条辅道（FR1~1，FD1~4）、2条引道（Ramp1，Ramp2）、M3现有道路加宽等道路工程；一座新建上跨现有Ebene转盘的桥梁（1#桥）、对现有跨M1高速公路的桥梁进行拼宽处理（2#桥）、对现有M3转盘处进行立体改造新建下穿桥涵并在两侧新建两个小型转盘（H1、H2）。1#桥为三跨简支梁结构，最大跨度23m，每跨包含11片简支梁，单根梁宽度初步设计为48cm，梁高度13.m的I形断面结构；2#桥为梁跨简支梁结构，跨度为19.6m，每跨有10片简支梁，单根梁设计宽度为48cm，梁高度为1.3m的I形梁结构。3#桥为下穿涵结构，计划采用现场整体浇筑的施工方式。在本工程中，1#桥桥跨长度为23m，桥宽17.53m，桥两侧转盘路面宽为9~15m。1#桥预制I梁吊装平面示意图如下。2#桥桥跨长度19.05m，桥面宽度18.55m，桥梁垂直于M1公路，被测为现有桥梁结构，南侧M1道路空间可充分利用。

二、伊本立交桥项目预制l梁预制吊装专项施工设计

（一）钢丝绳选配

在本工程中1#桥预制I梁重量为26t，2#桥预制I梁重量为23t，选择6*37+1-Ø39-170规格的钢丝绳。钢丝绳允许拉力按以下公式计算：

    （1）

式（1）中，为钢丝绳允许拉力；为钢丝绳总破断力；为钢丝绳安全系数；为换算系数。

不同钢丝绳结构对应的换算系数见表1。

表1 钢丝绳破断力换算系数

（二）钢丝绳起吊受力

在本工程中，汽车吊吊具、吊钩重量为1t，吊装时每段使用一根钢丝绳一弯两折，单股钢丝绳的荷载用以下公式计算：

   （2）

式（2）中，为吊物重量；为吊具吊钩重量；为动力系数；为重力加速度。

根据1#和2#桥的预制I梁自重，梁桥预制I梁钢丝绳计算荷载分别为85.74KN和76.21KN。

由于本工程选择的钢丝绳规格为6*37+1-Ø39-170，预制I梁的起许用拉力按公式（1）进行计算，得出结果为975.3KN。

从计算结果来看，显著小于起许用拉力，所以本文选择的钢丝绳能满足预制I梁吊装需求。

（二）吊装验算

根据预制I梁结构的基本参数，以及施工现场的具体情况，本工程选择的吊装设备为汽车吊[2]。在吊装过程中，汽车吊四条支腿要均匀受力，每条支腿分担1/4总荷载，在排除最不良受力条件的情况下，为保证吊装作业的安全性，需要对单支腿最大受力进行计算，其计算公式如下：

   （3）

式（3）中，为单支腿的最大受力；为吊装物重量。

二、伊本立交桥项目I梁预制与装车运输

（一）I梁预制

本工程在吊装预制I梁前，要先在预制场预制I梁，预制台采用钢筋混凝土台座，台座底面采用钢板焊接成整体，保证台座的平整性和稳定性，并采用定型大钢模板组合拼装的方式制作I梁模板，将I梁钢筋就近与钢筋加工场加工后，由人工抬至预制台座进行现场绑扎。在预制I梁时，施工人员要利用垫块控制好保护层的厚度，并采用混凝土罐车将混凝土运输至浇筑位置，经溜槽自然下料入仓，使用30小型插入式振捣器振捣密实，浇筑后对预制I梁进行覆盖或洒水养护。在I梁预制后，施工单位可以在I梁混凝土强度达到设计标准后拆模，每片I梁的预制周期约4d，具体施工流程如下：

1、模板安装

本工程I梁预制施工中，采用标准化的组合式钢模，模板及其配件按设计图纸的要求进行加工，钢模经现场检验合格后施工。在浇筑混凝土前，施工人员要先在钢模上涂刷脱模剂，模板和钢筋安装配合进行，对妨碍绑扎钢筋的模板需要在设置好钢筋后进行安设，预制场内部的钢模采用5t龙门吊进行吊装和移运。

2、钢筋安装

I梁预制施工中使用的钢筋表面不能有锈皮、杂质、灰尘、油蜡，钢筋要平直、无局部弯折，在安装钢筋前施工单位可以采用冷拉的方法将钢筋调直，随后使用支承固定钢筋。钢筋交叉点江南韵绑扎，两方向中距小于300mm时可间隔一交叉点进行绑扎，梁体受拉筋都采用绑扎的施工方式

[3]。对固定筋的预制混凝土垫块，其强度要与相邻混凝土保持一致，其纵横向间距不得超过1.m，在竖向上的误差不得超过5mm，不能使用木、石等作为垫块材料。

钢筋接头按毛里求斯既往工程项目推行的标准规范，采用绑扎链接或机械链接的形式，受力筋链接接头设置在内力较小的区段，错开布置。机械链接结构长度区段内，同一钢筋不能设置两个接头；对绑扎结构，两接头的距离不能小于1.3倍搭接长度。在接头长度区段内的受力钢筋，其接头截面面积最大百分率按表2的规定进行控制。

表2 受力钢筋接头面积的最大百分率

3、混凝土浇筑

本工程的预制I梁采用商品砼进行浇筑，采用混凝土贯彻进行运输，直接通过贯彻溜槽下料、入仓，采用人工插入式振捣将混凝土振捣密实。在浇筑混凝土前，施工人员要先清理模板上的杂物和积水，清除钢筋上的污垢，检查模板、钢筋、预埋件的情况，将模板结构上的缝隙填塞严密，在模板表面涂刷脱模剂后开始浇筑混凝土。I梁预制前，施工单位要确定好混凝土的最佳配合比，控制好混凝土的整体性能和塌落度，采用分层浇筑的方式，控制好每层混凝土的厚度。

（二）装车运输

在I梁预制完成后，每片I梁采用2台80t汽车吊装车起吊，采用3台专业梁体运输车进行运输。在装车运输时，汽车吊的吊钩要垂直对准吊点，在线进行多次对绳试吊并找准I梁受力中心后正式起吊，起吊时要避免超载、斜拉，I梁两端要保持受力均匀，避免与其他梁体发生碰撞，遵循慢起轻放的原则，避免装车吊装时I梁受到损坏[4]。在装车前，施工人员要先检查预制梁的强度和质量，做好测量放样工作，提前安装板式橡胶支座。

在装车时，I梁需要与拖车的重心对准，利用I梁的支点受力，装车后使用钢丝绳和倒链将I梁捆绑结实，再用两根顶杆在I梁的两侧将构件顶紧，随后检查I梁是否装车到位，在确认无误后运输至施工现场。在I梁运输过程中，押车人员要密切观察倒链、钢丝绳、顶杆的状态，观察各部件是否发生松动，一旦发现问题要立即停车重新进行捆绑。

三、伊本立交桥项目预制l梁预制吊装专项施工要点

（一）施工准备

在预制I梁吊装施工前，施工单位要根据施工需求，提前准备预制I梁吊装施工需要的施工机具、施工材料，采用超声检测、表面品质检测等方法，检测各类材料的质量与性能；检测和调试施工机具的性能。各类施工材料进场后，施工单位可以结合出运单检测各类施工材料，着重检查施工材料的型号、数量、规格等，排除破损、变形、老化的施工材料[5]。在正式吊装前，施工单位要先做好测量放样工作，在各汽车吊支腿上设置专用垫板，垫板下设置一层薄砂找平，保证预制I梁吊装的稳定性，避免吊装不到位或损坏预制I梁的情况。本工程的主要施工机具与材料见表3。

表3 预制I梁吊装施工中主要的施工机具和施工材料

在准备好施工机具和施工材料后，施工单位还要根据劳动力计划，有序组织施工人员、管理人员进场，如吊装总指挥和副指挥、吊装操作手、吊装指挥、运梁车司机、安全员、测量员、普工等，做好技术交底，使全体成员对自身职责做到心中有数，在一切准备就绪后开始预制I梁吊装施工。

（二）I梁吊装方式

1、1#桥预制I梁吊装

根据1#桥预制I梁的结构尺寸、重量等，本文选择一台170t吊机进行吊装施工。在预制I梁吊装过程中，施工单位需要将汽车吊布置在1#桥桥跨下中部位置，通过M3高速公路将预制I梁运输至桥跨外平行于1#桥向方向，再利用汽车吊将I梁垂直提升至指定高度，随后控制汽车吊旋转预制I梁，使预制I梁缓慢吊至安装位置，再采用人工微调的方式保证预制I梁安装位置的精确性。

2、2#桥预制I梁吊装

根据2#桥预制I梁的结构尺寸、重量等，本文也选择1台170t吊机进行吊装施工。在预制I梁吊装过程中，吊机主要布置在2#桥桥跨下中部，通过M1高速公路将I梁运输至桥跨下垂直于2#桥向方向，再利用汽车吊将I梁提升至指定高度，随后旋转、吊装至指定位置，控制在预制I梁吊装的精度。

（三）I梁吊装检查

在运梁车和调查就位后，施工单位要做好起吊检查工作，在吊点位置用钢丝绳将梁体兜住，起吊至运梁车前10~20cm停车，检查构件的绑扎情况和吊索的拉紧情况，在I梁平稳后继续起吊。起吊I梁时钢丝绳和I梁夹角不得小于60°，I梁起吊无法满足夹角的要求时可以在梁体上设置横杆或吊架辅助起吊，避免在起吊的过程中造成钢丝绳或I梁损坏。在起吊前，施工单位要检查好吊机的情况，重点检查发动机传动部分，在确认无误后开始进行吊装作业

[6]。预制I梁起吊前，施工单位要确保将汽车吊的所有支腿伸出，在支腿撑脚板下设置方木，调节好汽车吊机体后，使地面倾斜度和回转支承面在无负荷条件下小于1/1000。

（四）起吊和安装

在I梁起吊时，施工单位要注意提升操作人员和指挥人员的配合程度，要求吊车操作人员严格按照指挥人员发出的信号进行操作。I梁起吊和落吊时，吊件下方禁止人员通过，预防安全事故的发生；汽车吊变幅要保持平稳，严禁猛起猛落的操作。起吊构件要拉好溜绳，构件的起落、转向速度要保持均匀、平稳，转向时在未停稳前不得做出反向动作，严格控制吊钩的上升高度。

I梁经汽车吊进行安装时，可以将I梁吊装置吊装位置的1.5m高空处利用溜绳配合吊机对I梁安装位置进行初步定位，在准确定位后缓慢将I梁下落，在距离支座标高5cm左右时进行精确调整。在I梁安装就位后，施工单位在不卸落钢丝绳时，先安排施工人员在墩台位置设置好临时支撑后再卸落钢丝绳，随后准备下一片I梁的吊装。

结语：综上所述，本文以毛里求斯伊本立交桥项目为研究对象，分析了预制I梁的吊装施工要点，认为在吊装预制I梁前要先做好吊装设计，在选择好吊机和钢丝绳后，按施工要求做好I梁预制、装车和运输等工作，按设计要求进行吊装施工，控制好I梁吊装的速度、方向和位置等，在适当调整的基础上保证预制I梁吊装的精确度。

参考文献

[1]李春青.桥梁预制梁板三台起重机抬吊吊装研究[J].建筑机械化,2024,45(10):129-131.

[2]刘安,孙小飞,邵志超,田龙飞,王淼.整体预制π型组合梁吊装过程分布式光纤监测研究[J].公路,2024,69(10):114-119.

[3]张涛.市政道路桥梁工程预制梁吊装施工技术应用[J].石材,2024,(07):150-152.

[4]倪宏涛,周远海,黄文龙,赵振夫,田巧玲.大跨度预制工字梁吊装施工技术[J].中国电力企业管理,2022,(33):92-93.

[5]吴悦.UHPC预制梁在公路危桥改造中的应用[J].交通世界,2022,(27):11-13.

[6]赵忠磊,张鹏,郑桂林,李磊,胡世金,周伟.双吊车接力抬吊安装预制梁例析[J].建筑,2022,(13):69-70.