精軋螺紋鋼和吊耳板結構在箱梁吊裝中的應用

薛峰 包江山

摘要：山東液化天然氣（LNG）項目碼頭工程共有箱梁51榀，長度共有33.75m、30.45m、20m三種長度，其中長度33.75m的雙孔管線橋箱梁重量為331.6t。箱梁吊裝采用吊耳板結構配合精軋螺紋鋼的施工工藝，改變了以往兜底吊裝或者預埋圓鋼吊鼻的施工工藝，加快了安裝進度，圓滿的完成了箱梁安裝任務。

關鍵詞：箱梁安裝、精軋螺紋鋼

中圖分類號：U448文獻標識碼： A

一、引言

1、工程概況

山東液化天然氣（LNG）項目碼頭及陸域形成工程位于青島市董家口港區，碼頭結構形式為圓沉箱重力墩式結構，引橋工程共有18個獨立平臺，其中17個平臺通過預應力砼箱梁進行連接，總計51榀，混凝土強度等級為C50F350。箱梁吊裝使用300t全回旋起重船，采用正向吊裝最大吊重為360t，最大起吊高度為水面以上49m,雙鉤間距3m。

箱梁主要尺寸、重量及數量

序號 箱梁名稱 型號 尺寸（m）：長*寬*高 外形描述 重量：t 數量：榀

1 車行道箱梁 CXQ-01 33.75*5（2.2）*1.8 梯形梁 260.2 9

CXQ-02 20*5（2.2）*1.8 梯形梁 163.0 5

CXQ-03 30.45*5（2.2）*1.8 梯形梁 237.1 1

CXQ-04-1 33.75*5（2.2）*1.8 梯形梁 260.9 1

CXQ-04-2 33.75*5（2.2）*1.8 梯形梁 260.9 1

2 管線橋箱梁 GXQ-01 33.75*3.2*2 雙孔矩形梁 331.6 11

GXQ-02 20*3.2*2 雙孔矩形梁 211.2 5

GXQ-03 30.45*3.2*2 雙孔矩形梁 322.6 1

GXQ-04 33.75*1.6*2 單孔矩形梁 193.9 11

GXQ-05 20*1.6*2 單孔矩形梁 123.9 5

GXQ-06 30.45*1.6*2 單孔矩形梁 178.0 1

方案選擇均以管線橋箱梁GXQ-01計算。

2、精軋螺紋鋼：

預應力混凝土用螺紋鋼筋也稱精軋螺紋鋼筋，是指整根鋼筋上軋有外螺紋的大直徑、高強度、高尺寸精度的直條鋼筋。該鋼筋在任意截面處均可以用帶有內螺紋的連接器或錨具進行連接或錨固。它具有連接、錨固簡便，粘著力強，張拉錨固安全可靠，施工方便等優點，而且節約鋼筋，減少構件面積和重量，其具有高強屈服強度是普通鋼筋的4倍，專業工廠化加工質量有保證，使用專用螺母緊固方便。

二、箱梁吊裝施工方案選定

1、方案比選和確定

1.1、兜底吊施工方案

預應力箱梁預制在貢口預制場預制，出運時在龍門吊下設置輔助吊索吊運的施工工藝，安裝時利用起重船吊裝。

取動力系數1.2重力設計值F=398， 兩端兜底吊按2點受力計，每端吊帶受力199t, 根據吊裝角度確定方式系數為1.4（參見巨力手冊），所需吊裝帶最大工作荷載為142t,因此，選用RO2-200型吊帶，配10m長2根，其最大工作荷載為200t.。

設置吊點間距為28m，為防止吊裝帶在吊裝過程中出現滑移，在箱梁頂部設置定位變向抗剪預埋件。吊帶繞梁兜底后，用卡環與鋼絲繩連接。

夾角計算：吊帶長10m，兜底后每端伸出1.4m，鋼絲繩長35m,起重船雙鉤間距3米，吊帶厚度按46cm計算，吊帶橫向中心距3.66m鋼絲繩與梁的夾角α=70. 5 o，吊帶單股一端豎向受力99.5t，鋼絲繩荷載105.5t，水平分力FX=35.2t.。

1.2、精軋螺紋鋼吊裝施工方案

在箱梁預制時預埋精軋螺紋鋼，吊裝時在精軋螺紋鋼上安裝吊耳板，吊耳為雙吊耳結構形式，吊裝時利用直徑140mm的鋼銷穿入雙吊耳，鋼索具套住鋼銷進行吊裝。

本次總吊重=構件重量（最大者）+吊索具重量=331.6+（10+0.24）=341.8t。

本次吊高和跨距要求：

鋼絲繩選用有效長度為35m，根據箱梁吊耳板距梁端距離，得出鋼絲繩與箱梁夾角為67°，滿足起重規范要求。根據實際情況，梁體較長，不可能出現三點受力的情況，同時在箱梁施工砼配比變化可能導致梁重量增加，因此按梁重350t荷載考慮，4點吊裝4點受力進行計算，單點受力標準值為：350÷4÷sin67=95t，索具采用單根鋼絲繩兩個鎖扣形式，并使用金屬套管壓制接頭，同時考慮吊裝時垂直荷載1.15倍動力系數，95*1.15=109t，因此，索具的工作載荷要求為≥1090KN。

1.3、方案選定

貢口箱梁預制場地沒有相應的兜底吊施工設備，箱梁安裝時現場吊帶在海上拆除不便，現場操作難度較大。精軋螺紋鋼吊裝時起吊簡單，貢口預制場提梁機設備施工方便，海上安裝時操作簡單，箱梁安裝精度容易控制。

為保證施工的安全性及施工質量，項目部選擇精軋螺紋鋼和吊耳板結構進行箱梁起吊和安裝。

1.4、精軋螺紋鋼、箱梁吊耳、吊索具、封鉤鎖具

精軋螺紋鋼：現場使用是牌號為PSB830型直徑32mm精軋螺紋鋼，其價格較普通鋼筋稍高一些，但由于其強度高，最終使用量大大減少，預埋時節約了寶貴的空間，避免與箱梁上部其他預埋件交叉。

吊耳板：原設計采用一次性吊耳板，吊耳板底部根據鋼筋直徑開孔，使用時穿入直徑28mm錨爪鋼筋塞焊連接為一體，但吊裝完成后需用氣焊割除頂面吊耳板，由于箱梁數量較多，如此吊耳板消耗量大，調整為精加工重復使用吊耳板和精軋螺紋鋼組合的吊具。箱梁頂部共設置吊耳4組，吊耳布置和詳細結構見下圖：

鎖具從中國巨力集團索具產品目錄中進行比選，選定如下索具：

壓制繩圈，由φ104 6×84WSNS+IWR-1870系列鋼絲繩制作。單根額載140T，破斷700T。安全系數為700÷109=6.4倍（若考慮4點吊按3點吊受力進行計算則系數變為4.8倍）

另外，為保證吊裝過程中起重船雙鉤頭保持3.0m間距，需采用鋼絲繩將兩雙鉤封住，封鉤力大小為：2×1090/tg67=925.4KN，因此擬選用1根直徑65mm插編纖維芯鋼絲繩，公稱抗拉強度1670Mpa，工作載荷為436KN，繞2圈，中間使用1個25t高強卡環連接，總承受荷載可達436×4=1744KN＞925.4KN，滿足使用要求，共使用約15米，總重1560÷100×15=234kg。

2、施工工藝流程

3、施工工藝要點及施工步驟:

3.1、由于本工程首次使用精軋螺紋鋼和吊耳板結合的吊裝工藝，施工時要確保螺紋鋼相對位置準確和順直，且吊耳板底面必須平整，保證吊耳板能夠正確組裝。

3.2、安裝前現場準備工作

（1）吊裝前開始接收未來幾天的天氣和海浪預報，確保在合適的風力和浪高條件下進行吊裝作業。

（2）在墩臺施工過程中就要嚴格控制箱梁擱置面墩臺上預埋鋼板的標高和平整度，嚴禁傾斜，標高誤差控制在5mm以內。安裝前要逐一進行復測，對標高和平整度超出要求的要提前進行處理，確保安裝質量和安裝施工的順利進行。

（3）吊裝前要在箱梁的兩端提前栓方向控制繩，以便安裝過程中調整箱梁的方向，同時準備各種加固調整所用的材料和工具。

（4）用木方提前在墩臺上做好限位，以保證墩臺與箱梁的伸縮縫寬度滿足設計和規范要求。

（5）吊裝前專人在起重船上檢查箱梁支座的規格型號安裝是否有誤。