通航孔钢平台整体提升施工技术研究.pdf

第 51 卷 2023 年 第 2 期广州建筑 GUANGZHOU ARCHITECTUREVol.51 No.2，2023通航孔钢平台整体提升施工技术研究通航孔钢平台整体提升施工技术研究梁志坚（广州市第三市政工程有限公司，广州 510060）摘摘要要：为保证某工程通航孔钢平台的顺利提升，研发了钢平台整体提升新工艺。新工艺利用挂钩可视化数字集成产品控制吊车同步提升，使得提升过程具有较高的可控性及可操作性，保证施工安全的同时，又提高了施工效率。针对新工艺设计了钢平台整体提升系统，详细阐述了分块分幅吊装方案及施工主要技术控制措施，最后对其经济效益及社会效益进行分析。结果表明，采用钢平台整体提升新工艺后，达到了既定的 7 天工期施工目标，较常规钢平台拆除重新搭设方案工期缩短了65.0%；施工成本较常规钢平台拆除重新搭设方案减少了 68.5%；为工期紧张、施工场地受限的水中通航孔钢平台、大型水上钢平台、城市立交桥梁支架平台、房建项目大型操作平台等整体提升工程提供参考。关键词关键词：桥梁通航孔；钢平台提升；吊装可视化中图分类号中图分类号：TU997文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：1671-2439(2023)02-072-04作者简介作者简介：梁志坚（1975），男，本科，高级工程师，主要从事市政工程施工方面研究，E-mail：。ResearchontheOverallLiftingConstructionTechnologyoftheNavigationHoleSteelPlatformLIANG Zhi-jian(Guangzhou No.3 Municipal Engineering Group Co.,Ltd.,Guangzhou 510060)Abstract：Inordertoensurethesmoothupgradingofthenavigationholesteelplatforminaproject,anewtechnologyofoverallupgradingofthesteelplatform was developed.The new technology uses the hook visual digital integrated product to control the synchronous lifting of the crane,whichmakestheliftingprocesswithhighcontrollabilityandoperability,ensurestheconstructionsafetyandimprovestheconstructionefficiencyatthesametime.According to the new technology,the whole lifting system of steel platform is designed,and then the block and frame lifting scheme and themaintechnicalcontrolmeasuresofconstructionareexpoundedindetail.Finally,theeconomicandsocialbenefitsareanalyzed.Theresultsshowthatthe 7 days construction period is achieved by using the new technology,which is 65.0%shorter than the conventional scheme of demolition andre-erectionof thesteel platform.Theconstructioncost isreducedby 68.5%comparedwiththeconventionalschemeof demolitionandre-erectionofthesteelplatform.Itcanprovidereferencefortheoverallliftingprojectssuchaswaternavigationholesteelplatform,largewatersteelplatform,urbanoverpassbridgesupportplatform,andlargeoperatingplatformofhousingconstructionprojects,whichareundertightconstructionperiodandlimitedconstructionsite.Keywords:bridge navigation hole;steel platform lifting;hoisting visualization0 引言引言钢平台是市政桥梁工程常用的措施项目，桥梁主体结构施工完成后需进行拆除。通航孔钢平台是保证施工过程中过往船只安全的一个重要航行通道，施工钢平台、通航孔钢平台作为材料机械运输和人员行走通道、河床清理和水下桩的操作平台以及墩柱支顶架和上部结构支顶架的支承基础平台，是重要的临时施工设施，使用时间受水上作业、高空作业、夏季洪水影响大1-3。受特发事件影响，如水位上升、有特殊通航高度要求等，需要对原有钢平台进行提升以满足通航高度要求，此时钢平台提升施工在质量、安全的控制上显得格外重要。1工程概况工程概况该工程位于增城老城区人民桥与增城大桥之间，路线西起相江路，东西向横跨增江，东止于东桥东路。由原来的只能过人的人行桥提升为人行和车行桥双幅布置，桥梁总长 170 m。本工程钢平台需在 1#6#墩间搭设钢栈桥（桥宽 8.5m）连接，栈桥起点终点位于两岸大堤外侧，航道通航孔第一阶段净宽距离 33m，第二阶段净宽10m，满足内河 III 级河道通航要求。在施工过程中，为满足增城区委、区政府及业主的相关要求，通航孔净高须在短时间内从原来 4.2m 的基础上提升0.6m，以保证通航孔净高 4.8m 以上。-72-72-梁志坚：通航孔钢平台整体提升施工技术研究2方案比选方案比选针对以上施工难题，本项目提出了以下几种方案进行比选4-8：（1）整体拆除重建：通航孔钢平台现场实际尺寸跨度 15m、宽 28m，净面积约为 420m2，若使用传统的施工工艺拆除原有钢平台，重新按照设计标高进行搭设符合要求的通航孔，至少需要 20 天，整体工期难以满足施工的要求且造价较高。（2）液压千斤顶整体顶升：选用液压千斤顶进行顶升，需要同时使用 10 个以上的液压千斤顶，且千斤顶采用行程控制，需要多次频繁更换临时顶升支座。机械设备多、工序繁琐、施工过程中更换支座多、施工周期较长、成本较大；场地条件有限，难以摆放多个液压千斤顶，施工难度大。（3）采用吊车分幅分块整体提升施工技术：通过自行设计钢平台提升系统，利用挂钩可视化数字集成产品精确控制提升同步性及提升高度；该工艺施工速度快，安全性高，绿色环保，可操作性强。通过比选，虽然整体拆除重建、液压千斤顶整体顶升两种施工方法都可以保证工程施工安全，但是造价均比较高，且工期要求难以保障。而使用吊车对钢平台进行整体提升的施工方法不仅降低了成本，还可大大地提高施工效率。3通航孔钢平台整体提升施工技术通航孔钢平台整体提升施工技术3.1自行设计钢平台整体提升系统自行设计钢平台整体提升系统在原有钢平台系统中每两组贝雷梁的空隙位置穿插 I25b 吊装扁担，作为钢平台整体提升的主要受力构件，均衡抵抗整体因通航孔钢平台自重引起的变形。同时，利用 10mm 厚钢板加工成抱箍夹子，将吊装扁担与原贝雷梁系统连接成一个整体。整个吊装系统的关键在于使用 4 台 50t 吊车同步进行起吊（如图 1），实现通航孔钢平台分块分幅整体提升。吊装扁担作为钢平台整体提升受力构件的主梁，起着抵抗因通航孔钢平台自重引起的变形作用，保证被提升部分的钢平台受力均衡，保持钢平台的整体稳定性9-12。另外，通过受力计算，第一次起吊的左幅边块（如图 2）重 56.0t，第二次起吊的中间块（如图 3）重 50.4t，每一组贝雷梁需要设置4 个吊耳。较传统工艺来讲，利用钢平台分块分幅整体提升新工艺有效提高了钢平台提升的效率，降低了所需要的费用。图图 1 起吊点布置示意图起吊点布置示意图图图 2 第一次起吊点布置图第一次起吊点布置图图图 3 第二次起吊点布置图第二次起吊点布置图3.2贝雷梁加固方案验算分析贝雷梁加固方案验算分析钢平台提升之前，对现状贝雷梁薄弱点进行加固并验算分析，确保提升过程安全可靠。提升过程中，由于钢平台自身的荷载作用，每两组贝雷梁之间的变形及位移是最大的，起吊后产生变形及位移有可能会导致起吊部分的钢平台失稳甚至倾覆；另外，钢平台整体提升是通过吊装扁担起吊的，起吊点会产生集中荷载，从而产生变形。以钢平台单组贝雷架的重量及上部工字钢的自重为均布荷载，集中力为钢板等其他荷载的最不利工况换算，以两端提升产生的集中力作为支座反力。运用计算软件进行提升前验算分析，对贝雷梁采取一定的加固措施，降低由于上述变形对整体提升带来的风险。计算结果如图 4 所示，贝雷梁加固如图 5 所示。-73-73-广州建筑GUANGZHOU ARCHITECTURE2023 年 第 2 期图图 4 结构力学求解器验算分析结果结构力学求解器验算分析结果图图 5 贝雷梁加固图贝雷梁加固图3.3 通航孔钢平台同步整体提升通航孔钢平台同步整体提升通航孔钢平台整体提升时，机械操作过程中存在较多的不确定因素会直接影响到整个钢平台的成功提升13-14。通过把塔式起重机自有的挂钩式可视化数字集成产品（俗称：吊车黑匣子）安装到 4台吊车的吊钩处，同时在起重臂最前端安装高度传感器，采用智能数据分析和借用无线传输，将每一台吊车的起重力、起重高度、起重臂与水平面的夹角等参数信息同步传输至电脑。技术人员即可在电脑观测 4 台吊车反馈的数据，并进行控制，从而保证了四台吊车提升的同步性。3.4 预加工钢支座及调平钢板预加工钢支座及调平钢板工字钢支座、调平钢板是为钢平台整体提升以后设计的一个“垫石”，根据其受力情况以及整体提升高度进行设计，由横向 4 片 32b 工字钢和竖向2*32b 工字钢对称垂直焊接而成。支座必须保证有足够的强度、刚度、稳定性，用以传递从上部现浇满堂支架带来的荷载。同时，工字钢支座以提升的实际高度进行设计，有效地保证了提升后不同的贝雷梁提升高度的一致性。工字钢支座结构及整体提升后的效果如图 6、图 7 所示。图图 6 工字钢支座工字钢支座图图 7 整体提升后效果整体提升后效果4主要技术控制措施主要技术控制措施（1）自行设计的钢平台提升系统应通过承载力验算与稳定性分析。特别是吊装扁担作为钢平台整体提升受力构件的主梁，经计算采用 25b 和 32b工字钢穿插于贝雷梁上弦杆下，进行定位及与上弦杆紧锁成整体，确保整体提升过程有足够的安全性。（2）对现状贝雷梁薄弱点加固时，现场应严格按照加固图纸施工，即在贝雷梁上、下弦杆原插钢棒的孔洞内插入 32mm 的钢筋，并进行交叉连接固定牢固，防止提升过程中贝雷梁之间的变形及位移过大导致钢平台失稳甚至倾覆。（3）钢平台同步整体提升之前，在每台吊车的起重臂大臂顶端和伸缩臂最前端各安装一个高度传感器，吊钩处安装可视化摄像头及高度传感器。起吊前对每一组装置进行单机调试，并对四组装置进行联机调试。同时，还应对 4 台吊车同步启动试吊以消除钢丝绳、吊装扁担等非弹性变形，试吊重力达到 1/4 提升钢平台整体重力时，停止提升并观察无任何变化后才能开始整体提升15-16。（4）工字钢支座施工前，需清除现有贝雷梁桥台上的杂物、污点。在工字钢支座和纵向贝雷梁上标出支座位置中心线，并保证支座的中心线与桥台上的设计中心线重合。按照线位安装预加工好的支座，空隙部分应垫入调平钢板。待工字钢支座安装、调节完毕，方可缓慢落梁。-74-74-梁志坚：通航孔钢平台整体提升施工技术研究5经济效益及社会效益经济效益及社会效益把采用常规方法拆除重建方案与本文论述的吊车分块整体提升方案的工期与费用进行比较，在工期保障和节省费用方面，吊车分块整体提升方案都有较大优势，对比结果如表 1：表表 1经济效益分析表经济效益分析表序号项目单位通航孔钢平台全部拆除重新搭设通航孔钢平台整体提升数量单价/元合价/元数量单价/元合价/元1人工费元/日40030012000035300105002机械费 1/台班40220088000/3机械费 2/台班/62500150004机械费 3/台班/44000160005购买同步设备/组/46000240006工期天207合计费用208000 元65500 元注：通航孔钢平台整体提升较传统拆除重新搭设工艺在投入上节省了 208000-65500=142500 元，且在工期上节省了 13 天。该整体提升的新工艺达到了既定的 7 天工期施工目标，节约了施工成本，充分体现了绿色环保施工的重要理念，施工效率是常规钢平台拆除重新搭设的 3 倍，满足了业主抢抓工期的要求。同时，该整体提升的方案对于今后同类型项目有很好的借鉴作用，可以推广使用。6结论结论本文研究了挂钩可视化数字集成产品控制吊车同步提升技术在通航孔钢平台整体提升中的应用，得出以下结论：（1）施工效率大幅提升。采用钢平台整体提升新工艺后，施工效率较常规钢平台拆除重新搭设方案提升了 200%。（2）经济效益好。采用钢平台整体提升新工艺后，施工成本较常规拆除重新搭设方案减少 68.5%。综上，通航孔钢平台整体提升的新工艺达到了施工目标，节约施工成本，同时也充分体现了绿色环保施工的重要理念，保障了施工的质量和安全，取得了显著的经济和工期效益，具有广阔的应用空间和较高的推广价值。适用于工期紧张、场地受限的水中通航孔钢平台、大型水上钢平台、城市立交桥梁支架平台、房建项目大型操作平台等整体提升。参参 考考 文文 献献1 马康,李维滨,余显才,等.高空连廊支模钢平台整体提升施工全过程分析与控制J.施工技术,2017,46(3):98-101.2 刘尧庆.通航孔重型大跨度提升式钢栈桥施工技术J.铁道建筑技术,2015(11):36-39.3 付鹏,叶浩羿,张姚,等.浅析钢管桩栈桥及平台在水上桥梁 施 工 中 的 应 用 J.建 筑 工 程 技 术 与 设计,2018(11):2405-2407.4 胡永.杭州湾跨海大桥南岸超长栈桥拆除设计J.铁道建筑,2007(07):15-17.5 胡永.杭州湾跨海大桥南岸超长栈桥拆除施工技术J.施工技术,2007(02):60-62.6 刘运洪.港珠澳大桥非通航孔桥钻孔平台施工方案比选J.桥梁建设,2015,45(02):6-11.7 范增选.西固黄河特大桥钢栈桥施工工艺J.铁路技术创新,2015(05):28-30.8 刘凡武,王励.超高压线路下三峡工程施工栈桥下部结构拆 除 的 分 析 与 探 讨 J.四 川 水 力 发电,2016,35(S2):133-135.9 李楠.茅岭江特大桥钢栈桥设计和施工技术 J.中华建设,2017,(004):147-149.10汪婷.石臼湖特大桥钢栈桥拆除施工技术J.建筑工程技术与设计,2015(19):778-778.11夏鑫.一种门式整体提升钢平台技术的施工实践J.建筑施工,2022,44(01):108-111.12刘晨,薛波,李美林.一种可提升式钢便桥通航孔P.陕西：CN208167497U,2018-11-30.13龚剑,房霆宸.整体钢平台模架装备技术研发及应用J.建筑结构,2021,51(17):141-144+42.14汪丽.超高层建筑施工整体钢平台标准化关键技术J.工程机械与维修,2021(05):126-128.15沈阳,徐磊,王少纯.基于风险管理的整体钢平台变形预警指标研究J.中国安全科学学报,2021,31(06):56-63.16吴维忠,陈宏宝.金塘大桥主通航孔桥基础施工平台的设计与施工J.公路,2009(01):154-160.-75-75-