箱梁吊装施工方案
一、工程概况
205国道分离立交桥左线K158+196,共5孔、右线K158+197,共6孔。上部构造均为30m箱梁,全桥共预制组合箱梁44片。
二、吊装方案的设计
2.1 出坑龙门的设计
2.1.1 龙门结构
30m预应力箱梁最大出坑起吊重量约为96t,高度为1.6m,底宽1.0m,顶宽2.65m。出坑龙门架净空7m ,可以满足起吊高度的要求。龙门架的主横梁,采用装配式公路钢桥加强的三排单层贝雷片,主横梁的跨径为25m。起吊系统每一个吊点安装一台 5T单筒慢速卷扬机配6轮滑车组一对;行车系统每边由4对火车车轮组成。其中一对车轮为驱动装置,作为自行式行走系统。
三、行车架设及受力计算
根据箱梁最大自重(96T),选用50T贝雷片落地门式行车,行车上部主梁采用贝雷片拼装,立柱支腿采用φ377*7螺旋焊管焊成八字型支腿,下部采用摆线针轮减速机为动力的行走大车。本安装行车主要有贝雷片组合梁、起重天车、行走大车、主支腿、操作室等部件组成。
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贝雷片组合梁:
用90cm支撑架组合三条贝雷片承重梁,内档净宽80cm,便于滑车档内行走。组合梁的贝雷片每片接头上下部位需采用90cm支撑架加强,增加侧向刚度。
起重天车:
天车采用5T卷扬机配六门60T滑车组成,提升速度为0.67m/min。行走用二台BLEN131-121-1.5制动减速机,行走速度5m/min。
行走大车:
行走大车是行车纵向行走系统。为减少单轮轮压,行走大车采用二只车轮为一组合,两轮中心距为60cm。车轮踏面宽为10.5cm。大车采用BL14-59-3减速机驱动,行走速度为本11.5 m/min。
主、副支腿:
采用φ377*7螺旋焊管焊成,与上部、下部采用螺栓连接。
操作室:
安装行车电源操作控制系统,为了便于集中控制操作,二台安装行车各设一个操作室,两行车之间电源连接采用单独连接。
轨道地基处理:
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落地门式安装行车拼装前,先对轨道下部进行开挖,行成宽80cm*长50cm的基槽,设置整体钢筋骨架,并用C30砼浇筑,待砼达到一定强度后,铺设铁轨,二条轨道间距偏差控制在±0.5cm,处于同一水平面上,保持平行状态。
1、 安装行车由熟练起重工人操作,由专人指挥,遵守起重安装操作规程,六级以上大风禁止作业。
2、 安装行车的起重天车、行走大车等外露齿轮,须勤加油、勤检查。
3、 定期对安装行车整体结构上轴肖、螺栓、钢丝绳、电器线路进行检查,发现松动、磨损等情况及时紧固、更换。
部分结构计算
1、梁板出坑起重机钢丝绳计算
板梁出坑采用6门滑车组,Ф23.75mm钢丝绳。根据滑车轮组数,共有钢丝绳13根,由《公路施工手册·桥涵》查表得每根钢丝绳破断拉力总和324KN,钢丝绳破断拉力换算系数为0.82,每根钢丝绳换算为324×0.82=265.7KN,则6门滑车额定安全起重量为265.7×13=34.1KN。
已知30m预制箱梁自重最大的端跨边梁,自重为960KN。则每端起吊集中荷载为960/2=480KN。安全系数K=34.1/480=7.196,根据起重构件安全规定,钢丝绳安全系数要求﹥6。故该出坑龙门钢丝绳满足荷载要求。
2、出坑龙门强度计算。
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a.主梁受力分析
箱梁自重为960KN,卷扬机、钢丝绳、滑车组总重约为50KN。则主梁受力如下图所示:
图示:
Q图:
M图:
1、 由箱梁集中荷载产生的内力
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Q1max= P=480KN
M1max=MB=P*a=480*1.5=720 KN.M
2、由横梁自重均布荷载产生的内力
横梁自重及其他配件合计重量约为4KN/M
Q2 max= QL/2=63KN
M2 max =QL*L /8=4*31.5*31.5/8=497KN.M
计算得:
Q= Q1max+ Q2 max=3KN
M= M1max+ M2 max=720+497=1217 KN.M
b.出坑门架容许应力
根据交通部《装配式公路钢桥使用手册·绗架容许内力表》查得,
单排单层321钢桥容许最大弯矩788.2KN·m,容许最大剪力
为245.2 KN,而出坑龙门为加强6排单层,换算得出坑龙门架主梁允许最大弯矩为4729.2 KN·m,容许最大剪力为1471.2 KN。
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c.主梁强度校核:
综合上述计算可得,出坑龙门主梁Qmax=3 KN﹤[Q]=1471.2 KN,剪力安全系数K1=[Q]/Qmax=2.71。
Mmax=1217 KN·m <[M]=6750 KN·m,安全系数为K2=[M]/Mmax=5.55。
故出坑门架强度满足施工要求。
1、 梁板吊装起重机钢丝绳计算梁板出坑采用6门滑车组,Ф23.75mm钢丝绳。根据滑车轮组数,共有钢丝绳13根,由《公路施工手册·桥涵》查表得每根钢丝绳破断拉力总和324KN,钢丝绳破断拉力换算系数为0.82,每根钢丝绳换算为324×0.82=265.7KN,则6门滑车额定安全起重量为265.7×13=34.1KN。
2、 已知30m预制箱梁自重最大的端跨边梁,自重为960KN。则每端起吊集中荷载为960/2=480KN。安全系数K=34.1/480=7.196,根据起重构件安全规定,钢丝绳安全系数要求﹥6。故该梁板吊装钢丝绳满足荷载要求。
3、 2、架桥机跨梁强度计算。
4、 a.主梁受力分析
5、 箱梁自重为960KN,卷扬机、钢丝绳、滑车组总重约为50KN。则主梁受力如下图所示:
图示:
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Q 图:
M图:
1、 由箱梁集中荷载产生的内力
Q1max=QAB =P=480KN
M1max=MB=P*a=480*1.5=720 KN.M
2、由横梁自重均布荷载产生的内力
横梁自重及其他配件合计重量越为4KN/M
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Q2 max= QL/2=63KN
M2 max =Q*L*L /8=4*31.5*31.5/8=497KN.M
计算得:
Q= Q1max+ Q2 max=3KN
M= M1max+ M2 max=720+497=1217KN.M
b.架桥机容许应力
根据交通部《装配式公路钢桥使用手册·绗架容许内力表》查得,
单排单层321钢桥容许最大弯矩788.2KN·m,容许最大剪力
为245.2 KN,而出坑龙门为加强6排单层,换算得出坑龙门架主梁允许最大弯矩为4729.2 KN·m,容许最大剪力为1471.2 KN。
c.主梁强度校核:
综合上述计算可得,架桥机主梁Qmax=3 KN﹤[Q]=1471.2 KN,剪力安全系数K1=[Q]/Qmax=2.71,
Mmax=1217 KN·m <[M]=6750 KN·m,安全系数为K2=[M]/Mmax=5.55。
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架桥机主梁强度满足施工要求。
四、箱梁安装方案
各类型的预制箱梁,自重最大的为端跨边梁,自重 96T。针对预制箱梁自重情况和桥梁跨径布置,及运输距离等因素,ZK158+196 205分离立交桥左线、ZK158+197 205分离立交桥右线梁板安装拟采用行车出坑,汽车运输,架桥机安装,运输距离约为1.2KM。
1、安装设备选用
一套出坑龙门、四辆梁板运输车、一台架桥机等主要安装设备来完成箱梁的安装工作。
2、安装设备功能
( 1)出坑龙门
出坑龙门承担着将板梁从预制场出坑吊运至存梁区,安装时提升至梁板运输车上的功能。
(2)梁板运输车
梁板运输车负责将出坑的梁板运输至待安装的桥位旁。
(3架桥机
当箱梁运至桥位时,架桥机负责起吊、就位。
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3、临时支座设置
桥梁预制箱梁临时支座采用(外)φ18×20cm,(内)φ14×9cm的砂筒。砂筒由5mm厚的钢管焊接而成,顶面开口,内装中砂,砂筒底口预留一处直径25mm螺纹洞口,并安装一只同直径螺杆,以便在拆除临时支座时使用。
4、安全保证措施
(1)箱梁单片最重的为边梁96T,预制梁采用捆绑的方法吊装,吊装前认真检查钢丝绳、卸环等吊装工具,并由安全员对每一位安装人员进行安全技术交底,保证吊运、安装的安全。
(2)跨路安装时在路两侧设立限高及其它安全标志,安装过孔时,路两侧禁止通行,并安排经培训合格的人员进行疏导交通,待安装结束后再正常通行。
(3)待跨路板梁安装好后,梁顶两侧及梁底拉好安全网,防止坠物。
(4)支座摆放位置准确。
(5)对龙门吊及架桥机委托有资质的结构工程研究所进行受力检算,并组织有关安全部门进行鉴定合格后投入使用。
(6)对架设的梁板轴线、标高进行精确控制,确保梁板安装的线形。
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