箱梁吊裝方案設(shè)計(jì)和安裝

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宿遷市新沂河大橋位于宿新路北段，與新沂市相連，是宿遷市向北的主要出 口。其上部結(jié)構(gòu) 形式為：1～4孔和15～18孔為25m預(yù)應(yīng)力組合箱梁，5～14孔為30m預(yù)應(yīng)力組合箱梁，全橋共 預(yù)制25m梁64片、30m梁80片。
    1、吊裝方案的確定
    由于該橋南接宿豫縣樹莊，北連新沂市村莊，兩頭引橋短，無(wú)合適場(chǎng)地作線內(nèi)預(yù) 制，必須在線外進(jìn)行預(yù)制，使得安裝成本增加，因而必須對(duì)安裝方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
    應(yīng)用比較多的一個(gè)方案是：用箱梁出坑龍門將大梁移至跨橋龍門下，用兩個(gè)跨橋龍門安裝跨下引橋1～4孔，在安裝5～18孔箱梁時(shí)，用出坑龍門移梁，跨橋龍門將梁提至引橋上，然后 用雙導(dǎo)梁逐孔安裝。該方案各龍門和導(dǎo)梁分工明確，工人易操作。但由于該橋橋面距預(yù)制場(chǎng) 地面高度較高，這就使得兩個(gè)跨橋龍門較龐大，且仍然有失穩(wěn)的可能，同時(shí)所需設(shè)備、材料 較多，施工成本高，必須進(jìn)行改進(jìn)。通過研究，采取增加臨時(shí)墩的方法可以取消跨橋龍門， 這就可以大大減少投入的設(shè)備、材料，且減少了不安全的環(huán)節(jié)。因此安裝方案確定為，用出 坑龍門直接安裝2孔，利用設(shè)置臨時(shí)墩和其它小機(jī)具使其余孔的箱梁提上2孔橋面，然后按一 定順序用雙導(dǎo)梁逐孔安裝就位。
    2、吊裝方案的設(shè)計(jì)
    2.1　出坑龍門的設(shè)計(jì)
    2.1.1　龍門結(jié)構(gòu)
    30m預(yù)應(yīng)力組合梁最大出坑起吊重量約為88t，高度為1.5m，底寬1.0m，頂寬最大為2.7m，但引橋橋面距地面高9m，龍門架必須能把箱梁從底座上吊起略大于箱梁的高度后， 橫向位移到存梁場(chǎng)地，在到達(dá)2孔位置時(shí)必須能把30m箱梁提升至橋面平車。因此，出坑龍門架立柱的高度必須達(dá)到12m，采用4節(jié)貝雷架桁片，再加上龍門架底座的高度，凈空超過13m ，可以滿足起吊高度的要求。龍門架的主橫梁，采用裝配式公路鋼橋加強(qiáng)的雙排單層，主橫 梁的跨徑根據(jù)需要定為36m。起吊系統(tǒng)每一個(gè)吊點(diǎn)安裝一臺(tái) 5T單筒慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)配6輪滑車組一對(duì)；行車系統(tǒng)每邊由4對(duì)火車車輪組成。若把其中一對(duì)車輪 改裝為驅(qū)動(dòng)裝置，就可成為自行式行走系統(tǒng)。
    2.2.2　龍門架的內(nèi)力驗(yàn)算
    本橋所使用出坑龍門架，其吊點(diǎn)基本固定，故只需驗(yàn)算龍門架跨中的最大彎矩和 支點(diǎn)反力即可。
    龍門架主橫梁的計(jì)算跨徑為36m，30m組合箱梁起吊吊點(diǎn)之間的距離按29m計(jì)算。
    主橫梁最大彎矩為(由外載荷產(chǎn)生的彎矩)： M=48×3.5=168tm
    支點(diǎn)反力：
    R=48t(由外載荷所產(chǎn)生的支點(diǎn)反力)　　25m組合箱梁起吊吊點(diǎn)之間的距離按24m計(jì)算。
    主橫梁最大彎矩為(由外載荷產(chǎn)生的彎矩)：
    M=32×7.5=240tm
    支點(diǎn)反力：
    R=32t(由外載荷所產(chǎn)生的支點(diǎn)反力)
    裝配式公路鋼橋由外載荷產(chǎn)生的橋梁最大彎矩及剪力值不應(yīng)超過下列數(shù)值：對(duì)于加強(qiáng)的雙排 單層結(jié)構(gòu)，其容許彎矩為337.5t?fm?，容許剪力為49.05tf(最有利的抗剪位置)， 故龍門架設(shè)計(jì)是可行的(容許內(nèi)力已將結(jié)構(gòu)自重所產(chǎn)生的內(nèi)力扣除)。
    2.2　臨時(shí)墩的設(shè)計(jì)
    臨時(shí)墩由貝雷片、加強(qiáng)桿、軌道等組成，每個(gè)墩由每層四片貝雷片組成，高9m的 主柱，主要承受主座壓力。由于強(qiáng)度經(jīng)過計(jì)算已滿足要求，故只需在拼裝時(shí)注意截面面積足 夠大，不要失穩(wěn)即可。
    2.3　雙導(dǎo)梁的設(shè)計(jì)
    雙導(dǎo)梁方案是采用貝雷片、加強(qiáng)桿、搖滾、平車、軌道、卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑車組、鋼絲 繩等組拼而成。雙導(dǎo)梁的主體結(jié)構(gòu)采用裝配式公路鋼橋加強(qiáng)的四排單層結(jié)構(gòu)型式，其容許彎矩可達(dá)675 tfm，雙導(dǎo)梁跨中最大彎矩，略去雙導(dǎo)梁兩端懸臂的影響(是偏安全的)，梁重的二之 一為44t，一個(gè)行車的最大重量為10t，總計(jì)荷載為54t，導(dǎo)梁計(jì)算跨徑最大為32m，則 雙導(dǎo)梁跨中最大彎矩M=PL/4=54×32/4=432?tfm。實(shí)際產(chǎn)生的彎矩小于容 許彎矩，故雙導(dǎo)梁是安全的。另外，實(shí)際發(fā)生的支點(diǎn)剪 力為54t，而容許剪力為98t，故實(shí)際剪力也在容許剪力以內(nèi)。從結(jié)構(gòu)力學(xué)分析，雙導(dǎo)梁 屬于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定體系。與跨橋龍門一樣，雙導(dǎo)梁同樣存在側(cè)向穩(wěn)定差的問題，在結(jié)構(gòu)上仍應(yīng) 采取加強(qiáng)措施?！?
    3、箱梁安裝
    首先用出坑龍門安裝2孔，2孔安裝完畢后搭設(shè)臨時(shí)墩，然后進(jìn)入導(dǎo)梁安裝程序。
    雙導(dǎo)梁安裝組合箱梁的步驟如下：
    (1)首先在已安裝好的25m橋跨箱梁上面鋪設(shè)軌道，架設(shè)雙導(dǎo)梁，安裝縱移系統(tǒng)、橫移系統(tǒng)、 起吊系統(tǒng)以及行車等設(shè)備，縱移導(dǎo)梁到安裝橋孔就位，雙導(dǎo)梁在縱移就位時(shí)一定要注意驗(yàn)算 抗傾覆穩(wěn)定體系。按照鋼結(jié)構(gòu)梁在施工架設(shè)時(shí)期應(yīng)保證有足夠的縱、橫向抗 傾覆穩(wěn)定性，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)不小于1.3。本橋?yàn)榇_保安全，做到萬(wàn)無(wú)一失，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)要 求達(dá)到1.5。橋面上的軌道中心線應(yīng)與雙導(dǎo)梁中心線一致，這樣箱梁方可進(jìn)入雙導(dǎo)梁內(nèi)。
    (2)由預(yù)制場(chǎng)出坑龍門吊梁橫移至臨時(shí)墩位置，并吊上臨時(shí)墩上的軌道平車。
    (3)將要安裝的梁移出臨時(shí)墩，從安裝好的橋面橫移至橋上的軌道位置，并裝上軌道平車。
    (4)由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引平車，將箱梁縱向運(yùn)輸至雙導(dǎo)梁尾部，待吊箱梁前吊點(diǎn)到達(dá)前行車吊點(diǎn)時(shí) ，卷?yè)P(yáng)機(jī)暫停，由前行車起吊系統(tǒng)吊起箱梁前吊點(diǎn)后再繼續(xù)縱移箱梁。待箱梁后吊點(diǎn)到達(dá)后 行車吊點(diǎn)時(shí)，同樣由后行車起吊系統(tǒng)吊起箱梁繼續(xù)往前移動(dòng)箱梁；待箱梁到達(dá)橋孔位置時(shí)， 首先落梁，使梁底略高于支座墊石，接著橫移箱梁就位落梁；應(yīng)反復(fù)調(diào)整，使箱梁就位準(zhǔn)確 ，精度應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的要求，并安裝好臨時(shí)支座和永久性支座。
    (5)箱梁準(zhǔn)確就位時(shí)，即松去起吊裝置，橫移雙導(dǎo)梁，使雙導(dǎo)梁中心對(duì)準(zhǔn) 軌道中心，等待安裝下一根箱梁。安裝順序基本與龍門安裝相同。
    (6)一孔箱梁安裝結(jié)束，將兩只行車移至雙導(dǎo)梁尾端，作為平衡重，增加穩(wěn)定性；接著將雙 導(dǎo)梁用千斤頂頂起，拆去橫移系統(tǒng)，裝上雙導(dǎo)梁縱移系統(tǒng)；將雙導(dǎo)梁向前推進(jìn)至下一橋孔就 位，并將導(dǎo)梁縱移設(shè)備拆除改成導(dǎo)梁橫移設(shè)備，與此同時(shí)將橋面上的運(yùn)梁軌道接長(zhǎng)至導(dǎo)梁尾 部(即導(dǎo)梁平衡部位)。
    這里特別需注意兩點(diǎn)：一是導(dǎo)梁向前推進(jìn)過程中，一定要統(tǒng)一指揮，指揮人員必須由安裝經(jīng)驗(yàn)豐富、熟悉架橋技術(shù)的人員擔(dān)任。指揮人員必須站在適當(dāng)位置，既能看 到對(duì)岸橋墩上的滾軸，又能觀察導(dǎo)梁推進(jìn)的一切情況；所有工作人員必須服從指揮人員的命 令，動(dòng)作一致，精力集中，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即報(bào)告指揮人員，停止推進(jìn)，待查明原因并解決問 題后再繼續(xù)推進(jìn)。二 是必須特別注意兩根外邊梁的安裝問題，橫移必須經(jīng)應(yīng)力及撓度驗(yàn)算，具有足夠的安全系數(shù) ，橫移箱梁速度必須緩慢，梁底距墩帽頂面的高度越小越好.