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高速公路橋梁架設(shè)計管理的論文
摘要:介紹運用扒桿架設(shè)橋梁的施工技術(shù),為同類橋梁施工提供有益的經(jīng)驗和借鑒。
關(guān)鍵詞:扒桿施工技術(shù)橋梁架設(shè)
1工程概況
大坑大橋位于京珠南高速公路粵境段20標,全橋長約170米,分為左右兩輻建造,橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計為8孔20m先張法空心板梁,共有256片空心板梁,其中邊板32片,安裝重量為28200kg;中板224片,安裝重量為23900kg。考慮到板梁的重量不大,同時綜合施工的可行性與經(jīng)濟性,施工方案經(jīng)過反復(fù)論證和比選,最后確定整座橋的板梁安裝采用扒桿架設(shè)完成,以下介紹架梁過程中的扒桿施工技術(shù)。
2人字扒桿架設(shè)板梁施工技術(shù)
2.1人字扒桿拼裝工藝參數(shù)
人字形扒桿用角鋼加工而成。其中,主桿采用63×5角鋼焊接而成;平桿采用50×5角鋼;斜桿采用40×5角鋼。分為兩節(jié)制作,節(jié)長為5m。桅桿豎立后底寬4m,可安裝3片梁。
起重系統(tǒng)由滑輪組、導(dǎo)向滑輪、卷揚機組成;喗M采用14門滑輪(定、動滑輪各7門)、12.5鋼絲繩花穿法聯(lián)結(jié),鋼絲繩跑頭通過導(dǎo)向滑輪連接卷揚機。卷揚機采用30kN慢速卷揚機,單頭牽引力30kN,吊空心板梁時最大牽引力17kN。
纜風(fēng)繩采用12.5鋼絲繩,每副人字扒桿安裝前后纜風(fēng)各2根,主拉背索纜風(fēng)2根,由滑輪穿繞。利用大橋橋墩樁頭作為纜風(fēng)繩地錨,待第一孔吊裝后,利用空心板(4片一聯(lián))作為人字扒桿架后纜風(fēng)地錨,采用挖埋鋼木地錨作為人字扒桿架前纜風(fēng)地錨(見圖1)。
2.2第一孔梁體運輸
空心板運輸采用兩臺自制30000kN無軌龍門吊運載,運梁時無軌龍門吊對場地道路要求較高,要求從預(yù)制場至最先架梁一端的橋臺中線兩側(cè)各8m范圍內(nèi)的路基均填筑至臺帽梁頂標高,以便運梁車能平穩(wěn)行進,空心板梁由運梁車運至距臺帽20m處,由人定扒桿提離地面約20cm起吊。
2.3人字扒桿吊裝第一孔梁體
人字扒桿吊裝第一孔梁體如圖1所示,其具體施工步驟如下:1)運梁車將梁運到位后,退出前車;2)前、后兩個人字扒桿的吊勾同時起吊梁的前端,使梁離開地面,梁端水平;3)前面人字扒桿的吊勾進,后面人字扒桿的吊勾放松,使梁緩慢前移;4)梁接近前墩時(距設(shè)計位置約3m)在梁后端掛淄繩,后車退出,后面人字扒桿的吊勾移至梁后端,把梁吊起;5)控制淄繩使梁到縱向設(shè)計準確位置;6)運用手動葫蘆橫移梁端,使梁到達橫向設(shè)計位置;7)調(diào)整好梁的支座并落梁到位;8)該孔梁鋪完后,拆除后面的人字扒桿并移到前墩,開始下一孔梁體安裝。此時,按如下步驟運輸并將待架設(shè)的板梁就位:1)運梁車吊裝梁體是利用已架好的梁板作鋪墊,直接把梁體運至剩余梁板待架孔位置;2)在梁下擺好橫移軌道及滾杠,落梁后運梁車退出;3)人工用手拉葫蘆使梁橫移到臨時支架位置;4)利用運梁車外部三角架把梁吊起安裝到位,拆除臨時支架、落梁。
2.4板梁吊裝施工安全措施
考慮架設(shè)梁板的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié),以及人字扒桿架梁的特點,在制定施工安全措施時,特別強調(diào)以下幾點:1)運梁時無軌龍門吊走行道路必須滿足施工設(shè)計的要求;2)吊裝第一孔板梁時,為保證前、后兩個人字扒桿的吊勾同時起吊,必須指派有起重經(jīng)驗的人員在現(xiàn)場統(tǒng)一指揮;3)卷揚機操作人員必須服從現(xiàn)場指揮員的操作指令,并高度集中注意力;4)在梁的橫移就位過程中,梁體的橫移速度應(yīng)保持緩慢,千萬不能操之過急;5)必須派專人盯守纜風(fēng)繩,發(fā)現(xiàn)較大幅度的擺動時,應(yīng)及時提醒指揮人員注意;6)所有現(xiàn)場施工人員必須戴安全帽,高空作業(yè)人員還須配帶必要的防護設(shè)備。
3人字扒桿結(jié)構(gòu)驗算
3.1人字扒桿受力分析
按一幅人字扒桿吊裝空心板梁一端計算,計算位置取空心板吊至跨中計算,扒桿受力如圖4所示。此時,滑輪組、纜風(fēng)受力最大,且吊點A處板梁自重荷載為G/2=234.2/2=117.1kN。根據(jù)圖中梁吊裝過程中所處的位置,以及人字扒桿結(jié)構(gòu)高度、纜風(fēng)繩的布設(shè)位置,經(jīng)過簡單計算可以得出:連接卷揚機的牽引鋼絲繩與水平向的夾角為39.7°;纜風(fēng)繩與水平向的夾角為25.4°。于是可得出牽引鋼絲繩拉力:
F1=117.1/sin39.7°=183.3kN,
牽引鋼絲繩水平向分力:F2=117.1/tan39.7°=141.0kN。
2根纜風(fēng)繩拉力F3=F2/cos25.4°=156.1kN,則單根纜風(fēng)繩拉力為78.05kN,人字扒桿受豎向荷載N=117.1×2=234.2kN。
3.2人字扒桿受力驗算
3.2.1滑輪組理論牽引力驗算
由Q=q/a=30/0.098=306kN可知:Q>183.3kN,滿足起重要求。
式中,Q為滑輪組理論牽引力;
q為卷揚機單根鋼絲繩跑頭牽引力;
a為滑輪花穿組成滑輪組荷載系數(shù)。
3.2.2纜風(fēng)繩受力驗算
纜風(fēng)繩采用12.5mm鋼絲繩,它能承受的最大拉力為135.4kN>78.05kN,能夠滿足使用要求。
3.2.3人字扒桿鋼桅桿驗算
鋼桅桿計算長度l=10000mm,角鋼截面積A=4×614.3=2457.2mm2,截面回轉(zhuǎn)半徑ix=iy=250/2=125mm,長細比λ=l/ix=10000/125=80,查表得:ψx=0.6892。
由此可以得知,梁吊裝過程中鋼桅整體穩(wěn)定性滿足要求。
4結(jié)語
人字扒桿是一種較為常用的施工機具,它具有輕巧、經(jīng)濟、易于加工安裝、操作簡便等諸多優(yōu)點。本文介紹了人字扒桿的拼裝工藝參數(shù)、板梁的運輸和吊裝方法,最后對人字扒桿做了結(jié)構(gòu)受力分析與驗算。所有這些說明,只要扒桿的設(shè)計、加工和安裝(包括纜風(fēng)繩的設(shè)置)合理,完全可以用于中小跨徑橋梁梁體的架設(shè)。
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