钢箱梁吊装施工方法及工艺.docx
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钢箱梁吊装施工方法及工艺
钢箱梁吊装施工方法及工艺
1.1吊装机械选择
本工程钢箱梁共计有14榀,其中左幅桥4榀,右幅桥4榀,C匝道桥3榀,D匝道桥3榀,重量均在85吨左右,其中最重的88吨,其中左幅桥和右幅桥采用架桥机架设,C匝道桥和D匝道桥采用吊车架设。
由于现场钢箱梁的施工时两端的混凝土梁已经施工完毕,且需跨高速公路。
根据现场条件选择吊车,要求满足32米水平距离,起升高度55米(桥面高度19米),起重量达到100吨,吊装难度较大,根据吊装机械的起重能力,主吊机械选用德马克的CC2500-1型500吨履带吊进行吊装,吊装时选用主臂接66米重型杆。
10米回转半径的超起装置。
其外形尺寸及主要技术参数如下图:
1.2吊耳布置图及吊耳验算
每片钢梁布置四个吊耳,吊耳纵向位置见下图所示,吊耳在横向方向与腹板对齐。
D匝道钢梁吊耳设置图(蓝色圆点为吊耳位置)
C匝道钢梁吊耳设置图
四根吊杆同时工作吊杆内力kN(由于D匝道重量和长度都比C匝道小,故验算C匝道)
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.2,需验算三个吊环同时发挥作用的工况。
三根吊杆同时工作吊杆内力kN
工程所采用的吊耳材质为Q345,板厚为30mm,临时板式吊耳与钢箱梁顶板连接采用双坡口全溶透焊接,坡口角度为60°,板孔孔径为50mm,耳板外缘有效半径为100mm,吊耳长度L为250mm,板式吊耳大样图如下图所示:
根据《钢结构设计规范》对吊耳进行计算:
耳板强度计算
如图所示,拉应力的最不利位置在A-A断面,其强度计算公式为:
满足要求。
焊缝强度计算
式中:
――拉应力
――荷载
――耳板与钢梁顶板焊缝接触面积
满足要求。
1.3钢丝绳及卸扣的选择
吊车吊装钢箱梁示意图如下:
由于钢箱梁两侧均有相同配置的钢丝绳,最重钢箱梁99t,单个吊点受力为25t,钢丝绳角度为60度,实际钢丝绳拉力为25/SIN60=21.8t,可取实际单绳拉力约为30t,根据钢丝绳使用拉力公式P<Q/K,其中Q为钢丝绳破断力,K为钢丝绳使用安全系数,取为6,可求得钢丝绳破断力Q>P*K=300*6=1800kN,查五金手册可知取φ=70㎜的钢丝绳满足要求。
卸扣选用采用3倍的安全系数,采用4个100吨卸扣。
1.4大机械吊装布局
根据吊车的起重性能,确定在京津高速的南北两侧各组车一次,其中在北侧吊装C匝道桥。
在南侧吊装D匝道桥。
在北侧吊装时,在吊车施工区域为保证吊车对地基承载力的要求,采用中密的碎石铺垫,并在上面铺设路基板。
在北侧组车接杆、拆杆时,和苗圃园的绿化树木如果有冲突,需甲方协调移走少数树木。
1.5钢箱梁安装的测量
在钢箱梁安装之前,要进行混凝土桥墩的测量与复核工作,根据甲方提供的测量控制点,测量每个支座位置的坐标和标高,发现问题及时处理,根据实际测量的结构调整垫板,并在钢箱梁安装的两侧设置限位板,保证钢箱梁准确就位。
1.6钢箱梁吊装
钢箱梁安装均跨高速进行,且高速公路不断交,不分流,安装过程中一定确保安全措施到位。
1.6.1、左幅桥,右幅桥钢箱梁的安装,安装采用架桥机架设。
1.6.1.1、架梁机过孔
①架桥机过孔前基本姿态:
桥机两列主梁、提升小车、横移轨道的中心形成垂直线;后托装置距桥尾部22m位置;中支装置距前盖梁2m位置;副中支腿距中支装置约1.5m;前提升小车停止在中支装置上方;后提升小车停止在桥机最尾部。
②拆除中支装置与纵导梁连接的U型螺栓,同时启动前支腿、后支腿、副中支腿液压装置,调整好后脱装置高度,桥机具备8个点同时受力。
按过孔要求将中支装置和横移轨道拉紧固定,用前提升小车将其吊置前盖梁2m位置,安装固定。
前提升小车停在中支装置固定不动。
③后提升小车移至桥机尾部,确认过孔准备工作到位。
在后脱装置和中支装置之间选择两个连接点,用手拉葫芦将两列纵导梁拉紧。
收起前支腿和后支腿,纵导梁由后脱装置和中支装置支撑。
收起副中支千斤顶,拆除衬垫,副中支腿连接在纵导梁下弦不动。
④启动中支装置上层轮箱和后托装置的电控系统,驱动纵导梁向前平移,后脱装置、后提升小车及副中支腿随纵导梁向前平移,同时启动前提升小车同步移,前提升小车位置保持在中支装置上方。
⑤前支腿移至前方桥墩的上前部,放下前肢横移轨道,垫实垫牢,调整前支腿高度并穿轴销牢。
放下后支腿支撑起纵导梁,拆除后托装置与纵导梁的连接,并降低至最低高度,启动其驱动装置,移至副中支腿后方。
⑥将中支装置上层轮箱用U型螺栓与纵导梁下弦固结,解除下层轮箱与横移轨道的固定装置。
再解除后提升小车与配重预制梁的捆绑,将后提升小车移至桥机尾部。
前提升小车移到配重预制梁的前端,过孔完成。
1.6.1.2、架设
安装支座,桥上运梁车运梁至架桥机尾部进行喂梁。
前提升小车垂直起吊梁体,使梁体脱离台车面,检查卷筒排绳、制动。
前提升小车和后运梁平车配合前移梁体。
当梁体后吊点移至后提升小车时,停止制动。
后提升小车吊起梁体后吊点。
前后提升小车同时载梁前移至架梁端。
提升小车同时下落,待预制梁距盖梁顶面约1.5m时停止落梁,启动前支装置和中支装置的横移电机,整机带动预制梁同步横移,把预制梁放到支座上。
1.6.1.3、桥面系施工
钢混叠合梁安装完成立刻进行连接工作,连接施工过程中采取相应措施减少对京津高速通行车辆的影响。
①中横梁焊接防护措施
在中横梁焊接前,必须用竹胶板将中横梁周边梁底进行封闭,竹胶板横向尺寸为(L+10)cm(L为相邻两箱梁间距),纵向距中横梁中心为100cm,在竹胶板上纵向铺设两道4号角钢,采用4个吊环,采用10mm钢筋做吊筋,将竹胶板吊起,防止在中横梁焊接时有东西坠落及电焊火花影响行车安全。
1.6.2左幅桥,右幅桥中横梁和端横梁的安装
中横梁和端横梁采用25吨汽车吊进行,汽车吊在两侧的桥面进行安装。
(3)C匝道桥钢箱梁的吊装,C匝道桥的钢箱梁拼装完成后运送到右幅桥。
C匝道桥钢箱梁为弧形梁,吊装前要仔细计算构件的重心,合理设置吊点,保证重心在吊点以内,防止倾覆。
吊装示意图如下:
C匝道桥吊装完毕后,吊车需移到南侧吊装,由于中间履带吊无法通过,履带吊需拆车,转场到南侧重新组装。
安装时先安装外侧钢箱梁,最后安装内侧钢箱梁。
(4)C匝道中横梁和端横梁的安装
中横梁和端横梁采用25吨汽车吊进行,汽车吊在两侧的桥面进行安装。
(5)D匝道桥的吊装,D匝道桥的钢箱梁拼装完成后运送到安装位置附近。
在安装之前,需重新组车,吊装示意图如下:
(6)D匝道中横梁和端横梁的安装
中横梁和端横梁采用25吨汽车吊进行,汽车吊在两侧的桥面进行安装。
(7)中横梁及端横梁的吊筐
一幅桥的钢箱梁安装完毕后就可以安装中横梁了,安装时使用50吨汽车吊在混凝土梁上进行安装,中横梁及端横梁安装时,下部挂吊筐进行安全防护。
由于安装位置在高速公路上方。
且高速公路不断交,不分流,安装过程中一定要保证吊筐的全封闭,不允许任何物品掉落。
吊筐采用10#槽钢进行制作,安装横梁前,先挂好两侧的吊筐,并把上图右侧的吊筐搭到左侧吊筐上,吊筐下部500mm部分铺2mm钢板,两侧设间距300mm的直径12的圆钢,作为上下通道,安装及焊接时吊筐均铺防火布,并保证全密封。