扒桿施工技術(shù)在高速公路橋梁架設(shè)中的應(yīng)用
「簡(jiǎn) 介」介紹運(yùn)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(yàn)和借鑒。
「關(guān)鍵字」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(biāo),全橋長(zhǎng)約170米,分為左右兩輻建造,橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)綜合施工的可行性與經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)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(yáng)機(jī)組成?;喗M采用14門滑輪(定、動(dòng)滑輪各7門)、Φ12.5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(yáng)機(jī)。卷揚(yáng)機(jī)采用30kN慢速卷揚(yáng)機(jī),單頭牽引力30kN,吊空心板梁時(shí)最大牽引力17kN.纜風(fēng)繩采用Φ12.5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(yùn)輸空心板運(yùn)輸采用兩臺(tái)自制30000kN無軌龍門吊運(yùn)載,運(yùn)梁時(shí)無軌龍門吊對(duì)場(chǎng)地道路要求較高,要求從預(yù)制場(chǎng)至最先架梁一端的橋臺(tái)中線兩側(cè)各8m范圍內(nèi)的路基均填筑至臺(tái)帽梁頂標(biāo)高,以便運(yùn)梁車能平穩(wěn)行進(jìn),空心板梁由運(yùn)梁車運(yùn)至距臺(tái)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(yùn)梁車將梁運(yùn)到位后,退出前車;2)前、后兩個(gè)人字扒桿的吊勾同時(shí)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(jìn),后面人字扒桿的吊勾放松,使梁緩慢前移;4)梁接近前墩時(shí)(距設(shè)計(jì)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(jì)準(zhǔn)確位置;6)運(yùn)用手動(dòng)葫蘆橫移梁端,使梁到達(dá)橫向設(shè)計(jì)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(shí),按如下步驟運(yùn)輸并將待架設(shè)的板梁就位:1)運(yùn)梁車吊裝梁體是利用已架好的梁板作鋪墊,直接把梁體運(yùn)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(yùn)梁車退出;3)人工用手拉葫蘆使梁橫移到臨時(shí)支架位置;4)利用運(yùn)梁車外部三角架把梁吊起安裝到位,拆除臨時(shí)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(diǎn),在制定施工安全措施時(shí),特別強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):1)運(yùn)梁時(shí)無軌龍門吊走行道路必須滿足施工設(shè)計(jì)的要求;2)吊裝第一孔板梁時(shí),為保證前、后兩個(gè)人字扒桿的吊勾同時(shí)起吊,必須指派有起重經(jīng)驗(yàn)的人員在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮;3)卷揚(yáng)機(jī)操作人員必須服從現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)時(shí),應(yīng)及時(shí)提醒指揮人員注意;6)所有現(xiàn)場(chǎng)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(hù)設(shè)備。
3 人字扒桿結(jié)構(gòu)驗(yàn)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(jì)算,計(jì)算位置取空心板吊至跨中計(jì)算,扒桿受力如圖4所示。此時(shí),滑輪組、纜風(fēng)受力最大,且吊點(diǎn)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(jiǎn)單計(jì)算可以得出:連接卷揚(yáng)機(jī)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(yàn)算3.2.1 滑輪組理論牽引力驗(yàn)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(yáng)機(jī)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(yàn)算纜風(fēng)繩采用Φ12.5mm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(yàn)算鋼桅桿計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)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(jī)具,它具有輕巧、經(jīng)濟(jì)、易于加工安裝、操作簡(jiǎn)便等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了人字扒桿的拼裝工藝參數(shù)、板梁的運(yùn)輸和吊裝方法,最后對(duì)人字扒桿做了結(jié)構(gòu)受力分析與驗(yàn)算。所有這些說明,只要扒桿的設(shè)計(jì)、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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