1、跨江大橋T梁吊裝施工方案 審批:校核:編制:xxx有限公司2012年4月28日目錄一、工程概況2二、架橋施工方案的比選及確定2三、方案概述2四、結構計算34.1、架梁結構計算34.2、架梁時的受力分析與驗算64.3、地錨計算8五、25mT梁安裝方法101、25mT梁安裝施工工藝流程102、T梁橫移103、T梁在梁場內運輸至架梁位置114、架 梁115、橫移就位落梁12六、機械設備12七、施工安全與質量控制13一、工程概況xxx水電站位于老撾豐沙里省境內。哈薩橋為xxx水電站場內施工橋,橋梁總長76.80m,為325m預應力鋼筋混凝土簡支T梁橋,橋面凈寬9.0m,其中行車道寬7.0m,人行道寬2
2、1.0m。設計荷載為汽-50,掛-150,人群荷載為3.0kN/m2;橋梁縱橫坡;縱坡0%,車行道橫坡;2.0%。二、架橋施工方案的比選及確定哈薩橋橋址位于壩址下游約1km,兩岸地形相對較完整,植被發育,左岸中上部為橡膠林,右岸多為灌木、竹林。左岸地形較陡,地形坡度40-45,右岸稍緩,地形坡度約35-40,江邊為南烏江沖積河漫灘,地形較平緩,高程約440m-445m。枯水期兩岸江邊多見基巖出露,基巖出露高度約0.5m-2.5m,寬約10m-25m,長約60m-70m,河水面高程為436.50m,河水面寬32m-40m。此橋共有長25m、高1.85m 的T梁12片,梁體重量為63.1565T,
3、最大自重為邊梁65T,由于兩岸地形較陡,因而橋墩較高,河水面較寬,一般汽車吊無法完成吊裝任務,在施工方案的選擇上不利于吊車架梁,同時如果選擇吊車架梁,將要對現場的場地及便道進行高標準的施工準備,這在經濟上是不劃算也是不合理的,故吊車架梁的方案棄用;若采用架橋機架梁,哈薩橋T梁數量較少,僅為12片,且架橋機起始架橋端場地要求至少長4045m,目前預制場與橋梁方向垂直,運梁車轉彎半徑需30m等要求,要在現有的場地上開挖成此施工平臺,需對已形成的右岸邊坡重新開挖,工程較大,且對邊坡的穩定影響較大,故架橋機架梁的方案也被棄用。鑒于上述原因,本著按期保質、經濟實用的原則,擬采用鋼扒桿雙釣魚法單幅架梁,使
4、用人字扒桿提梁。在待架橋跨的二側橋墩上都立人字扒桿,用這兩組扒桿吊抬梁,架梁前進,前后兩組扒桿隨著梁位置的變化,受力也隨之變化,梁始終能保持平衡水平前進,做到既安全又可靠。三、方案概述由于受場地限制,在右岸3#橋臺和預制梁場之間布置一塊長30m,寬10m的場地,左岸0#橋臺布置一塊長1820m,寬8m的場地。在距3#、0#橋臺30m及20m處各設置混凝土地錨,左岸設置一個地錨,尺寸為2m寬、2m深、5.4m長,右岸設置2個地錨,單個尺寸為1.3m寬、2.5m深、3.5m長,能夠滿足架梁的需要。將人字扒桿立在混凝土平臺上,當T梁提升到高于橋臺以后,通過放長纜風繩而實現T梁的水平移動,使用人字扒桿
5、架設第1跨,在第1跨處將T梁提升到橋面上。雙釣魚法在待架橋跨的二側橋墩上豎立人字扒桿,用這兩組扒桿吊抬梁、架梁前進。前后兩組扒桿隨著梁位置的變化,受力也隨之變化,梁始終保持平衡水平前進。圖1 雙鉤釣魚法架梁四、結構計算4.1、架梁結構計算由于起重機械在工作中可能出現突然停車等現象,將對起重設備產生動力影響,為此計算時必須計入該影響。根據起重機械上海交大出版社出版其動力系數=1.3。1)、截面性質對于主肢808010角鋼:查型鋼表1,自身軸慣性矩I0=88.43cm4=88.43104mm4截面積S=15.126cm2=1512.6mm2重心軸位置roc=23.5mm,最小回轉半徑rcmin=1
6、5.6mm=A/2-roc=650/2-23.5=301.52mm=B/2-roc=320/2-23.5=136.52mm最大截面慣性矩:Imax=4(I0+S)=4(88.43104+301.521512.6)=5.535108mm4Imin=4(I0+S)=4(88.43104+136.521512.6) =1.163108mm4對于腹桿63636角鋼:查型鋼表1,截面積F=7.28cm2=728mm2重心軸位置rof=12.4mm,最小回轉半徑rfmin=12.4mm2)、載荷計算對于格構式平面桁架,工作風壓:查表,q=500pa風力系數:查表,C=1.6高度系數:查表,Kh=1.23充
7、實系數:查表,1=2=0.4擋風折減系數:查表,因a/h=1, =0.4前排A01=(0.32+0.65)6=5.82m2后排A02=(0.32+0.65)6=5.82m2A= (1+) A01=5.82(1+0.4)0.4=3.2592風載荷:PW=C*Kh*q*A=1.61.235005.823.2592=3207.035N風載集度:qw=PW/H=3207.035/12000=0.267254N/mm由風載產生的最大彎矩:MW= (qw *h)2/8=0.2672542120002/8=4810579.2Nmm3)、主肢計算整體穩定性鑒于格構架主要承受軸向壓力,屬于壓彎構件,力學性能控制
8、取決于穩定性而非強度。因此直接校核穩定性,強度可自然滿足。格構架屬于變截面兩端鉸支柱,其長度系數1=1,變截面系數2計算如下:根據Imin/Imax=1.163108/5.535108=0.21,m1=H1/H=0.2,n=2查表7-11,2=1.12計算長度L0=12H=11.1212000=13440mm L0 Imax/4S13440 5.535108/41512.6 長細比= =44.444S2F換算長細比h=41512.62728 =46.27=150查表,穩定系數=0.789格構架整體穩定格構架整體穩定Mw4aSPmax4S= + =235/1.5=156Mw4aSPmax4S(
9、- ) )=40.7891512.6156-(4810579.2)/(301.51512.6)=694351.918NG=694351.9189.8=70852.2Kg70.85t單肢穩定性由于相鄰中間的腹桿間距大于其它部位的腹桿間距,故取最大間距計算,計算簡圖參見下圖X=(650-320)/2=165mmY=377+388=765mm X2+Y2 1652+7652Lc= = = = =782.6mmc=Lc/rc=782.6/15.6=50.16查表,穩定系數=0.886主肢最大承載能力:PcmaxS=0.8861512.6156=209065.5N=21311.47Kg21.3t腹桿計算
10、腹桿截在F=728.8mm2,最小回轉半徑rcmin=12.4mm,腹桿間距LF=668mm,計算長度Lof=0.9LF=0.9668=601mmf=Lof/rfmin=601/12.4=48.5查表,穩定系數=0.898等效剪力FDX=24S=81512.6=12100.8N風載剪力FW=qWH/2=0.297161618000/2=2678.0544N顯然FDxFW,采用FDX計算。兩端節:=arctg(650/388)=59NF=(FDX/2sin)=12100.8/(2sin59)=7058.6N=(NF/FF)=7058.6/(0.898728.8)=10.78Mpa=235/1.5
11、=156NFmaxFF=0.898728.8156=36650N=3736Kg3.8t通過對格構架強度,剛度,穩定性計算,結論如下:(1)、格構架整體承載能力約為70.85t(2)、格構架主肢承載能力約為21t(3)、格構架腹桿承載能力約為3.8t4.2、架梁時的受力分析與驗算(1)邊梁混凝土23.09m3,鋼筋重量約4.2t,邊梁重量為23.092.6+4.2=64.234t;中梁混凝土22.75m3, 鋼筋重量約4.0t,邊梁重量為22.752.6+4.2=63.15t,T梁重量按65T計算。吊裝過程中,實際起吊重量為25米T梁的一端,即:G=G/2=65/2=32.5T(2)滑輪組總拉力
12、最大值T1max計算當T梁剛起吊及落梁瞬間,滑輪組總拉力最大T1max=32.5t(3)扒桿受壓最大值p1max=T1max=32.5t(4)從3#橋臺開始吊梁時,后拉方總拉力最大值T2max計算當梁體吊裝到兩滑車組鋼繩水平角度一樣大時的位置時,為最大力滑輪組拉力T1計算T1 =T2 T1cos54.32 +T2cos54.32 =32.5t解以上方程得:T1=T2=27.86t后方拉力T1、T2計算T1sin54.32 =T1sin66.8 T2sin54.32 =T2sin77.01解以上方程得:T1=24.62t,T2=23.22t(5)從3#橋臺開始吊梁時,后拉方總拉力最大值T2max
13、計算當梁體吊裝到兩滑車組鋼繩水平角度一樣大時的位置時,為最大力滑輪組拉力T1計算T1 =T2 T1cos50.92 +T2cos50.92 =32.5t解以上方程得:T1=T2=25.78t后方拉力T1、T2計算T1sin50.92 =T1sin66.99 T2sin50.92 =T2sin74.79解以上方程得:T1=21.74t,T2=20.74t(6)、起重滑車繞出繩對扒桿的壓力N=fn(f-1)fkp/(fn-1)=1.028(1.02-1)1.0224.6210/(1.028-1)=34.28KN設備能力檢算:鋼絲繩能力檢算選用公式:K=N.aFg/T式中K-安全系數N-鋼絲繩根數a
14、-換算系數選用a=0.82Fg-單根繩最小破斷力總和,查表得到T-所檢算鋼絲繩最大受力(7)固定梁頭鋼絲繩能力檢算,選用33mm鋼絲繩N=4 Fg=72.55 T=32.5tK=472.550.82/32.5=7.32(可)(8)滑輪組鋼絲繩能力檢算N=12 Fg=17.25t T=T1max=32.5tK=120.8217.25/32.5=5.3(可)(9)滑輪組端頭鋼絲繩能力檢算N=8 Fg=17.25t T=T1max=32.5tK=80.8217.25/32.5=3.5(可)(10)后拉力鋼絲繩能力檢算N=4 Fg=72.55t T=T=32.5tK=40.8272.55/32.5=7
15、.32(可)(11)格構式扒桿起重能力檢算每端選用2根格構式扒桿,根據計算每根扒桿承載力為70.85T。扒桿安全系數K=270.85/32.5=4.36(可)(12)雙扒桿架設橋梁各工況抗風檢算我們對本合同段所使用的架橋設備在各工況下的抗風能力進行檢算:風的推力公式:f=sv2 (單位均為國際單位)f:風推力:空氣密度 取1.29kg/m3s:阻風面積v:風速度根據操作規程要求五級風氣候條件應停止作業,所以我們只對五級風進行檢算,據相關資料五級風速為:8.0-10.7米/秒風對架橋設備各工況的影響工作風壓:查表,q=500pa風力系數:查表,C=1.6高度系數:查表,Kh=1.23充實系數:查
16、表,1=2=0.4擋風折減系數:查表,因a/h=1, =0.4前排A01=(0.32+0.65)6=5.82m2后排A02=(0.32+0.65)6=5.82m2A= (1+) A01=5.82(1+0.4)0.4=3.2592風載荷:PW=C*Kh*q*A=1.61.235005.823.2592=3207.035Nb.扒桿在提梁狀況下:提梁狀態下,阻風面積增加梁體側面積251.85=46.25m2風推力f=sv2=1.2946.2510.72=6830.759N合計提梁狀態下風荷載為:3207.035/9.8/1000+6830.759/9.8/1000=1.024Tf承重風纜在提梁狀態下
17、增加風荷載后鋼絲繩能力演算:N=4 Fg=72.55t T=T=24.62t+1.024T=25.644T安全系數K=40.8272.55/25.644=9.23根據以上檢算,承重風纜在五級風速增加風荷載1.024T的情況下,承重風纜的安全系數為9.23。由此可見,架梁設備在各工況下的抗風能力,是滿足施工要求的。4.3、地錨計算橋頭地錨埋置在風化板巖里,采用片石混凝土地錨。澆筑地錨時盡量埋深,左岸地錨其幾何尺寸為長5.4m,寬2m,深2m,混凝土容重=24kN/m3,則混凝土地錨的重力為:G=2421.6=518.4 kN,右岸地錨其幾何尺寸為長3.3m,寬1.3m,深2.5m,混凝土容重=2
18、4kN/m3,則混凝土地錨的重力為:G=242(3.31.32.5)=514.8 kN。根據地錨的幾何形式和地基巖層情況,可按重力式地錨來驗算。右岸地錨距扒桿28m,地錨2個,單個地錨按后拉承重繩受力的一般計算;左岸地錨距扒桿16m計算。 (1)左岸地錨穩定性計算左岸地錨距扒桿距離16m,單個地錨按后拉承重繩受力的一般計算 傾覆穩定性地基為風化巖,地錨傾覆時會繞某一點o轉動(去掉表皮的松土和不穩定的風化巖50cm),如圖所示。N為被動壓力,在自身重力能滿足抗傾覆要求時是不存在的,左岸地錨尺寸寬2m、高2m、寬度5.4m,混凝土容重24KN/m3由重力產生的穩定力矩:MG穩=p b=518.41
19、=518.4M傾=F1sin1+ F1cos0.5=24.6210sin23.201+24.6210cos23.200.5+34.280.5=227.3抗傾覆穩定性必須滿足下式:由式(18)得: 滿足要求上拔力驗算 上拔力驗算必須滿足: 由上式得: 滿足要求混凝土剪切應力驗算在o點處混凝土界面的抗剪強度要求滿足下式: (20)由(20)式得:其中為15號混凝土的抗剪設計強(2)右岸地錨穩定性計算右岸地錨2個,距離扒桿28m,單個尺寸長3.5m、寬1.3m、高2.5m,2根纜風繩承重。傾覆穩定性地基為風化頁巖,地錨傾覆時會繞某一點o轉動(去掉表皮的松土和不穩定的風化巖50cm),如上圖所示。N為
20、被動壓力,在自身重力能滿足抗傾覆要求時是不存在的。每個地錨承受后拉繩一半的力計算。由重力產生的穩定力矩:MG穩=p b=1.33.52.5240.65=204.75M傾=F1/2sin0.65+ F1/2cos0.5=24.6210/2sin23.010.65+24.6210/2cos23.010.5+34.280.5=105.1抗傾覆穩定性必須滿足下式:由式(18)得: 滿足要求上拔力驗算 上拔力驗算必須滿足: (20) 由(20)式得:其中為15號混凝土的抗剪設計強五、25mT梁安裝方法1、25mT梁安裝施工工藝流程存 梁 場 千斤頂 梁落梁至運梁臺車卷揚機牽引運梁至人字型架下提升架提梁至
21、橋面運梁車運 梁 至 梁 頭掛 鉤雙釣魚吊梁過跨落梁至橫移船板橫移至梁位落 梁 就 位支 撐25mT梁安裝施工工藝流程圖2、T梁橫移先用2臺50T千斤頂頂梁一端將梁頂離砼底模,梁另一端采用支架支撐防止梁傾覆,一端完成后開始另一端頂離工作,在一端頂升時,另一端采用有效措施將T梁支撐穩固,如用圓木將T梁的翼緣板支撐和在橫隔板底部墊方木等。梁體頂離砼底模后利用千斤頂將梁頂升橫移至運梁平車上。3、T梁在梁場內運輸至架梁位置工地運送梁,采用特制運梁小車,高0.75m,平車每臺容許承載50T,在梁的二端(支座附近)各設一臺,平車在軌道上由卷揚機和定滑輪驅動,運梁時用葫蘆將T梁環向固定在運梁小車上以防止梁側
22、翻。32.5t圖2 運梁示意圖在牽引中梁與車體通過墊木相互接觸,產生摩阻力,而使梁體與車體不會產生任何的滑移。物體間相互摩阻力系數為:混凝土梁木與墊木間的滑動摩阻系數:u1=0.6墊木與運梁車間的滑動摩阻系數:u2=0.4車輪軸套間的滾動摩阻系數:u3=0.05以上表明,混凝土與墊木間,墊木與鋼平車間的滑動摩阻系數遠遠大于鋼平車車軸軸套間的滾動摩阻系數。混凝土梁與墊木,墊木與鋼平車間要產生相對滑移,其水平力最少要大于摩阻力=65*0.4=26T,而鋼平車的牽引力僅為65*0.05=3.25T,小于以上滑動摩阻力22.75T,故在牽引中絕不可能在墊木與平車間發生任何滑移,因此二平車間不連接。運送
23、T梁,關鍵是對梁進行穩定性支護,通過翼板下支放支承架,用5T葫蘆將T梁與運梁小車拉緊即可。4、架 梁采用雙人字鋼扒桿架梁,每根扒桿由斷面為4808010組成的格構式構件,扒桿高12m,二根鋼扒桿組成人字形為一副。經計算,每根12m高鋼扒桿承載力為70.85T,一副扒桿能承載能力為141.7T,由于一副扒桿吊一頭最大重量為65/2=32.5T,故扒桿安全系數K=141.7/32.5=4.36(未包括鋼材本身還有1.4的安全系數)。架梁時,將扒桿立于梁頂或墩頂,扒桿腳分別位于梁支座中心,因扒桿腳對其承載物的壓力僅為30.05/2=15.025T,遠小于單頭自重,故不會對梁及墩產生破壞。T梁運至提架
24、下后,掛好主扒桿,副扒桿吊繩,吊繩用8噸卸扣鎖在一起,用型鋼進行梁腹板邊角保護,防止吊裝時對梁腹板邊角產生損壞,同時檢查鋼絲繩之間的關系,禁止其互相搭壓、交錯在一起,待檢查完畢后收緊主扒桿吊繩,進行起吊作業,并撤去前端運梁平車推至梁場進行裝梁。收緊副扒桿吊繩,逐漸緩慢地放主扒桿吊繩,使梁體略低頭前移到位,但不要碰到梁體。 T梁懸吊到位后,楔住后運梁平車,收緊后保護鋼絲繩到梁體向后微動。放松主扒桿吊繩,拆鉤,回鉤至主扒桿下。把主扒桿吊繩至梁尾端,起吊主扒桿吊繩,撤走后運梁平車,緩放主扒桿吊繩,緩放后保護繩。架梁時應注意,有專職安全員隨時檢查纜風繩,地錨,主吊鋼絲繩,卷揚機地錨,鋼絲繩受力情況,不
25、得使鋼絲繩和堅硬物體摩擦,及時發現并更換損壞鋼絲繩滑輪,繩卡等器件.架子腳下用堅實木板墊水平,并隨時檢查架子腳受力,架子腳須立在梁體中間。5、橫移就位落梁人工用5T葫蘆平移起吊鋼繩的一段,配合扒桿慢慢將T梁移動至支座上方,橫移到位后,經各方檢查位置正確后,須落完一端再落另一端,落好后打好斜支撐和葫蘆,前后保護葫蘆,梁體焊接牢固后方可拆去支撐。六、機械設備主要施工機械設備見下表設備名稱規格單位數量備注電動卷揚機5t臺4液壓千斤頂50t臺2手拉葫蘆5t個5鋼絲繩17.5 637m1200鋼絲繩32 637m800滑車80t個4運梁小車50t臺2枕木2.5m跟100滑輪組50t 5組套2主扒桿吊裝能
26、力141.7T套2橋梁施工隊主要成員一覽表序號姓 名職 務范圍1張華興、葉惠圳現場指揮負責橋梁架設全面工作2羅帥、葉惠山現場技術負責質量、施工技術、安全、進度、現場文明3尚海洋安全員安全、現場文明4賴錦松吊裝負責人吊裝負責5葉惠水吊裝指揮指揮卷揚機手操作6廖麗權卷揚機操作操作卷揚機7王廷武材料員材料采購、保管七、施工安全與質量控制 1、建立健全安全質量管理機構和QC小組,配齊人員持證上崗,完善安全質量保證體系。由專職安全人員具體負責吊裝現場的安全質量管理工作。安全質量人員隨時檢查施工安全質量,每天上班前召開一次安全質量會議,分析事故易發因素,制定防范措施和安全規劃,把事故消滅在萌芽之中。2、加
27、強安全質量教育,提高安全員安全質量意識與知識水平,開工前將根據該橋各項吊裝工程的特點編制安全措施及各項作業細則,組織全體人員學習,并嚴格遵守。3、建立健全崗位責任制,把安全質量作為一項重要管理工作來抓,制定各種安全質量措施,使安全質量工作深入人心,貫穿到整個吊裝過程,做到安全質量責任到人,做好詳細的工程日志,做到誰做誰負責。4、對主受力件扒桿進行強度計算,荷載試驗和安全檢查都需達到安全標準才可進入施工階段。5、施工所需各種起重機械須購置有安全技術監督檢驗合格證書的產品。開工前對其進行一次全面的安全檢查和維修。各起重機械和索具如卷揚機,倒鏈,千斤頂,鋼絲繩,滑車,卸扣等嚴格按照操作規程操作和使用
28、(各操作規程見附錄)。每天需對卷揚機制動器,離合器,鋼絲繩,滑輪組,控制器,千斤頂,卸扣等安全關鍵位置,進行一次檢查,發現異常立即更換維修。6、施工過程中專人指揮,統一指揮信號,向有關人員明確交待各信號的含義,各操作過程的目的和方法及緊急情況的處理方法等。7、各纜風繩地錨需根據現場情況,選擇適當的地方進行埋設,并進行受力計算和拉力試驗,達到安全標準后方可使用。每次吊裝都需派專人對地錨,纜風繩進行看護,檢查,發現異常立即停止一切作業。8、使用千斤頂起落梁時,每次只允許頂落一端,且隨頂隨保護,未保護距離不得超過2cm,另一端必須穩妥墊實,防止走動。千斤頂上面或下面如需擴大承壓面積應墊以枕木,鋼軌,
29、厚鋼板,雜木板等。為防止滑動,應在千斤頂上面和梁座之間或所墊鋼板之間加墊硬木板。千斤頂使用前應通過檢查,油壓千斤頂應檢查閥,活塞等是否良好,油液是否干凈,千斤頂負荷不得超過其額定能力,頂高不得超過有效行程。9、在移梁過程中,兩端須配有穩妥的斜支護,并配以5噸葫蘆保護,下坡時,后部必須具備保護繩,整個吊裝過程中,都必須有專業人員指揮,所有人員操作都需在安全位置,防止一切閑雜人進入吊裝場地。10、所有進入吊裝場地人員都必須戴紅色安全帽,穿防滑鞋,高空作業必須戴安全帶,并把安全帶打到安全位置。11、及時觀測天氣情況,如遇大風,雨,雪,停止一切吊裝作業。 12、施工現場配備發電機,并配一名專職的發電機操作人員,防止在吊梁或起吊的過程中,發生停電。