支架吊装（共4篇）
支架吊装 篇1
1 工程概况
北澄子河大桥是扬州市233省道(安大公路)工程项目跨越高邮北澄子河的一座大型桥梁,全长574.6 m。主桥采用计算跨径为80.6 m的下承式钢管混凝土系杆拱结构(见图1)。桥梁跨越三级航道北澄子河,主桥上部结构上、下行分离,共有4片拱肋,设计荷载公路-I级,桥梁净宽:2净-10.75 m,主桥矢跨比f/L=1/5,计算矢高16.12 m。
钢管拱拱肋采用Q235钢板制作,横截面为哑铃型,每个钢管外径85 cm,拱肋高190 cm,钢管及腹板壁厚14 mm,内充C40微膨胀混凝土。该桥为扬州地区首座采用无支架整体吊装工艺进行安装施工的钢管混凝土系杆拱桥。
2 钢管拱单肋整体吊装技术方案
原设计文件要求大桥钢管拱肋采用有支架拼装的工艺,建设方从节省时间、节约造价和保证施工质量的角度出发,经反复论证和比较,决定将原施工工艺优化调整为钢管拱单肋整体吊装的技术方案,即:每片拱肋分3段在钢结构加工厂制作完成,运至现场后,在河岸边的拱肋立拼胎架上进行组拼焊接,待钢管拱单肋立拼焊接完成并经线形和焊接质量验收通过后,由2台80 t浮吊船同步起吊单片钢管拱肋,运送至桥位处进行安装作业。每艘浮吊船设2个吊点,单片拱肋共设4个吊点,分别位于3#、7#、9#、13#吊杆位置(见图2)。
第1片拱肋经安装调整到位,采用缀板焊接和拱脚预埋段进行临时锁定,并用风缆配合倒链(手拉葫芦)对拱肋进行侧向定位,以确保单肋的横向稳定性,同时利用倒链对拱肋的横向轴线位置进行微调。重复上述工序进行第2片拱肋的安装施工。单幅桥2片拱肋安装到位后,再利用浮吊进行风撑的安装和焊接施工,至此,单幅钢管拱结构的安装工作已基本完成,随后便可进行钢管拱安装施工的各项后续工作。
3 吊装工艺计算分析
大跨径钢管拱的整体吊装是一个非常复杂的过程,在制定施工组织方案时必须对安装过程进行详细的计算分析,以确保整体安装施工的稳定与安全。
3.1 计算模型
钢管拱肋截面形状为哑铃型,其截面特性为:截面积A=0.083 4 m2,惯性矩Ix=0.026 8 m4,Iy=0.007 m4。
建立计算模型时,将拱肋离散为35个节点,34个梁单元。吊装时,在拱肋3#、7#、9#、13#吊杆位置(对应于计算模型中的6#、16#、20#、30#节点位置)设置吊点(见图3)。一片裸拱肋重53.5 t,考虑脚手支架等临时设施计算重量按62 t计。
3.2 计算工况的拟定
根据安装施工过程中可能出现的各种情况,对拱肋吊装受力分析的计算工况拟定如下:
(1)正常起吊计算。
(2)吊装过程中,2台浮吊若出现同步性差异,没有均衡上升,两浮吊吊点位置高差按50 cm计。
(3)吊装过程中在风荷载作用下的结构计算,其中风荷载集度按相关规范和当地气象调查情况取400 Pa/m2。
(4)由于钢管拱制作偏差或吊点设置偏差(见图4),吊点1和吊点4与拱轴线存在偏差(按1 cm计)时的结构计算。
3.3 各工况计算结果
(1)在工况1时4根吊索的拉力为F1=F4=235.5kN,F2=F3=127.5 kN,拱肋内力及变形情况见图5。
(2)在工况2时4根吊索拉力为F1=233.7 kN,F2=131 kN,F3=124.2 kN,F4=237.3 kN,拱肋内力及变形情况见图6。
(3)工况3和4时的拱肋内力及变形见图7、图8,其中工况3在风荷载作用下的缆风拉力为32 kN。
从计算结果知,在各工况下的吊索拉力、拱肋的变形及内力均满足强度和稳定性要求,方案可行。需要注意的是,拱肋在起吊后会发生较大的竖向变形,其自由端的最大竖向位移值近2 cm,据此应在钢管拱厂内加工制作时对预拱值设置进行相应调整[1]。此外,单肋安装就位后的侧向稳定性计算及相关保证措施,拱肋端部和拱脚预埋段用缀板临时锁定固接的强度验算、吊索捆绑钢管的防滑构造和强度计算等[2,3]均为单肋整体吊装技术方案中需重点计算分析的环节,这里不再详述。
4 施工控制重点注意事项
4.1 作业天气的选择
考虑到风速对拱肋横向变形和浮吊船只同步及稳定性的影响,吊装作业应选择在无风或微风的天气下进行,连续安装期间的几天内风力应在4级以下,同时由于钢管拱变形对温度特别是日照影响非常敏感,有条件时吊装施工应避开强日照天气[1],施工组织者应提前了解天气变化情况,选择最适宜的安装作业天气,并应根据可能出现的天气特别是风力变化,准备好相应的防范措施。
4.2 拱肋线形的控制
为确保成桥后的拱轴线形满足设计要求,如前所述,首先必须根据整体吊装方案、裸拱的变形特性,综合考虑钢管拱厂内制作及现场立拼时的预拱值设置与控制,正式起吊前应严格检查胎架上的拱肋线形,并在拱肋上进行吊装轴线观测点标识,同时,应事先精确测量拱肋两端拱脚预埋段的座标,以便计算出拱肋两自由端(即和拱脚预埋段临时固结端)临时锁定时应割除的钢管量。吊装过程中拱肋自由端处的精确定位是该阶段线形控制工作的关键。吊装时在测量动态跟踪控制的指引下拱肋基本就位后,用浮吊通过吊点的控制使拱肋保持基本稳定状态,随即利用倒链分级调整拱肋自由端与拱脚预埋段的对接位置,通过反复调节,直到定位精确后方可用缀板对拱肋和拱脚预埋段进行临时锁定。接着用横向风缆对拱肋的横向轴线位置进行精调,满足要求后即用倒链将风缆收紧,风缆预紧力不得小于3 t。在整个吊装作业过程中,必须全过程进行测量跟踪控制,轴线调节到位、临时锁定和横向风缆收紧完成后浮吊方可松钩撤离。
4.3 浮吊机具的要求
对于浮吊船只类型的选择,除应满足起吊能力外,起吊的高度即臂长也是重要的技术指标之一,以保证吊装作业中浮吊吊臂和桥梁构造物有足够的安全距离。北澄子河大桥在制定整体吊装方案的初期选择的浮吊为2台臂长37 m的60 t浮吊,后经论证,60 t浮吊在安装风撑时与靠近浮吊侧的拱肋之间安全距离不足,经方案优化后调整为2台臂长42 m的80 t浮吊。此外,浮吊船在安装作业中的同步性是整个施工过程中的关键,应在正式起吊前对2台浮吊船的同步性作业进行空载预演习,及时发现问题并进行操作调整,以确保正式起吊的万无一失。
4.4 单肋就位后的横向稳定性控制
在单片拱肋安装就位,但横向风撑还未安装、拱桥的空间结构体系尚未形成时,是拱肋横向稳定的最薄弱阶段,因此对该阶段的单肋横向稳定性控制应慎之又慎,必须按可能出现的最不利风荷载进行横向稳定性验算并根据计算结果做好相关构造措施。
5 结语
233省道北澄子河大桥是扬州地区首次采用单肋整体吊装工艺的大跨径钢管混凝土系杆拱桥。通过在方案设计阶段的精确建模,对各施工工况的详细分解和计算分析,以及在实施阶段严格掌控浮吊机具的同步性、单肋就位的横向稳定,和拱肋线形精确定位手段等关键工艺环节,使得该桥的安装作业取得了圆满的成功。同时优化调整后的整体吊装方案与传统的有支架拼装法相比:临时设施投入少、施工时间大大缩短,同时减少了现场拼装的高空焊接工作量,有利于提高钢管拱的施工质量,并且经济效益显著。根据对北澄子河大桥的施工数据统计对比,优化后的整体吊装方案比原有支架拼装方案缩短工期61 d,节约施工成本92.35万元,是一种值得大力推广的施工技术。
摘要：与传统的有支架现场拼装工艺相比,钢管拱桥的无支架整体吊装工艺具有减少现场空中焊接及线形调整工作量,保证施工质量、缩短安装时间、节约施工成本等优点。文章结合扬州市233省道北澄子河大桥工程,对钢管拱单肋无支架整体吊装工艺的理论计算、现场施工控制要点及经济性等进行了分析,以供参考。
关键词：系杆拱桥,钢管拱,无支架吊装技术,分析
参考文献
[1]费春.下承式钢管混凝土系杆拱桥施工技术[J].建筑施工,2005,27(2):41-43.
[2]陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工[M].北京:人民交通出版社,1999.
[3]周水兴,何兆益,邹毅桥,等.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
支架吊装 篇2
伴随着现代化社会的快速发展, 在进行城镇化建设中, 就需要依照新的结构建设形态进行全面设计建设, 并依照已有的工艺建设手段, 在符合现代建筑工艺标准的情况下完成对整体设施的全面化建设。下面是本次调研分析的主要工程简介与施工误差的成因分析办法。
1 工程概述
我公司承建的厦蓉高速公路毕节至生机段 (黔川界) 第八合同段磨刀沟大桥, 位于贵州省毕节市生机镇田坝村, 为跨越磨刀沟深切峡谷而设。大桥左幅中心里程桩号为K78+012.2, 桥梁全长292.48m , 桥跨结构设计为2×25m预应力砼梁+1×120m钢筋砼箱形拱+4×25m预应力砼T梁。右幅中心里程桩号为K77+999.7, 全长211.48m , 桥跨结构设计为1×25m预应力砼T梁+1×120m钢筋砼箱形拱+2×25m预应力砼T梁。拱上建筑采用13×9.8m钢筋砼空心板。桥址两岸均为直立岩壁, 最大切割深度98.23m 。
本桥主桥为跨径120m的钢筋混凝土箱形板拱, 净矢跨比1/6, 拱轴线为悬链线, 拱轴系数m =1.756, 拱箱截面高度190cm , 宽度960cm , 横向布置6 个闭口箱, 为组合箱形截面, 采用缆索吊装无支架施工。箱肋分5 节吊装施工, 单节最大吊重约69 吨。
桥梁结构复杂, 施工难度大, 安全隐患多, 为了确保施工安全、质量以及工期, 结合公司桥梁施工技术水平, 申请将磨刀沟大桥主拱圈无支架缆索吊装施工综合技术研究列为集团公司科技创新项目。
2 施工工艺
在进行呈共的施工过程中, 依照上图中的所示的结构图进行工程施工。其使用主桥结构采取钢筋混凝土结构进行界面的链接线箱型建设, 其中主孔净跨120m , 经矢高20m , 矢跨比1:6, 其拱轴系数为1.756, 其使用建设工艺, 以无支架缆索吊装施工进行。在进行缆索的施工设计中, 其重要难点在于, 磨刀沟大桥跨度大, 深度高, 建设区制备发育较完善, 沟内流水量大, 沟谷坡度陡峭, 雨季时以形成山洪等情况, 导致沟谷内冲击力强大, 容易形成地形条件内的架构影响。
在进行悬索吊装系统的布置中, 根据大桥实际地形特点进行跨度调整后, 以塔架后台的标位进行有机设置, 从主题框架的建设上实现对整体结构的平衡性保障建设。
针对吊重问题的确定上, 以吊塔形式的1.2 冲击系数比例进行重量上的调控, 在确保运载安全的前提下进行起吊。及时急性缆索的安全性检测, 保证施工的安全有效性。
塔架使用贝雷桁架进行人字形结构构件, 并通过基础链接来实现对整体索道的有效位移建设, 通过每一个贝雷桁架的局面界面形态进行工件链接建设, 以完成整体受力分析的前提下实现对每段间隔不同的平衡支撑点设计建设。
3 施工误差原因分析
施工误差成因主要由于结构轴力、结构剪力、结构弯矩、结构扰度四个方面, 下面对其进行逐个分析。
结构轴力影响:主要由于选取桥面设计的过程中, 其接头误差影响了轴力, 公式计算办法为, 其中的数据依据主要有接头坐标误差的结构形态进行影响, 其影响范围通常在±0.2%以内。所以在进行施工过程中, 常忽略不计。但是正因为此问题, 常导致在最终的设计分析时, 对桥面的建设延伸角度会产生一定影响。
结构剪力影响:在进行桥梁设计过程中, 剪力接头误差影响均有对应的影响系数。施工中需要根据实际的施工环境, 进行矫正。而在实际的矫正中, 常因工程需要而导致其施工的实际操作不能够按照相应的矫正值进行调控。
结构弯矩影响:其主要成因在于弯矩设计时与接口处的焊接导致的连接误差, 此误差无法进行控制, 具有一定的反弹系数, 在施工中按照施工团队内部接头系数来进行矫正。但在实际施工中, 往往由于不同工程团队的施工工艺手法不同, 从而导致误差无法避免。
结构扰度影响:在进行桥梁设计中, 因为要涉及到桥梁的接头扰度。在进行扰度分析中, 受到了结构体面内部的扰度影响, 从而直接的影响到了各个接头的不同程度, 在形态变化上, 也直接影响了整体结构的整体建造环境。
对于扰度的变化影响程度, 需要从施工的标准进行分析。但是在进行施工的过程中, 施工误差在所难免, 针对于扰度的控制, 也各有不同。从不同的角度来看, 这样的结构都会直接影响到建造中的结构稳定性。
4 施工误差处理办法
在进行施工建设中, 为减少施工误差的产生, 对于拱桥内里的建设, 需要从上述的四个角度进行整体规划, 从根本上杜绝这一情况的发生。
轴力影响方面:严格按照相关规定进行操作, 并以规定内的系数处理办法进行设施监督施工。在对实际的运营程度上, 通过观察信息认证, 从而实现对施工进程的有效处理。对于产生的轴力影响情况, 可根据产生的影响情况进行相应的轴力加固, 从而确保实际施工中, 对轴力不均匀的补充。
结构剪力影响方面:针对于现有的结构误差监督上, 要根据实际的操作规范进行有效的团队管理策略, 并进行数据内部矫正。通过抗剪力特征进行全面分析后, 根据实际出现的问题进行有效设计, 并对易产生剪力问题部位进行加固矫正, 从而实现对整体信息上的全面剪力调控。
弯矩影响方面:在这一问题的处理上, 应当规范化全面施工中的施工工艺标准, 并对每一段的建设规程进行系数矫正, 通过弯矩的长距离调控, 从而实现对整体设施的有效建设, 通过遮掩的环境调整, 从而实现对整体界面的控制。
在进行调控过程中, 主要应当注意以下三个方面。首先, 接头处吊装的两个拱脚界面, 应当符合使用标准, 并在信息的升降范围内进行有效构建。其次, 在进行拱脚大小弯矩变化上, 应当注意实际的施工承接形式进行控制。最后, 在产生误差后, 应当考虑到全桥设计的最高载重量进行桥面路况的承重改良, 并进行测距上的调整。
扰度影响方面:需按照施工结构进行, 并依据结构的L:8 和7L:8结构面进行影响分析, 其中对于不同接头的反面变形形态, 对整体的百分比影响会产生较大的结构影响, 这对后续的设施结构等, 都会产生较大的变性影响。
为解决这一问题, 就应当将误差控制在5% 以内, 其主要设施有, 第一, 针对扰度变化形态进行对称施工误差分析, 并作出及时的施工调整;第二, 在进行接头界面的扰度提高方面, 应根据实际的设计拱轴形态进行扰度以内的管理提升, 在减少误差的基础上, 加强管理实施。第三, 在施工中, 针对不同接头的高程问题, 应在不影响施工的标准下, 对整体的桥面角度进行合理调整, 保证建设的准度, 并将误差对桥面的影响, 调整到最低。
监督方面:在进行施工过程中, 为保证工程的安全合理建设进程, 需要加强对施工单位的监督管理, 只有这样, 才能够避免因误差导致的各种事件的发生。而对于监督管理方面, 监理部门应当做好带头作用, 以身作则, 不做纸老虎, 避免出现带头作假。只有真正做到施工中的每一个环境做到了真正的误差最小, 稳定性最强, 更符合GB规范, 才能够真正的投入社会生产之中。
5 总结
在进行现代桥梁建设中, 桥梁不仅作为一个承重通道, 同时也是这个时代人对环境的改造表现。为达到一个更符合人类生存环境的形态, 在进行现代建筑建设中, 就更应当加强对结构的影响性建设。桥梁的安全性就备受关注, 在进行建设期间, 需要考虑到现实使用规范, 并依据施工的误差形式, 对原有的施工进度进行全程调控, 在减少了相应的误差以后, 才能够确保自身结构的完整安全性。在使用新型结构建设的过程中, 需要对已有的施工工艺进行调整, 在保证误差最小的影响环境下, 确保拱轴线内的建筑符合使用标准, 才能够算得上是这个时代的标准建筑。
参考文献
[1]李开心, 龚清盛, 田维锋等.拱桥缆索吊装施工的无应力状态控制法[J].中外公路, 2012.
[2]李媛媛.无支架缆索吊装施工误差对拱桥内力的影响[J].山西建筑, 2009.
支架吊装 篇3
关键词：路基,声屏障,吸声板,吊装支架,设计
随着铁路建设水平的不断提高, 铁路运营对周边环境产生的影响越来越被人们关注, 为降低铁路运营噪声对周边环境产生的影响, 采用声屏障措施降低火车运营产生的噪声。目前, 国内铁路声屏障设计类型多样, 吸声板种类繁多。
1 工程概况
昆明枢纽铁路既有昆阳支线为单线非电气化铁路, 全长39.3 km, 设计时速为60 km/h, 改造后为双线电气化无缝线路, 设计时速为120 km/h。由于新建铁路基本与既有铁路并行, 且沿线村镇企业密集, 与铁路距离较近, 改造设计时考虑行车噪声对沿线居民影响, 沿线设置路基声屏障共计6.7 km。其中, 吸声式声屏障6.2 km, 隔声式0.5 km。路基声屏障为直壁式, 分为吸、隔声声屏障两种, 设置于线路外侧路肩处, 并与线路平行, 其内缘距轨道中心4.2 m。声屏障共分为桩基础、连续地梁、墙身立柱、声屏障屏体、顶梁、吸声板及涂面7部分。桩基础采用钢筋混凝土圆桩结构, 直径1 m, 桩长6 m, 桩间距6 m;连续地梁断面尺寸为40 cm×50 cm, 立柱尺寸为30 cm×30 cm, 立柱间距3.0 m;顶梁尺寸24 cm×20 cm;桩基、立柱、连续地梁、顶梁均为C30钢筋混凝土结构, 声屏障高为路肩以上3.02 m。连续地梁及顶梁每33 m长设置一个变形缝。声屏障屏体位于路肩连续地梁上, 采用240 mm砖砌体, 屏体砌筑采用MU10普通砖、M10混合砂浆砌筑, 1∶2水泥砂浆抹面。以立柱间距为一个施工单元, 每个施工单元安装珍珠岩陶粒吸声板5块, 单块吸声板结构尺寸为75 mm×500 mm×3 000 mm, 单块重量为150 kg。具体形式见图1。
2 吸声板吊装支架的设计
2.1 模型制作
支架呈梯形结构, 主杆采用两根壁厚3.5 mm直径42 mm无缝钢管作为主要受力杆件, 每根钢管长3.46 m, 顶部采用两根0.4 m长直径42 mm斜向钢管及角钢斜撑在已施工完毕的钢筋混凝土顶梁上, 使支架受力传递至地面及顶梁。两根主杆采用5根直径42 mm无缝钢管进行横向连接, 钢管连接处采用焊接牢固, 顶部横向钢管伸出主杆两侧各25 cm, 端头处焊接斜向钢管, 斜向钢管端头焊接角钢, 在斜向钢管与主杆间采用直径22 mm螺纹钢筋进行加强;为防止地面不平, 影响支架稳定, 底部采用可调支腿与主杆进行焊接。为确保吸声板吊装空间及支架稳定, 确保机具不侵入行车界限, 支架主杆与地面呈75°角, 距线路中心距离为3 m。
电动卷扬机固定在最下部两根横杆之间, 为便于人员操作及电动卷扬机固定, 下部两根横梁距地面高度分别为1.1 m, 1.35 m, 上部三根横杆中部安装定滑轮对悬吊钢丝绳进行定位。钢丝绳与吸声板间采用横向吊杆、U形件及插杆进行连接, 横向吊杆采用直径42 mm无缝钢管制成;U形件采用直径20 mm U形螺栓制作, 内部宽度9 m, 保证吸声板放入, 顶部与横向钢管在内弯处焊接, U形件端部制成圆形孔口, 插杆采用直径10 mm螺栓, 见图2。
2.2 支架材料
支架材料规格见表1。
3 吸声板吊装支架的应用
1) 施工准备。声屏障抹面施工完毕后方可进行吸声板安装, 安装前需对墙体高度、抹面平整度及连续地梁平整度进行检查, 对墙体抹面及连系地梁顶部不平处进行砂浆找平或采用手持砂轮进行打磨。在待安装墙体上做出安装长度标识, 将吸声板放置于待安装墙体安装侧, 且不能影响吸声板安装支架的放置, 防止二次搬运。
2) 吸声板安装。a.安装顺序。连续声屏障吸声板以墙体一侧端头为准逐步向另一侧按顺序进行施工, 每个单元吸声板施工完毕后采用人工将安装支架移至下一施工单元进行施工。每个单元吸声板由下至上进行逐块安装, 上部吸声板与下部吸声板贴合紧密, 使吸声板重量逐步向下传递至连系地梁顶部。b.吸声板吊装。由吊装人员将吸声板插入U形件内, 并将吸声板膨胀螺栓安装孔与U形件插孔口对准, 将10螺栓插件插入U形件插孔与吸声板安装孔。c.吸声板固定。吸声板吊运至安装高度后, 由施工人员手扶至安装位置, 拔出吊装插件。司钻工对准吸声板安装孔进行钻孔, 钻孔过程中保证钻杆垂直于墙体及吸声板, 钻孔至设计深度后, 电锤反复冲孔2次, 以清除孔内杂物, 安装紧固膨胀螺栓。对由于膨胀螺栓不能安放至设计深度的, 采用手锤轻轻打入, 若不能打入, 则需拔出进行二次钻孔或扩孔。声屏障下单元最下部2块吸声板, 施工人员可直接站在地面进行安装, 上部3块吸声板由于高度较高, 为便于人员安装, 设置人工作业台架。作业台架由22圆钢及16螺纹钢筋弯制、焊接而成, 上铺7 cm厚木板, 见图3。
3) 人员配置。每个吊装支架配备共7名施工人员, 其中吸声板吊装2人, 司钻2人, 安装膨胀螺栓2人, 卷扬机操作工1人。
4 安全质量控制
1) 对施工人员进行既有线施工培训, 培训合格后方可上岗, 进场前对施工人员进行安全技术交底。2) 为高处作业施工人员配备安全带, 卷扬机由专业人员操作;为防止联电, 电动卷扬机与安装支架横杆间采用绝缘垫绝缘, 电动机设置接地。3) 为防止施工过程中机具侵限, 在施工点两侧安排防护人员进行防护并配备相应安全防护用品, 在铁路侧拉设警示带。4) 对支架各杆件进行检查, 确保杆件完好无裂纹、防止严重锈蚀等, 焊接必须牢固, 无砂眼、假焊现象。5) 严格控制吸声板吊装速度, 钻孔需垂直于吸声板安装孔进行钻进, 防止吊装及钻孔损坏吸声板。
5 实施效果
对采用自行设计简易吊装支架吸声板安装效果进行检查, 并与采用人工抬装从安装速度、安装人员以及吸声板损坏率方面进行了对比, 具体如表2所示。
6 结语
支架吊装 篇4
桥型布置。设计桥梁总长223.04m。桥梁位于直线上, 纵坡为±1.6%的双向纵坡, 桥跨布置为2×13m (空心板) +160m (钢筋混凝土箱形拱) +1×13m (空心板) , 全桥共设4道伸缩缝。主拱基础为实体拱座, 桥墩为柱式墩配桩基础, 桥台为重力式U型桥台。
主拱圈净跨径为160m, 净矢高为25.6m, 矢跨比为1/6.25, 拱轴线系数m=1.988, 拱圈高度为2.5m, 拱圈顶全宽15.1m, 整幅拱圈由10片拱箱构成, 且拱箱是由7段吊装组成的, 吊重最大值是76.79t。
浇筑纵横接缝和现浇层混凝土工作实在吊装完毕, 接头焊接全部完成后才进行的工作。
本工程主要是用无支架缆索吊装施工工艺完成吊装。
2 缆索吊装系统的实施方案
2.1 索塔布置
依据平昌巴河2号大桥的实地情况和工程特点, 确认吊装索跨为49m+250m+64m。平昌岸塔架设于0#桥台附近。郑家河岸索塔设于4#桥台附近。两岸索塔均采用“M”型万能杆件组装, 分为塔柱、横向联系、塔顶及塔顶分配梁四部份组成。
2.2 地锚布置
本吊装系统的地锚系统分为四类, 一是两岸索塔后的主地锚, 主要锚固主索及工作索的承重索, 主牵引索, 主起吊索, 扣索以及索塔的背向风缆索, 二是两索塔两侧的风缆索地锚, 三是拱肋风缆索地锚, 四是索塔的前风缆索地锚。
2.3 缆索系统的布置
缆索系统是由主索系统、工作索系统、缆风索系统等部分组成的。
2.4 卷扬机群布置
卷扬机之所以集中布置主要是考虑到便于集中控制、管理、视线良好等, 主卷扬机和辅助卷扬机、打杂卷扬机分开布置, 前者分设在两岸主锚碇前, 后者分两岸布置。
3 吊装拱箱
吊装系统安装完成后不能急于正式吊装, 还需要做好以下几方面: (1) 需要对跨径、起拱线标高进行复核, 拱脚对位大样需要放样并画线。 (2) 需要做好拱脚预埋件的检查工作。 (3) 需要做好拱箱的几何尺寸和预制施工质量的检查工作。 (4) 为了检验吊重能力和系统的工作状态, 需要对吊装系统进行仔细检查并进行试吊。
3.1 试吊方案
本项目拱箱的设计最大吊重为77t, 在作本吊装系统设计时, 以最大吊重85t来计算控制。为了操作方便, 直接利用拱肋作为试吊重量, 并在试吊拱肋上放置两件钢筋以达到77t的1.2倍, 即以93t作为最终试吊重量, 行走完索跨全程后直接安装。
4 拱肋安装方法
每肋分七段吊装, 整座桥拱肋共70个节段需要吊装。
预制好的拱箱用预制场龙门吊车, 将待起吊安装的拱箱横移至平昌岸索塔前面的主吊点正方位置, 经仔细检验符合设计要求后, 可以开始吊装工作。
吊装时用千斤绳和吊架捆绑相结合进行吊装, 吊点定在端头第二块横隔板处, 并在此设置槽口, 并埋置粗钢筋, 对捆绑千斤绳起限位作用, 避免千斤绳滑移。
扣点位置设在第二块横隔板前面35cm处, 利用拉板、转向滑轮和设置牛腿来传递扣索力, 满足拱箱局部受力的需要。
拱箱吊点采用2×φ47.5mm (或4×φ32mm) 捆绑千斤绳。
扣索采用φ47.7mm钢绳走2线。
4.1 拱肋合拢施工工艺
(1) 先对两个拱脚段吊装, 施工预抬高值不小于8公分;
(2) 再对两个第二段拱脚进行安装, 施工预抬高值不小于16公分;
(3) 再对两个第三段拱脚进行安装, 施工预抬高值不小于25公分;
(4) 拱顶段至跨中放在最后吊运, 并注意下放至约高于设计标高, 拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组进行下放时要对称循环下放, 接头处需要抵紧, 并且不能让拱顶段简支搁置冲击第三段。
(5) 合拢松索控制:在下放到第三段前接头与拱顶段端头标高大致一致时, 拱顶段先把一端螺栓上好, 再检查拱顶及接头标高, 如果比设计标高低且超出了规范容许值的话, 需要在另一头处加垫钢板, 达到设计标高后上好螺栓, 然后把加垫钢板点焊于连接角钢上方可。
扣索及起吊滑车组松索在施工时考虑到施工质量和安全问题, 下放拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组的时候需要循环对称下放, 由于循环次数增加了可以使扣索基本放松。松索用定长松索法进行施工, 扣索一次松索量可为2至3公分, 起吊滑车组跑头可为25至35公分, 且需要在张拉端钢索及起吊跑头上用笔标注出来;每松一次索应对各接头及拱顶的标高进行观测一次, 并按照观测的标高数据对松索量进行适度的调整, 扣索用滑车组和卷扬机进行调整。
经过多次松索循环使得各扣索及起吊滑车组皆基本放松 (其中索力保持10~20%左右较为合适) , 拱肋标高达到设计要求后方可进行一次拱肋轴线的调整。
(6) 拱肋轴线控制:吊装拱肋的控制主要在拱肋轴线横向偏位、标高的控制上, 前者主要是通过调整拱肋侧风缆长度来进行的, 扣索合拢的过程中测量小组需要对整个过程进行跟踪观测, 把已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据传出, 由技术组制定出扣索和拱肋侧风缆调整方案, 这样才能使吊装节段准确、快速完成对接就位。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后才是拱肋接头的焊接工作。
(7) 焊接拱肋接头:各接头焊接主要是在拱肋上设置吊架, 吊架可以用钢筋焊接结构或脚手架管, 吊架必须保证足够的安全度且有安全防护措施才可以, 把吊架上铺设脚手板当做操作平台。
(8) 单肋合拢的稳定性措施。因为拱肋具有本身横向宽度较小, 单肋横向稳定性差的特点, 根据《公路桥涵设计手册》 (拱桥) 下册的有关章节计算, 受自重和风力影响, 拱肋横向稳定较差 (这是在不考虑风缆的稳定作用的前提下) 。
缆风索对拱肋的作用相当于拱肋在横向的多点弹性支承, 这就大大减小了拱肋的自由长度, 因此需要技术人员在设计风缆时, 需要同时考虑它的强度和它的刚度 (风缆截面积) 两个方面, 来确保在最大设计风力影响下拱肋的横向位移尽可能的小。由此我们不难看出, 在拱肋安装的各个环节在风缆参与共同受力的情况下, 在最大风力及拱肋自重作用下, 稳定安全系数满足规范不小于4的要求。
不仅如此, 在进行风缆布置的过程中还应尽量注意到到上下河的对称问题, 只有按照《公路桥涵施工技术规范》所要求的风缆角度进行布置才能保证工程的施工质量。
4.2 拱箱总体吊装顺序
紧接拱座的端段 (2岸) —间段 (2岸) —次间段 (2岸) —中间合拢段。
5 拱肋安装中的注意事项如下
(1) 为了确保施工安全, 拱肋安装时需要在拱肋安装的几个主要受力阶段, 针对塔架、主索等进行观测和登记好相关数据。
(2) 各扣段安装应设置一定的施工预抬高值, 合拢前各段预抬高值设置标准为拱脚段8公分, 第二段16公分, 第三段27公分。为了保证拱顶段的顺利安装, 在进行按照时应注意扣索及起吊滑车的调整, 应保证施工预抬高值始终不小于上述数值。在拱顶合拢段安装完毕后, 此施工预抬高值也就消失了。
(3) 在进行拱顶段就位合拢施工时, 下放拱脚段、第二段和第三段扣索时需要循环对称下放才行, 拱顶段滑车组应缓慢进行下降, 接头缝需要抵紧, 不要出现拱顶段的简支搁置。
(4) 待轴线标高调整好后, 确保松扣保持10-20%扣索力的情况下, 才可进行接头的焊接。
(5) 千斤绳的配套使用很关键, 钢绳的索卡数量、索卡间距应按照规范及起重操作手册的要求进行施工。
(6) 理想的状态是在较低温状态下进行拱肋合拢, 最佳温度保证在当地年平均气温值附近是最好的选择。
(7) 如遇特殊情况应特殊对待, 比如遇到大风 (风力六级以上) 及雷雨等恶劣天气, 强行进行吊装存在很大安全风险, 所以自然条件不允许的情况下应停止吊装作业, 以免造成不可挽回的损失。
参考文献