钢箱梁吊装方案Word格式.docx
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编制:
潘中明
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钢箱梁吊装方案
一、工程概况:
武汉军山长江公路大桥主桥为(48+204+460+204+48)m五跨连续半漂浮体系钢箱梁斜拉桥。
桥面双向横坡2%,纵坡为3%,位于半径R=20000m、切线长T=600m、外矢距E=9m的圆弧竖曲线上。
主梁为全焊流线形扁平钢箱梁,梁高3.0m顶板宽33.8m,底板宽30.28m,总宽度38.8m,横隔板间距3m,纵隔板间距18m。
钢箱梁分节段在工厂制造,驳船运输到位,现场吊装、焊接成桥。
全桥共分87个梁段,总共分为十三类。
其中A标段由二公局架设安装的梁段43块(不计中跨合拢段)。
其中A梁段22块,梁长12m,重195.8t;
B梁段8块,梁长12m,重199.9t;
C梁段2块,梁长10.2m,重176.1t;
D梁段1块,梁长6.8m,重127.1t;
E梁段2块,梁长9m,重158.1t;
G梁段1块,梁长8.46m,重155.1t;
H梁段2块,梁长8m,重125.8t;
I梁段1块,梁长6.2m,重154.3t;
J梁段1块,梁长9.3m,重189.6t;
K梁段1块,梁长10.3m,重207.6t;
L梁段1块,梁长10.2m,重207.1t;
M梁段1块,梁长12m,重211.8t;
F梁段为中跨合拢段,梁长7.1m,重105.4t。
其中最重梁段为M梁段,重211.8t。
每块钢箱梁临时吊点横向间距为18m,纵向间距为6m、4m、5.3m、5.6m四种。
二、施工方案:
(1)、主5#墩0#块钢箱梁安装及悬拼:
1.1概述。
主5#墩0#块钢箱梁共3块。
按安装顺序和梁段编号,分别为1#(D梁段)一块、2#(E梁段)二块。
其中1#块长6.8m,断面宽34.8m,高3.0m,重127.1t;
2#块长9m,断面宽38.8m,高3.0m,重158.1t,0#块钢箱梁沿桥轴线双向横坡为2%,纵坡为3%。
钢箱梁各节段间采取全断面焊接。
1.2施工工艺流程
1.3施工准备
1.3.1支架结构与施工
主5#墩0#块钢箱梁安装方法采用搭设支架平台,高水位利用250t大型浮吊吊装的方法进行安装。
支架结构沿下横梁对称搭设,每侧支架由8根直径φ1.0m,δ=10mm钢管桩支承,钢管桩底与承台表面与预埋件及钢围堰顶设置的分配梁焊接。
钢管桩之间以剪刀撑的形式连接,剪刀撑采用[20的槽钢,纵横两个方向都设置,以增强其横向稳定性。
钢管桩顶设置工40b型钢作分配梁,再在分配梁顶搭设由万能杆件与大型型钢组成的桁架,组成支架平台。
桁梁下端分配梁采用2[40型钢,上端分配梁采用宽边工40型钢,其中中间桁片不设分配梁。
平台设置3%纵坡、其中军山侧端顶标高设定为+48.06m、京口侧端顶标高设定为+48.06m,并根据7月初设计水位略作调整。
若水位高于24.5m,则不须调整,若低于24.5m,则将平台顶端工40型钢撤掉,以降低平台高度。
(支架结构见附图)
支架搭设顺序:
装主桁架及分配梁。
吊装采用50t
浮吊及塔吊配合,支架施工定于6
月20号完成。
1.3.2支架计算
(1)钢管桩计算。
钢管桩承受荷载为2#块钢箱梁自重,3#块钢箱梁自重,悬臂吊机的自重及施工荷载,风荷载等。
2#块钢箱梁自重158.1t,3#块钢箱梁自重176.1t,吊机自重考虑200t,施工荷载30t。
1.1钢管桩承受轴向力
N边=W总=W2+W3+W吊机+W施工=158.1+176.1+200+30=564.2t。
N=N边/8=70.5t。
λ=μι/i,I=(I/A)1/2
I=兀D4(1-a4)/64=0.0038m4,A=兀(D2-d2)/4=0.031m2
i=(I/A)1/2=0.35,λ=24/i=108(μ=1)查表得Ф=0.536N容许=Φ[σ]A=0.536×
140×
0.031=233t>N,符合要求
K安全系数=N容许/N=233/70.5=3.3
1.2钢管桩在风荷载及钢梁自重作用下计算其应力
1.2.1风荷载
桥址处最大瞬时风速29.6m/s,设计风速27.6m/s,箱梁高3m,箱梁下桁架按3m计。
f1=A1×
W+A2×
W
A1=3×
(9+10.2)=57.6m2,A2=0.4×
9×
3=10.8m2
W=K1K2K3K4×
V2/1.6=605.1Mpa
W=4.1t,f2=A3×
W=1.21t
f=f1/8+f2=1.72t
M=f×
L=65.53t.m
σ=N×
A+M/W=125.7Mpa<[σ]符合要求。
2.桁架计算
最不利情况下,2#梁段就位,在2#梁段上拼装悬臂吊机,吊装3#块梁段,此时W总=W2+W3+W吊机+W施工=564.2t
考虑超载系数1.05,冲击系数1.2,安全系数1.2
W总=1.05×
1.2×
W总=853.07t
对支架采用桁架计算程序计算
Nmax=-52.02tfmax=2mm均符合要求。
1.4支座砼浇注、支座安装
0#块钢箱梁安装前,应将下横梁上的所有设备材料进行清除,并安装完临时支座,浇注完成竖向盆式支座垫石砼,安装完盆式支座。
主塔内侧横向抗风支座锚筋焊接牢固,在1#块就位后,再浇注支座垫石砼。
下横梁垫石强度达到设计要求后方可吊安1#块钢箱梁,同时,测量队人员在钢箱梁吊装前,应将桥轴线、墩轴线及有关位置测量标定,以保证0#块钢箱梁的吊装。
盆式支座安装时,应严格考虑其偏差,保证安装精度。
盆式支座安装允许偏差:
支座上下对中误差±
3mm,高程允许偏差±
5mm,纵横向扭转±
1mm,支座四角高低差<2mm。
1.5中横梁塔吊安装
中横梁浇注完成后,拆除模板,在中横梁军山侧拼装一台QTZ140T·
m塔吊。
塔吊基础采用2根H40型钢,采用[36型钢连接
成整体。
每根H40型钢前端均采用两根36槽钢作斜向支撑,后端采用6根φ32精轧螺纹钢锚固,每根φ32精轧螺纹钢锚固力30t。
塔吊安装采用金口侧塔吊辅助完成。
1.6临时塔吊拆除
中横梁塔吊拼装完成后,拆除金口侧临时塔吊。
临时塔吊的拆除利用塔吊自身特点进行自我拆除。
临时塔吊拆除至钢围堰顶面时,可利用50t浮吊辅助拆除。
1.7吊装设计计算及水位确定
(1)根据设计要求,主塔D、E梁段,主3#至主4#梁段及主4#至临时墩墩顶梁段须搭设支架平台,利用250t浮吊吊装存梁。
由于主3#至临时墩梁段存梁不受吊高影响,故可不做计算条件。
D梁段、E梁段受水位影响最大,故仅对D梁段、E梁段作设计计算。
D梁段,重量127.1t,吊点平面尺寸4×
18m,平面尺寸34.8×
6.8m,高3mE梁段,重量158.1t,吊点平面尺寸4×
18m,平面尺寸38.8×
9m,高3m
(2)250t浮吊主要性能
0#块钢箱梁采用长航打捞局250t浮吊,浮吊性能如下:
船高2.2m,空载情况下吃水深0.5m,吊重情况下吃水1m,起重量:
角度大于63.60情况下250t,起重高度670角度下吊高32m,63.60角度下吊高31.2m(自水面算起)
(3)吊装水位及流速
吊装水位24.5m,(黄海高程),流速估算2.2m/s
(4)吊具结构
根据钢箱梁实际吊耳尺寸,拟做一井字形吊具,吊具长19m,宽度应根据钢箱梁吊耳间距设计成可调,0#块采用吊具中到中4m,吊具下焊四个吊耳与钢箱梁对应。
吊具采用φ120钢管桩,中间采用φ80钢管相连。
利用钢绳将吊具下部兜住,并与250t浮吊销轴相连。
根据设计计算。
选用6×
37φ63钢绳,每个吊点选用2根钢绳。
(5)吊高及水位确定
吊装1#块,即D梁段,Wd=128.1t,W吊具=28t,箱宽6.8m,吊杆
角度670,W总=156.1t<200t,此时吊高为:
Δh=25.27m。
W水位=48.6-25.27=23.33m。
吊装2#块,即E梁段,E梁段,We=158.1t,W吊具=28t。
箱宽9.0m,
吊杆角度63.610,W总=158.1+28=186.1t<200t,
此时吊高为:
Δh=28.7m。
W水位=48.06-23.7=24.36m。
考虑一定的安全储备,选用24.5m水位
0#块钢箱梁吊装施工所用索具应在钢箱梁吊安前准备完毕,吊安所用吊具,扣绳、插销、手拉葫芦、千斤顶等均应检修备用,并备一定数量备用件。
1.8250t浮吊进场
0#块钢箱梁吊装采用长航打捞局250t浮吊,浮吊须在6月底,7月初进场,并做检修,做好吊装准备,确保万无一失。
1.9浮吊抛锚就位
先撤走主5#墩墩旁所有施工船泊、50t浮吊等,浮吊到位后,在水位接近吊装水位时抛锚就位。
浮吊先在军山侧抛锚,抛锚前,先与
港监部门取得联系,占用250t浮吊前后施工水域200m,港监派专船值班,确保过往船只安全。
250t浮吊自带铁锚,利用250t浮吊先抛2个前锚,再抛2个尾锚,均以八字形式分布,通过锚定系统250t浮吊可实现前移及后退。
1.10钢箱梁运输就位
在水位接近吊装水位时,利用3000Hp拖轮携带驳船将钢箱梁运输到位。
钢箱梁一次运输不得少于3块,其中钢箱梁存放顺序从上到下依次为1#块、军山侧2#块,京口侧2#块拖轮将驳船运到250t浮吊前方,并利用驳船自带铁锚进行抛锚;
铁锚分前锚和尾锚,前锚2个,尾锚2个,均以八字形式分布,通过锚定系统及拖轮将运梁船稳住。
(见附图)
1.11、0#块钢箱梁吊装
钢箱梁运输船抛锚就位后,井子形吊具下吊耳与1#块临时吊耳通过销子连接,经检验连接牢靠后,250t浮吊起吊,起吊时先使1#块钢箱梁吊离驳船5cm左右,并持荷5分钟,在无异常情况下方可起吊。
1#块钢箱梁吊起后,运梁船收起锚锭系统,通过大马力拖轮撤出。
250t浮吊通过自身锚锭系统前移,前移直至船头与钢围堰贴住。
浮吊收钩上升,吊至设计标高后将1#块落下。
在1#块吊至存梁支架前,在存梁支架工40轨道上放有8个30t平板牵引轴型移位器,移位器高度14cm,1#块落至移位器上后,通过设置在对应支架上的卷扬机牵引移位器,实现1#块的纵移,直至1#块纵移到位。
1#块吊装完成后,可依次同法吊装2#块。
1.12调整、连接
1#块纵移到位后,由测量人员对1#块顶标高及纵横轴线进行测量,并与设计顶标高及纵横轴线对照,若超过规定须进行调整。
调整通过千斤顶及链条葫芦进行调整。
2#块吊装完成后,通过设置在中间桁片上的32t油压千斤顶进行顶升,从而达到调整2#块标高的目的。
在1#块及2#块纵横轴线及顶标高调整到位后,完成1#块与2#块之间的焊接。
1.13支架拆除
0#块钢箱梁拼装完成经检验合格后,10月份在0#块上拼装桥面吊机。
桥面吊机拼装完成后,利用吊机安装金口侧C梁段一块、B梁段一块,军山侧C梁段一块、B梁段一块,安装完成经检验合格后,拆除0#块钢箱梁支架。
拆除时,通过砂筒放砂,降低支架高度,使支架与钢箱梁脱离。
先拆除万能杆件上的分配梁,再拆除万能杆件、万能杆件底分配梁、砂筒、钢管桩等。
支架拆除利用25t吊车上船辅助完成。
(2)、主3#墩~主4#墩存梁
主3#墩至主4#墩共有19#块、20#块、21#块、24#块、23#块、22#块6块钢箱梁。
由于河床较高,枯水期间河床全部露出,驳船无法将钢箱梁运输到位,因此在主3#墩至主4#墩之间搭设支架,高水位期间将钢箱梁存放在支架上,最后利用悬臂吊机进行拼装。
主3#墩至主4#墩存梁支架由钢管桩加万能杆件组成。
在主3#墩至主4#墩之间共插打四排钢管桩,每排钢管桩四根,钢管桩直径1m。
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