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附注:
必要时应组织专家组审查。
T梁吊装施工方案
一、工程概况
本标段在K0+673处新建桥梁1座(德里渡改桥枫竹湾大桥);
全桥长为248。
4m,桥面宽度为12m.桥梁上部结构采用(4×
30+4×
30)m的预应力混凝土T梁,30mT梁梁高2.0m,采用先简支后连续结构。
下部结构采用柱式墩,柱径1.6m,桥墩钻孔桩直径为1.8m;
桥台根据两侧实际地形采用柱式桥台,柱式桥台采用直径为1.8m钻孔灌注基础。
本桥桥台处设置D80型伸缩缝,4号桥墩设置D160型伸缩缝,依靠T梁梁端预留放置伸缩缝.
T梁采用50#砼预制,中心梁高为2.0米,横隔梁间距7.20米,行车道板中梁预制宽度1.7米,边梁预制宽度2。
05米,湿接缝宽0。
7米,主梁跨中肋厚0。
2米,马蹄宽度0.5米,梁端支承段马蹄宽厦0。
5米.
全桥共8跨,每跨由5片预应力钢筋混凝土T型梁组成,全桥一共40片T梁。
L=30m边梁每片重76。
6(T)、中梁每片重75。
4(T)。
二、主要应用标准和规范
1中华人民共和国行业标准«
公路桥涵施工技术规范»
(JTJ041—2000)。
2中华人民共和国行业标准«
公路工程质量检验评定标准»
(土建工程)(JTJF80/1-2004)。
3中华人民共和国行业标准《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)。
三、施工准备
1技术准备
1)熟悉和分析施工现场的地理情况,编制T梁安装施工组织设计,向施工班组进行书面的一级施工技术交底和安全技术交底。
2)选择适合地理地理的吊装方案类型、安全防护措施及安全施工救急处理预案。
3)试验及测量放样
T梁安装前要确定T梁强度不低于设计强度标准值,孔道灰浆的强度不低于30MPa,支座垫石强度不低于设计强度的100%.安装前必须检查墩、台帽及支座垫石的平面位置、高程及尺寸,校核时,应在墩台帽上画出架设安装板线、板端线及临时支座的位置,以便安装时使T梁准确就位,并报请监理工程师复核、签认。
4)正式吊装前要对施工人员进行全面的技术、操作、安全等二级技术交底,确保安装质量及人身安全。
2机具准备
1)运输设备:
轮式拖车
2)起吊设备:
预制场备有龙门吊,前场备有汽车起重机、手拉葫芦、绞车及小型门架。
3)安全设备:
安全帽、安全网、安全带、防滑鞋。
4)其他设备:
风缆、钢丝绳、锤、撬棍、电焊机等。
3材料准备
1)清理堆放T梁的预制场地,检查核实T梁的几何尺寸.
2)准备好安装T梁所需的支座、钢板、调平钢板等。
4作业条件
1)各起重设备均经相关质量技术监督局检验,特种操作驾驶员均持证上岗,汽车起重机起吊重量能达到设计起重额,钢丝绳、风缆等设备都应经过计算,其安全系数达到规定要求;
运输设备拖运能力满足拖运要求.
2)吊装人员:
吊装时必须配备专业起重指挥人员,每台吊车司机及拖车司机必须持证上岗,且有丰富的行车经验,安装工人经过专业的训练,专职安全员及技术员各要配备一人;
在正式吊装前应由技术员及安全员对安装工人及司机进行培训、技术、安全交底,做到熟悉安装、吊装过程中的每一个工作步骤,对待任何紧急事情要冷静对待,并有对应的安全紧急救援预案.
四、吊装顺序
该大桥架设方案采用从坪埔方向往彭屋方向逐跨吊装,单跨吊装T梁的操作顺序从中梁开始,由中往边对称均横进行.如图所示。
单跨T梁吊装顺序示意图(尺寸单位:
cm)
五、施工要点
1、结构连续一联上构施工顺序:
主梁预制→架梁,浇筑墩顶现浇连续段及翼板缘板、横隔板湿接缝,张拉中墩顶T梁负弯矩钢束→形成连续体系→浇筑桥面铺装层混凝土→安装人行道等附属设施→成桥。
2、预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。
预制梁运输、起吊过程中,应注意保持梁体的横向稳定,架设后应采取有效措施加强横向临时支撑,连接现浇连续段连接钢筋和翼缘板、横隔板接缝钢筋等,以增加梁体的稳定性和整体性。
3、桥梁架设,只有主梁间横隔板的连接和翼板湿接缝混凝土浇筑后,且达到混凝土强度设计等级的85%并采取压力扩散措施后,方可在其上运梁。
4、待墩顶现浇混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的85%后,张拉连续束。
5、吊装前,对支座标高、支座型号和T梁编号进行复核,T梁吊运前应充分检查各起重设备的牢固性,必须进行超载试吊,并检验各起吊点的受力情况,以消除隐患,试吊过程中应用专人观察地锚变位情况(包括主地锚、扣索地锚、卷扬机地锚等)以及设备的运转情况、主索的垂度等。
2、吊装T梁的操作顺序从边梁开始,由边往中对称均横进行.
3、预制的T梁应按设计规定的吊点位置起吊、移动和堆运,吊运时必须注意采用必要的加固和保护措施,也可用硬夹木或角钢保护构件不受破坏.
4、吊运应缓慢进行,就位过程应特别谨慎,避免碰撞,各片梁就位时要求精确。
5、T梁在吊装过程中应采取有效措施防止梁体横向倾斜不大于3度,纵向倾斜不大于5度。
缓慢地使T梁在支座上就位。
6、吊装所有T梁过程中应加强观测工作,随时记录和分析观测成果,并对吊装设施的工作状态勤加检查,发现有异常的现象应及时采取必要的调整措施,防止发生意外事故。
7、T梁架设后应采取有效措施加强横行临时支撑。
当一孔T梁吊装完毕后,必须立即进行横隔板与翼缘板间钢筋的连接及横隔板、翼板湿接缝混凝土浇筑.混凝土施工应分两层进行,第一层浇横隔板,后再浇筑翼板,避免浇筑震捣对腹板造成损害。
T梁湿接缝混凝土采用与T梁标号相同的砼。
六、施工进度及时间安排
总的施工时间计划安排在2012年9月至2013年1月之间,实际总历时施工141天,每跨六天。
如第一跨计划于9月16日起吊后,于9月21日成跨。
七、吊装设备
纵向”钓鱼"
法架设主要机具
名称
单位
规格
数量
附注
主扒杆
副
吊装能力1200KN,高18米
2
人字辅助扒杆
高10M左右
1
竖立主扒杆用
卷扬机
台
牵引能力70KN、14KN减速卷扬机
起吊预制梁用
25马力双筒
移动扒秆、拖引预制梁用
油压千斤顶
1000KN
4
顶升用
螺旋千斤顶
其它工序用
链滑车
个
50KN
8
横移及其它用
轨道平车
载重800KN、带转盘
运输预制梁用
滑车
组
(55+45)cm×
4轮
吊预制梁用
30cm×
16
移动扒秆、控制平车及其它用
35cm×
1轮
25cm×
3轮
24
预制梁制动、拖引及其它用
2轮
20
导向及其它用
卡环(卸扣)
以直径2。
5cm~10cm
吊梁、移动扒秆、拖引预制梁用
钢丝绳
m
φ12。
5mm6(19)
400
φ17.0mm6(19)
1200
φ18。
100
预制梁拖引、制动用
φ22mm6(61)
2600
吊梁用
φ25mm6(61)
前风缆
φ33mm6(61)
800
后风缆
φ38。
5mm6(61)
200
横移用梁
载重800KN
横移用滚轮
φ50cm×
500
40
顶梁座架
顶预制梁用
横移用铁板
块
9mm×
45mm×
1800mm
12
钢丝绳夹子
φ12mm~36mm
300
各种木料
根
包括支撑预制梁、垫千斤顶及脚手架圆木
锚碇材料
套
其它材料
防止梁倾倒及其它
其它工具
八、人员配置(11人)
技术管理人员2人:
吊装工6人:
机械管理人员1人:
预制场电工1人:
现场安全员1人:
九、总体方案
㈠ 纵向“钓鱼”架设法
T梁运输采用一台自制600。
0kN无轨龙门吊起吊,运梁车运载。
运梁时运梁车轮对场地道路要求较高,要求从预制场至12#桥台中线两侧各6m范围内的路基均填筑至台帽梁顶标高,以便运梁车能平稳行进,T梁由运梁车运至桥台上,由人字扒杆和无轨龙门吊起吊,此时运梁车和无轨龙门吊相续退出。
接着由安装在跨墩台上的两付人字扒杆,配合运梁设备,以绞车相互牵吊,在梁下无支架、无导梁支托的情况下,把梁悬空吊过桥孔,再横移、落梁、就位安装.
㈡T型梁架设
1、扒杆将T型梁移至运梁小车(轮胎式运梁小车)上,采用运梁小车,将T型梁运至扒杆吊后方.移梁前要对起重设备进行全面检查,以检验起重设备的可靠性,然后正式移梁,确保人员和设备安全。
在横移全过程中,要采取可靠防倾覆措施,做到平稳过渡、安全就位。
如遇4级以上大风时,不准安排移梁工作。
架设第二孔T型梁时,在第一孔T型梁上安设厚木板或其他有效措施作临时移梁过道。
2、T型梁架设安装
T型梁架设安装采用扒杆吊鱼法
安装工作原理:
⑴用卷扬机A吊着梁的前端,卸掉梁下的木制拖板,把卷扬机B也同样系在梁的前端.
⑵启动卷扬机B,同时放松卷扬机A使梁前移。
⑶当梁达到B点时,从梁后面设拉索D控制梁,此时应注意拉索D的控制力,用钢索B和拉索D将梁固定,将滑轮组A返回.
⑷用A、B两台卷扬机吊着梁的两端,安装就位。
3、T型梁在桥墩顶及桥台上横移定位法:
先将第一片梁和第二片梁同样用吊鱼法吊过就位.焊上连接缝钢板.第三片T梁采用运梁设备把预制梁从梁上运过桥孔位置,此时是在预制梁运过以后,用扒杆把梁吊起,把纵向滚移方向调换横向滚移方向.在安装好二片梁吊旁侧设置临时枕木垛,铺好横向滚移设备,把梁部在走板上,然后先把扒杆横移到需要就位的位置上,并利用扒杆起吊设备作牵引,把梁横移到临时枕木垛上后,摆正扒杆,把梁吊起,撤去横向滚移设备及临时枕木垛,进行落梁就位。
4、每架完一孔,测量校核后立即实施横隔板湿接缝作业。
并进行墩顶连接。
安装横隔板模板时,底模板采用吊拉法,侧模可设拉杆固定,拉杆可使用金属线代替。
5、人字扒杆的移动过墩:
⑴由前扒杆B卷拉钢索,使后扒杆A装到重型平车上,牵引钢索,移到前扒杆B为止。
⑵固定扒杆A底部,卷动钢丝绳,使扒杆A拉直,并拉紧控制索。
⑶从前面第二个桥墩把钢索D拉到扒杆的底部、拉紧钢索,边调整钢索C和D将扒杆B吊至前方桥墩上。
⑷把扒杆B底部固定,通过辅助扒杆拉起钢索D,使扒杆B的顶部拉起立直,拉梁控制索(双缆)则纵移完成。
⑸扒杆最初的安装准备工作与以上操作处相同。
⑹扒杆左右横移采用齿条式千斤顶起重迁移动.
6、机械工具
⑴人字扒杆用角钢焊制成,扒杆高18米分三节。
节头间采用12个24mm螺丝连接(见人字扒杆示意图).上下节为大小头,由4根6米长80×
80×
8角钢和4×
13根60×
60×
6角钢焊制成。
中间节上下尺寸都为65cm,4根6米长80×
16根60×
6角钢焊制。
左右扒杆顶上各项留∮10,以便于安装滑车组(L=30m的T梁吊装时采用三节,扒杆高18米)。
⑵卷扬机:
卷扬机吊装是主要起重机具,施工时配备二套四台8T慢速卷扬机。
二台用于扒杆上起吊,二台用于牵引梁从预制场到桥位。
⑶滑轮组:
采用80T×
10轮,主要吊梁起重采用一种的滑轮组,共两组。
单轮滑车采用8T×
1单轮,主要作为导向,临时可以起吊作用。
滑轮组的穿法(略).
7、钢丝绳
钢丝绳是吊装中主要设备之一,穿绕于滑车组的起重绳采用直径17.5mm的5×
37+1钢丝绳;
人字扒杆的后缆风采用四条25mm钢丝绳;
因为前缆风吊重时没有很大拉力,所经前缆风采用22mm.钢丝绳在使用前应作详细检查,包括钢丝绳的直径,长度,有无断丝、磨损情况等。
钢丝绳在使用中不得超负荷,不能使钢丝产生错角曲折,在起重时不能急速升降运行及急刹车,以免产生巨大冲击荷载。
钢丝绳末端与吊钢步环等联结时应使用骑马式。
钢丝绳卡子、连拉卡子使用数量和间隔应满足要求。
为确保安全,便于起重绳的检查,可在钢丝绳最后一个卡子后面间距500mm以上,外加设一保险卡子.发现钢丝绳滑动,要全面检查,并立即采取适当措施处理。
㈢吊装数据验算
1、基本资料
预应力钢筋混凝土T型梁,跨径L=30m,边梁每片重76。
2、主要吊装设备
1)、人字扒杆二套,单件尺寸长18m,分三节拼装,中部断面尺寸65×
65cm,端部40×
40cm。
2)、起重卷扬机四部(8t)
3)、滑轮组二套(80t)
4)、钢丝绳、夹具等按要求二套.
3、人字扒杆结构验算
1)、人字扒杆受力分析(按L=30m验算)
按一幅人字扒杆吊装T梁一端计算,计算位置取T梁吊至跨中计算,扒杆受力如图4所示。
此时,滑轮组、缆风受力最大,且吊点A处T梁自重荷载为G/2=849/2=424.5KN.根据图中梁吊装过程中所处的位置,以及人字扒杆结构高度、缆风绳的布设位置,经过简单计算可以得出:
连接卷扬机的牵引钢丝绳与水平向的夹角为α=tan-1[(18-2.1)/15]=46.7°
;
缆风绳与水平向的夹角为β=tan—1[(18+0。
5—2.1)/30]=28.7°
。
于是可得出牵引钢丝绳拉力:
F1=392。
5/sin46.7°
=525.6KN;
牵引钢丝绳水平向分力:
F2=392.5/tan46。
7°
=369.9kN;
二根缆风绳拉力F3=F2/cos28.7°
=421。
7KN,则单根缆风绳拉力为421。
7/2/cos7。
9°
=212.9KN,人字扒杆受竖向荷载N=392.5KN。
(根据人字扒杆移梁时的工作情况,单根竖向荷载也假设N=392.5KN)
2)、滑轮组理论牵引力验算
由Q=q/a=60/0.098=612.2KN可知:
Q〉525.6KN,满足起重要求.
式中,Q为滑轮组理论牵引力;
q为卷扬机单根钢丝绳跑头牵引力;
a为滑轮花穿组成滑轮组荷载系数.
4、缆风绳受力验算
缆风绳采用Φ25mm钢丝绳,它能承受的最大拉力为541.6kN〉212.9kN,能够满足使用要求.
5、后缆风地锚计算:
拟采用C20砼地锚,尺寸3×
3×
2m,自重G=18×
2.4=43.2t=432KN。
后缆风为两支成三角形夹角30°
那么后缆风单根拉力:
432/sin30°
=864KN
864KN>
212。
9KN
6、 人字扒杆钢桅杆验算
钢桅杆计算长度l=18000mm,角钢截面积A=4×
614.3=2457.2mm2,截面回转半径ix=iy=250/2=125mm,长细比λ=l/ix=18000/125=1443,查表得:
ψx=0。
6892。
由此可以得知,梁吊装过程中钢桅整体稳定性满足要求。
人字形扒杆用角钢加工而成。
其中,主杆采用80×
80mm角钢焊接而成;
平杆、斜杆均采用60×
60mm角钢,节长为6m.跨度L=20时,采用2节,即主杆12m长;
跨度L=30时,采用3节,即主杆18m长;
采用Φ25螺丝12个连接,桅杆竖立后底宽6m.
起重系统由滑轮组、导向滑轮、卷扬机组成。
滑轮组采用14门滑轮(定、动滑轮各7门)、ø
12.5钢丝绳花穿法联结,钢丝绳跑头通过导向滑轮连接卷扬机。
卷扬机采用30kN慢速卷扬机,单头牵引力30kN,吊T梁时最大牵引力17kN。
缆风绳采用ø
12。
5钢丝绳,每副人字扒杆安装前后缆风各2根,主拉背索缆风2根,由滑轮穿绕。
利用大桥桥墩系梁作为缆风绳地锚,待第一孔吊装后,利用T梁(5片一联)作为人字扒杆架后缆风地锚,采用桥墩系梁作为人字扒杆架前缆风地锚。
7、吊装时各杆件所受内力计算:
1)、刚开始起吊时(大梁前端在双杆A开始吊起时),双杆受力最大,为最不利时刻,取这时的双杆体系进行受力分析计算(后缆风锚碇点至双杆底部的水平距离为35米),取双杆顶点A进行受力分析:
Tcos26°
56′18″-Ncos85°
=0
Tsin26°
+G/2=0
G——-T梁自重取边梁计算:
38。
2.6=76。
6吨,考虑到是动载,取动载系数1。
20,G取值为76.6×
1.20=91。
92吨,按92吨进行验算。
经计算解得:
T=4。
73吨N=48.4吨在后面的计算中将此数值乘以1.36的安全系数则T=6。
6吨N=66.1吨
2)、当大梁吊运至跨中时,后缆受力为最大时刻,此时进行受力分析如下:
(1)、取梁端吊点为对象:
T2=T3→2T2sin47°
23′41″=G/2→T2T3=31.3吨
(2)、取节点双杆A的顶点为对象:
T1cos26°
56′18″-NAcos85°
—T2cos46°
29′21″=0
T1sin26°
56′18″-NAsin85°
+T2sin46°
解得:
T1=27。
66吨NA=35.3吨
同理此时取节点B对象(墩上双杆标点),可得:
NB=NAT4=T1
8、钢桁架双杆的稳定性验算:
因可能产生偏吊的现象,故双杆按单杆受力进行保守性的验算.
1)、杆件所受的总压力N:
荷载作用于双杆的压力N1=66.1吨
超生滑车组绕出的对杆件的压力N2
缆风钢丝绳的自重N3=1/2*0.493=0。
247吨
杆件自重:
杆件顶部时N4=0杆中截面时N4=0。
75吨
故作用于双杆总压力为:
N0=N1+N2+N3+N4
顶部截面时N0=66。
0+40。
9=106.9吨
中部截面时N0=66.0+40。
9+0。
75=107.65吨
2)、钢桁架双杆所受的弯距:
杆件顶端弯距Mmax=106。
9*10*40=42760KN。
CM
杆件中部截面上的弯距M中1/2Mmax=21380KN.CM
3)、应力验算:
杆长18米,主肢角钢采用的是L90*90*9mm面积A=4*13。
944=55。
77cm2
Lmax=4*55。
776*(40-2。
52)2=313405.4cm2
断面转动半径R=Imax/A=313405/55。
776=74.96cm
杆的计算长度L0=1。
08*18=19.44m
长细比λ=L0/R=1944/74.96=25。
93
钢桁架主杆的容许应力[σ]=235—0.00668λ2=230。
51MP
主杆件的净断面抵抗矩W0=1/6*40*402=10666。
7cm3
钢桁架主杆顶部应力
σ顶=Mmax/W0+N0/F0=(42760*103*10—2)/(10666.7*10-6)+(1069*103)/(40*40*10—4)=46。
77MP<[σ]=230.51MP
钢桁架主杆中部应力σ中=M中/φ2W0+N中/φ1F中=(21380*103*10—2)/(1*85333.3*10-6)+(1076.5*103)/(0.5*80*80*10—4)=5。
87MP[σ]=230.5MP
9、人字扒杆吊装第一孔梁体
1)、运梁车将梁运到位后,退出前车;
2)、前、后两个人字扒杆的吊勾同时起吊梁的前端,使梁离开地面,梁端水平;
3)、前面人字扒杆的吊勾进,后面人字扒杆的吊勾放松,使梁缓慢前移;
4)、梁接近前墩时(距设计位置约3m)在梁后端挂淄绳,后车退出,后面人字扒杆的吊勾移至梁端挂绳;
5)、控制淄绳使梁到纵向设计准确位置;
6)、运用手动葫芦横移梁端,使梁到达横向设计位置;
7)、调整好梁的支座并落梁到位;
8)、该孔梁铺完后,拆除后面的人字扒杆并移到前墩,开始下一孔梁体安装。
(四)、指挥信号
在起重吊装作业过程中,确保生产安全是一项十分重要的工作。
起重往往与安装工作并行推进,有赖于几方面直接配合,统一指挥,统一行动。
因此,依据一定的指挥信号,所有工作人员都认真遵守“一切行动听指挥”,步调一致,有条不紊,是保证起重吊装工作顺利进行的重要原则。
(五)、索具及起重机重机械的安全操作
(1)绳索及起重工具
Ⅰ、麻绳及钢丝绳
1、麻绳只能用于手拉(经过滑轮)吊起不太重的载荷,不能用于机动构中,起吊较重的构件,断丝的麻绳不得使用.
2、麻绳、钢丝绳均应防止在尖锐的铁件或沿地(具有砂、石屑等粗糙颗料等)拖跑拉毛、耗损。
尤其防止钢丝绳曲折硬拉形成“扭结”,引起钢丝折断.
3、使用钢丝绳时,必须检查有无毛刺断丝,防止伤手。
并同时掌握其断裂破损情况以确定是否可用,或调换新绳。
4、用于穿绕钢丝绳(或麻绳)的滑轮,轮子边沿不允许有破碎现象。
5、钢丝绳须防止锈蚀、按期涂油保养,并置放于干燥处所。
使用中的钢丝绳最少每一月至半月涂油一次,保存时,最少每半年涂油一次。
6、在操作过程中,应随时防止钢丝绳与电焊线接触。
同时亦防止钢丝绳与供电缆线
接近,以避免事故的发生。
7、钢丝绳夹数量应不少于3个,其间跑A等于6-7倍钢丝绳直径;
U型螺栓扣在钢丝绳的尾段上,钢丝绳夹底板扣在钢丝绳的工作段上,安装时应注意,不能装反,否则固定处所的强度将由正装时钢丝绳自身强度的80%—90%,降低为75%,甚至更低。
8、滑车在使用过程中,必须注意滑车轴和吊钩滚珠轴承座的润滑,润滑油采用工业凡士林或软甘油。
9、对使用的滑车,应首先检查该滑车的允许吊重量(起重能力),能否满足实际吊装所应有的安全负荷。
当标明滑车吨位时,应通过计算确定其负荷。
10、使用滑车承受重量时,禁止用手接触攀抓正运行中的钢丝绳索。
十分必要时,也只能用撬棍接触钢丝绳,并不得硬撬,严防弹出伤人。
11、应注意钢丝绳的牵引方向和导向滑轮的位置是否正确,防止由于钢丝绳脱出轮槽被卡住发生事故。
12、多轮滑车的起重量是由各滑轮平均负荷的,不能以其中的一个或二个滑轮来全部承担.
13、用于钢丝绳的滑轮和卷绕钢丝绳的卷筒直径应不小于钢丝绳直径的16—30倍。
14、链式滑车(即神仙葫芦或手拉葫芦)在使作前应仔细检查,并确认:
刹车无故障,螺杆轴头上有开口销或铆钉,滑轮或链条没有损坏,链子无扭转部分,机械转动部分正常,且转动部分已经上油润滑后方可使用.
Ⅱ、卷扬机
1、每个卷扬机在使用前
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