人字桅桿雙釣魚法架設(shè)T型梁技術(shù)應(yīng)用

白鳳蘭 李宏展 萬青 常卯三

摘要：在預(yù)制安裝型橋梁施工中，預(yù)制梁安裝一般采用汽車吊、跨墩門機(jī)或架橋機(jī)進(jìn)行安裝，這幾種安裝方式簡(jiǎn)單易行，其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。在我公司承建的新疆沙雅塔河公路大橋工程預(yù)應(yīng)力T型梁安裝施工中，通過方案優(yōu)選，采用了人字桅桿雙釣魚法架設(shè)技術(shù)，不但保證了工程質(zhì)量與工期，也節(jié)約了大量的資金。

關(guān)鍵詞：人字桅桿雙釣魚法架設(shè)T型梁技術(shù)應(yīng)用

一、工程概況：

沙雅塔里木河公路大橋位于阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，該橋采用30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支“T”梁，共30跨120片梁，中板和邊板架設(shè)重量分別為：74t、 78t。

橋墩高度1～4m，橋下有水，預(yù)制梁場(chǎng)位于左岸引線部位沿大橋軸線布置，合同工期2007年3月15日至2008年9月15日。

二、方案優(yōu)選：

（一）、現(xiàn)場(chǎng)條件：

塔里木河洪水季節(jié)性特征明顯，在5月份有一場(chǎng)小洪水，持續(xù)時(shí)間約10天，在此期間過河便道將被沖毀致使兩岸交通中斷，大汛為7月中旬至9月上旬。

預(yù)制場(chǎng)設(shè)預(yù)制臺(tái)座12座，存梁臺(tái)座4座，場(chǎng)地最大存梁能力為80片，2007年5月11日開工，至2007年12月已預(yù)制了80片T型梁。 1－3跨處于左岸高灘，在冬歇期前已使用跨墩門機(jī)進(jìn)行了架設(shè)，全橋需架設(shè)T梁數(shù)量為108片。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，2008年3月復(fù)工時(shí)必須先進(jìn)行T梁安裝施工，在安裝過程中預(yù)制剩余40片T梁，否則預(yù)制的T梁將無法存放，造成被迫停工。

（二）、方案比較

1、使用跨墩門機(jī)架設(shè)

采用過墩門機(jī)架設(shè)方案的特點(diǎn)是費(fèi)用相對(duì)較低，但缺點(diǎn)也很明顯：一方面安全上存在較大隱患，為鋪設(shè)門機(jī)軌道，需在河道內(nèi)回填大量土方，部分地段的高填方因河底基礎(chǔ)承載力差容易產(chǎn)生沉陷，在門機(jī)運(yùn)行中易發(fā)生事故；在架設(shè)對(duì)岸梁體時(shí)，門機(jī)重荷載運(yùn)梁距離過遠(yuǎn)，不符合門機(jī)的機(jī)械性能，安全隱患較大；洪水期無法保證河道內(nèi)填方段門機(jī)軌道的安全。另一方面使用跨墩門機(jī)架設(shè)將對(duì)進(jìn)度產(chǎn)生不利影響，因場(chǎng)內(nèi)只有一套龍門機(jī)，同時(shí)進(jìn)行T梁預(yù)制與安裝將使兩項(xiàng)工作相互影響，對(duì)總工期造成相當(dāng)大的影響。

2、汽車吊架設(shè)

經(jīng)了解，采用汽車吊安裝，每片梁的安裝費(fèi)用約為6000元，但缺點(diǎn)也很明顯：該方案架設(shè)的前提條件是吊車與運(yùn)梁車均在橋下工作，而T型梁因其穩(wěn)定性差，使用炮車運(yùn)梁時(shí)對(duì)道路和場(chǎng)地要求條件很高，目前的施工道路、和路基及地層土質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足炮車運(yùn)梁要求，施工過程中會(huì)存在較大安全隱患，如果將施工便道修筑成高標(biāo)準(zhǔn)道路，產(chǎn)生的費(fèi)用也較大；洪水期一旦造成道路沖毀，安裝將無法繼續(xù)進(jìn)行。

3、架橋機(jī)架設(shè)

采用架橋機(jī)架設(shè)安全性高，進(jìn)度快，但在該工程中卻存在一些具體問題：在新疆地區(qū)，架橋機(jī)數(shù)量有限，據(jù)了解，全疆境內(nèi)只有3－4臺(tái)架橋機(jī)，經(jīng)詢價(jià)，每片梁架設(shè)報(bào)價(jià)約為10000元，如從內(nèi)地租賃，往返安拆運(yùn)費(fèi)約為40萬元，加之租賃費(fèi)用與人工費(fèi)，每片梁架設(shè)費(fèi)用約為7000－8000元。

4、人字桅桿架設(shè)

雙人字桅桿架設(shè)法具有易運(yùn)輸、安拆等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，架設(shè)安全性較高，不受洪水影響，平均每2天架設(shè)1跨，基本與本工程剩余工作量要求速度匹配，每片梁安裝費(fèi)用為5560元，相對(duì)較經(jīng)濟(jì)。

三、人字桅桿雙釣魚法架設(shè)方法：

(一)、方法簡(jiǎn)介：

在要架梁的前方墩和后方墩頂各立一付超過跨度一半長的人字桅桿，用這兩組桅桿吊抬梁，架梁前進(jìn)，前后兩組拔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(jìn)，直至梁體就位，見圖1。

圖1雙釣魚法架梁

（二）、人字桅桿架設(shè)30mT型梁受力分析：

1、運(yùn)梁計(jì)算

工地運(yùn)送梁，采用特制運(yùn)梁平車，承梁部位高1m，平車每臺(tái)容許承載50T,在梁的二端（支座附近）各設(shè)一臺(tái)，平車在軌道上由后車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

圖2 運(yùn)梁示意圖

在牽引中梁與車體通過墊木相互接觸,產(chǎn)生摩阻力，而使梁體與車體不會(huì)發(fā)生任何的滑移。物體間相互摩阻系數(shù)為：

混凝土梁與墊木間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)：u1=0.6

墊木與鋼平車間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)： u2=0.4

以上表明，混凝土與墊土木間、墊木與鋼平車間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)（0.4）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼平車車軸軸套間的滾動(dòng)摩阻系數(shù)（0.05）。

混凝土梁與墊木，墊木與鋼平車間要產(chǎn)生相對(duì)滑移，其水平力最少要大于摩阻力=84×0.4=33.6T

而運(yùn)梁炮車的牽引力等于滾動(dòng)摩阻力僅為84×0.05=4.2T,小于以上滑動(dòng)摩阻力33.6T，故在牽引中絕不可能在墊木與平車間發(fā)生任何滑移，因此二車間不需任何連接，這種運(yùn)梁方法在一般施工工地都采用的。運(yùn)送T梁，關(guān)鍵是對(duì)梁進(jìn)行穩(wěn)定性支護(hù)，通過翼板下支放支承架，用倒鏈把T梁與平車?yán)o可以解決問題。

2、架梁計(jì)算

30米T梁邊梁重78t，為增大吊裝過程中的安全系數(shù)，我們以梁體重量84t來驗(yàn)算。采用雙人字鋼拔桿的雙釣魚法，每根拔桿由斷面為4×∠80×80×10組成的格構(gòu)式構(gòu)件，拔桿高18m，在架梁孔的二側(cè)墩頂各立一副鋼人字拔桿，經(jīng)計(jì)算，一副（二根）拔桿能承載146T，由于一副拔桿吊一頭最大重量為84/2=42T,故拔桿安全系數(shù)K=146/42=3.47(未包括鋼材本身還有1.4的安全系數(shù))。架梁時(shí)，將拔桿立于梁頂或墩頂，拔桿腳分別位于梁支座中心，因拔桿腳對(duì)其承載物的壓力僅為42/2=21T,遠(yuǎn)小于單頭自重，故不會(huì)對(duì)蓋梁及橋墩產(chǎn)生破壞。

（1）、架梁時(shí)的受力靜力分析

由于起重機(jī)械在工作中可能突然停車等現(xiàn)象，將對(duì)起重設(shè)備產(chǎn)生動(dòng)力影響，為此必須計(jì)入該影響。根據(jù)上海交大出版社出版的《起重機(jī)械》其動(dòng)力系數(shù)Φ=1.3。

（2）、靜力分析

(a)吊裝過程中，實(shí)際起吊重量為30米T梁的一端。

即：G=G/2=84/2=42t

(b)滑輪組總拉力最大值T1max計(jì)算

當(dāng)梁體剛起吊及落梁瞬間，滑輪組總拉力最大T1max=42t

(c)撥桿受壓最大值plmax=T1max=42t

(d)后拉方總拉力最大值T2max計(jì)算

當(dāng)梁體吊裝到跨中位置時(shí)，為最大力 B=arctg15/16=43.15。

C=arctg60/18=73。

滑輪組拉力T1計(jì)算

T1=T2T1cosB+T2cosB=42t

解以上方程得：T1=T2=28.9t

后方拉力T1,T2,計(jì)算

T1,=T2,T2sinB=T2,sinC

解以上方程得：T1,=T2,=20.8t

（3）、設(shè)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(shù)n-鋼絲繩根數(shù)

a-換算系數(shù)選用a=0.82 Fg-單根繩最小破斷力總合,查表得到

T-所檢算鋼絲繩最大受力

(a)固定梁頭鋼絲繩能力檢算,選用Φ33mm鋼絲繩

n=4 Fg=72.55T=42t

K=4×72.55×0.82/42=5.66(可)

(b)滑輪組鋼絲繩能力檢算

n=12 Fg=17.25t T=T1max=42t

K=12×0.82×17.25/42=4.04(可)

(c)滑輪組端頭鋼絲繩能力檢算

n=8 Fg=27t T=T1max=42t

K=8×0.82×27/42=4.2(可)

(d) 后拉力鋼絲繩能力檢算

n=4 Fg=27.0t T=T,=20.8t

K=4×0.82×27.5/20.8=4.3(可)

(e)卷揚(yáng)機(jī)利用率

單根鋼絲繩受力:Tmax=(42/12)×1.1=3.85

利用率n=3.85/5=77%(可)

(f)格構(gòu)式拔桿起重能力檢算

在本吊裝方案中,每端選用2根格式拔桿,根椐計(jì)算每根拔桿承載力為 84T

拔桿安全系數(shù)K=2×84/42=4(可)

主要桿件受力最大值和采用的料具

桿

件 名稱 最大受力(T) 采用機(jī)具 安全系數(shù)

靜 動(dòng) 靜 動(dòng)

1 鋼拔桿 42 54.6 18m高二根鋼拔桿 3.74 2.66

2 吊重主索 42 54.6 Φ18.5mm鋼絲繩12根 4.04 3.1

3 承重后纜風(fēng) 20.8 27.04 Φ24.5mm鋼絲繩4根 4.3 3.3

4 保險(xiǎn)前纜風(fēng) Φ17.5mm鋼絲繩2根

5 吊上滑輪組繩 42 54.6 Φ24.5mm鋼絲繩8根 4.2 3.2

6 固定梁頭鋼絲繩 42 54.6 Φ33mm鋼絲繩4根 2.66 4.35

7 卷揚(yáng)機(jī) 5噸卷揚(yáng)機(jī)

（4）、結(jié)論

通過以上各項(xiàng)計(jì)算可知，本30米T梁吊裝過程中，各項(xiàng)設(shè)備能力均滿足吊裝需要，因此該吊裝方案可行。

主要機(jī)具設(shè)備表

設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量

電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) M-5型 3臺(tái) 鋼絲繩 Φ18.537

6×37 2000m

電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 3噸 1臺(tái) 鋼絲繩 Φ24.5

6×19 1600m

電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 2噸 1臺(tái) 滑車 8噸 12臺(tái)

液壓千斤頂 50噸 12臺(tái) 滑車 5噸 8臺(tái)

起道器 10噸 2臺(tái) 運(yùn) 梁 平 車 50噸 2臺(tái)

倒鏈 5噸 10臺(tái) 鋼軌 43kg 600m

滑輪組 50T6組 4 枕木 2.5m 600根

主拔桿 吊裝能力146t 2副

四、30米T梁安裝施工方法：

30米T梁安裝施工工藝流程

支座安裝→吊梁至動(dòng)力炮車上→運(yùn)梁至橋頭→掛鉤→雙釣魚跨梁→落梁至橫移船板→橫移至梁位→落梁就位→支撐好。

1、支座安裝

將設(shè)計(jì)圖上表明的支座中心位置標(biāo)在支承墊石及橡膠支座上，橡膠支座準(zhǔn)確安放在支承墊石上，支座中心線同支承墊石中心線要重合。

2、吊移T梁

用龍門吊將準(zhǔn)備安裝的T梁吊至100T動(dòng)力炮車上，動(dòng)力炮車支架鋼板上設(shè)置卡槽，卡槽內(nèi)放置枕木，梁體放置枕木上。然后用5t倒鏈將梁端固定在動(dòng)力炮車支架上運(yùn)至架設(shè)部位。如下圖4：

圖4T梁固定示意圖

3、雙釣魚法架梁

(1) T梁運(yùn)至橋頭后,掛好主桅桿、副桅桿吊繩，主副吊繩用8噸卸扣鎖在一起,檢查梁角保護(hù),檢查鋼絲繩使之不要互相搭壓,收緊主桅桿吊繩,撤去前端運(yùn)梁平車。如圖5、圖6：

圖5

圖6

(2)收緊副桅桿吊繩,逐漸放主桅桿吊繩,

使梁體略低頭前移到位,但不要碰住梁體。

如圖7：

圖7

(3)T梁懸吊到位后,楔住后運(yùn)梁平車,收緊后保護(hù)鋼絲繩到梁體向后微動(dòng).放松主桅桿吊繩,拆鉤,回鉤至主桅桿下，見圖8。

圖8

(4)把主桅桿吊繩至梁尾端,起吊主桅桿吊繩,撤走后運(yùn)梁平車,緩放主桅桿吊繩,緩放后保護(hù)繩配合付桅桿吊繩使梁體就位,放在橫移梁船板上.

(5)架梁時(shí)應(yīng)注意,有專職安全員隨時(shí)檢查纜風(fēng)繩,地錨,主吊鋼絲繩,卷揚(yáng)機(jī)地錨,鋼絲繩受力情況,不得使鋼絲繩和堅(jiān)硬物體摩擦,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換損壞鋼絲繩滑輪,繩卡等器件。架子腳下用堅(jiān)實(shí)木板墊水平,并隨時(shí)檢查架子腳受力,架子腳須立在梁體中間,架每片梁之前專人檢查所有受力構(gòu)件,并做好記錄,簽字。

架設(shè)T梁時(shí)提前與供電部門聯(lián)系，盡量在架設(shè)T梁時(shí)保持供電；為提高T梁架設(shè)的安全性，我們?cè)僭跍?zhǔn)備200KW發(fā)電機(jī)一臺(tái)，供架梁時(shí)應(yīng)急使用。

4、橫移就位落梁

梁體橫移采用移動(dòng)桅桿方式，使梁體直接到位。即在架梁前直接將兩桅桿移動(dòng)到所架設(shè)的T梁的上方，然后梁體就位后，直接落梁固定。

到位后,經(jīng)各方檢查位置正確后,打好楔木利用導(dǎo)鏈保護(hù)好方可用扁千斤頂落梁。

利用扁千斤頂落梁時(shí),須落完一端落一端,落好后打好斜撐和導(dǎo)鏈,前后保護(hù)導(dǎo)鏈.梁體焊接牢固后方可拆去支撐。

五、使用情況及結(jié)論

我們采用人字桅桿雙釣魚法架梁，架梁過程平穩(wěn)可靠，未出現(xiàn)任何事故，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)踐證明，該架梁方法具有以下特點(diǎn)：

1、設(shè)備投資少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2、重量輕，調(diào)遷運(yùn)輸方便，易于安裝拆卸。

3、設(shè)備簡(jiǎn)單，操作不太復(fù)雜，不需特殊的臨時(shí)設(shè)施，如腳手架、木排之類，可架設(shè)30—40米跨度的橋梁。

4、拔桿的移動(dòng)簡(jiǎn)單，可利用自身吊裝索具使拔桿跨越就位，故對(duì)地形適應(yīng)性強(qiáng)，不受架設(shè)墩臺(tái)高度和孔下地基、河流、水紋狀態(tài)的限制

5、架設(shè)速度適中。

參考文獻(xiàn)

[1]徐格寧主編《起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》北京機(jī)械工業(yè)出版社，1997

[2]國家標(biāo)準(zhǔn)局《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB3811-83北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1984

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。