淺談門式提梁機的應用

瞿洪海++范廣存

【摘要】本文敘述了在預制箱梁安裝過程中，由于橋頭引道不具備上梁條件，可能導致工期延誤。因而采取了門式提梁機側方上梁的方式，與采用大型汽車吊相比，既安全可靠又節(jié)省費用，同時保證了工程進度，可謂一舉多得。

【關鍵詞】編制依據；工程概況；施工方法及技術措施

Talking about the Application of Door - type Beam Machine

Qu Hong-hai，F(xiàn)an Guang-cun

（Jiangsu Zhongyuan Engineering Management Co.， LtdNanjingJiangsu211500）

【Abstract】This paper describes the installation of prefabricated box girder in the process， because the bridge approach Road does not have the upper beam conditions， may lead to delays in the duration. And thus take the door beam beam side of the beam on the way， compared with the use of large car crane， both safe and reliable and cost savings， while ensuring the progress of the project can be described as multiple purposes.

【Key words】Preparation basis；Engineering overview；Construction methods and technical measures

1. 前言

目前，我國各大城市的基礎設施工程正在處于發(fā)展時期，城市高架橋、快速路作為解決城市交通擁堵的有效手段，正在被越來越多的應用。橋梁上部結構預制安裝的形式由于受外界的干擾較小、施工精度高、質量有保證，箱梁預制和下部結構可以同時進行施工、實現(xiàn)流水化作業(yè)、從而節(jié)約工期，同時工程造價也比現(xiàn)澆箱梁更低。因此，呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。

2. 編制依據

（1）建質[2009]87號文《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》；

（2）《架橋機安全規(guī)程》GB 26469-2011；

（3）《架橋機通用技術條件》GBT 26470-2011；

（4）《市政架橋機安全使用技術規(guī)程》JGJ 266-2011；

（5）《建筑施工起重吊裝安全技術規(guī)范》JGJ 276-2012；

（6）《建筑施工安全檢查標準》JGJ59-2011；

（7）《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/T F50-2011）；

（8）《路橋施工計算手冊》；

（9）《起重吊裝常用數據手冊》；

（10）《施工圖設計》；

（11）《巖土工程勘察報告》；

（12）現(xiàn)場水文、地質、氣象、交通、拆遷等施工作業(yè)環(huán)境條件的調查。

3. 工程概況

3.1工程簡介。

某城市快速路改造工程為該市南北向城市主干道，沿線由北向南依次與東西向各城市主干道和高速公路相互連接，路線全長15.153Km。其中上跨高速公路的橋梁，采用預應力小箱梁預制安裝的形式。本次預制梁架設共計160片，其中30m長的預制箱梁104片，35m長的預制箱梁56片。箱梁在梁場集中預制生產，然后在場地內利用地面運梁車運輸至提梁區(qū)，采用提梁機把箱梁提升到橋面上，然后用運梁車運至架橋機吊點處，用架橋機安裝預制梁。

3.2施工作業(yè)環(huán)境。

（1）本工程預制梁架設施工段為主線橋第32聯(lián)和第34～36聯(lián)，道路樁號為K12+968.425～K13+667.425，總長699米，架梁過程中途經第33聯(lián)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁（左幅跨徑21+22+21m，右幅跨徑15+2×18+13m）。

（2）綜合考慮橋跨結構布置類型、周邊場地條件、交通運輸情況、運梁路線、架梁進度和地質條件等因素，本工程預制梁場選址于道路樁號K13+630處左側空地。該預制梁場與新建6米寬施工便道相連通往現(xiàn)況公路，方便大型制、架梁機械設備和材料運輸至現(xiàn)場，同時場地配備用水、用電等配套設施。

3.3箱梁斷面型式。

（1）本工程30m和35m預應力箱梁共計160片，其中主線橋第32聯(lián)箱梁為6×30m，斜夾角15°，梁高1.6m，共計48片；主線橋第34～35聯(lián)為4×35m和3×35m，斜夾角25°，梁高1.8m，共計56片；主線橋第36聯(lián)為7×30m，斜夾角25°，梁高1.6m，共計56片，因35m箱梁的重量較大，即以35m箱梁的施工工況進行闡述。

（2）主線橋第34聯(lián)、35聯(lián)采用預應力砼組合箱梁，預制梁長35m，斜夾角25°，單箱單室，橋梁橫橋向由8片梁組成，箱梁頂設2% 的單向橫坡，其橋面橫坡由蓋梁橫坡形成。預制梁高1.8m，中跨中梁頂面梁寬2.4 m，中跨邊梁頂面梁寬2.85 m，底板寬度1m，邊梁翼緣板懸挑0.767m，外挑翼緣厚度18～25cm，頂板厚度18cm，底板厚度18～32cm（預制梁結構斷面形式（L=35m，25°）見圖1）。

（3）本工程預制梁場共生產箱梁160片，梁場內采用一臺ME160（80t+80t）龍門吊從存梁區(qū)提梁裝車，采用1輛地面運梁車運輸至106軸橋臺架梁位置；然后采用1臺130噸和2臺100噸的汽車吊配合安裝主線橋第36聯(lián)104～106軸兩跨預制梁，共計16片；安裝好兩跨預制梁后在105～106軸間設置2臺MG70門式提梁龍門吊，將地面運送的預制梁提升并橫移至橋面運梁炮車等待區(qū)，采用1臺YLC160運梁炮車（備用1臺）運輸喂梁，最后采用1臺LBQJ140/40架橋機從104軸依次架設至82軸，完成本工程架梁施工作業(yè)。

4. 主要施工方法及技術措施

4.1架梁施工流程（架梁施工流程圖見圖2）。

4.2門式提梁機結構設計。

4.2.1基礎結構型式

根據35m預制梁的起吊點和門式起重機型號，確定MG70型門式提梁機基礎中心間距為32.5m。

⑴ 式提梁機低支腿基礎：場地碾壓平整，基底壓實度不小于93%，然后采用C25鋼筋混凝土澆筑。條形基礎截面尺寸為3×1×0.6m（長×寬×高），頂面設置70×70×1cm預埋鋼板，待提梁機低支腿安裝與其法蘭下鋼板焊接成為一個整體，基礎結構詳圖見圖3所示。

圖2架梁施工流程圖

圖3低支腿結構示意圖

⑵門式提梁機高支腿基礎：箱梁頂面提前預埋100×100×2cm預埋鋼板，待提梁機高支腿安裝與其法蘭下鋼板焊接成為一個整體，基礎結構詳圖見圖4所示。

4.2.2門式提梁機結構型式。

MG70-20型門式起重機，采用三角桁架梁結構，總長20米，其支腿最大高度10m，額定起吊重量70t，詳見圖5、圖6所示。

4.3門式提梁機受力驗算。

4.3.1門式提梁機結構簡述。

（1）主梁中心距：2m；

（2）主梁全長：20m，主跨17m，一端懸挑3m；

（3）主梁斷面：2.4m×1.2m，支腿中心距6m；

（4）吊裝系統(tǒng)采用：1臺天車（含卷揚機、滑輪組）。

4.3.2驗算基本參數。

（1）三角主梁自重（包括軌道）：1.6t/m；

（2）天車：8t/臺；

（3）驗算載荷（35m邊梁最大重量）：120.9t；

（4）結構傾覆穩(wěn)定安全系數：k≥1.5

4.3.3結構驗算。

4.3.3.1主桁架梁驗算。

（1）門式起重機提梁，天車位于主梁跨中時主梁處于最不利受力狀態(tài)，此時桁架主梁為兩不等跨超靜定結構。為了方便結構受力計算，可簡化為簡支梁結構進行受力分析，其桁架主梁受力情況詳見圖7所示。

（2）主梁上弦桿：2根25a#槽鋼+1塊δ=16mm的鋼板焊接而成，25#槽鋼截面積34.91cm2，截面慣性矩Ix為3359.1cm4；下弦桿：4根20#槽鋼+2塊δ=16mm的鋼板焊接而成，20#槽鋼截面積28.83cm2，截面慣性矩Ix為1780.4cm4；

（3）斜桿為2根10#槽鋼焊接而成。其組成的三角桁架梁形心y=1.2m，單組桁架主梁截面慣性矩為（MG70提梁機不利工況主梁彎矩圖見圖8）：

I上=Ix+Ay2=2（I上25+A上y2）+ （I上板+A上y2）

=2×（3359.1+34.91×1202）+ （777.6+34.91×1202）=1515607.8 cm4

I下=Ix+Ay2= 4（I下20+A下y2）+ 2（I下板+A下y2）

=4×（1780.4+28.83×1202）+2×（777.6+28.8×1202）=2498724.8cm4

I總= I上+ I下=4014332.6cm4，W總= I總/y=33452.8cm3

（4）單組桁架主梁驗算。

由受力彎矩圖和剪力圖可知：門式提梁機提梁至主梁跨中8.5m處，其最大彎矩為Mmax=348.71t·m；最大剪力為跨中處，Qmax=68.46t。

σ=MmaxW=0.5×3487.1×103334528×10-6=52MPa<[σ]=205MPa，滿足要求

τ梁 =QA=0.5×684.6×1032×0.016×0.25+2×0.009×0.25=27.4MPa<[τ]=85MPa，滿足要求

桁架主梁撓度驗算

f= Pl348EI+5ql4384EI=0.5×684.6×103×17348×2.1×1011×40143326×10-8+5×0.5×12×103×174384×2.1×1011×40143326×10-8=4.2+0.8=5mm

4.3.3.2支腿穩(wěn)定性驗算。

當起重天車運行至主梁與支腿連接處時，支腿所受的集中荷載最大，提梁機支腿處于最不利狀態(tài)，其支腿受力簡圖詳見圖11、圖12所示。

⑴支腿鋼管長細比計算：

λ=li=98714.02=70.4

式中：l-支腿管長度，l =9.87m；

i-支腿管回轉半徑（400mm鋼管，壁厚10mm，截面積124.47cm2，其回轉半徑為14.02cm，自重q=98.26Kg/m）。

⑵穩(wěn)定性驗算：

提梁龍門支腿受載后為b類軸心受壓桿件

λ2fy235=70.4×2215235=67.3

查GB50017-2003《鋼結構設計規(guī)范》附錄C得： =0.768

σ=NA=0.5×（684.5×103/cos11°+16×103×17/cos11°）0.768×2×124.47×10-4=25.5MPa<205MPa

故支腿滿足穩(wěn)定性要求。

4.3.3.3基礎驗算。

支腿鋼管下預埋70×70×1cm鋼板，則C20混凝土基礎所承受壓力： σ=NA=0.5×（684.5+16×17+4×0.983×9.87）×1032×70×70×10-4=0.5MPa

4.4施工準備。

（1）預制梁架設前，清理蓋梁（橋臺）頂面雜物，清掃干凈，對蓋梁頂面支座墊石結構尺寸、平面位置和高程作全面測量。

（2）復測橋梁中線位置、跨距和高程，確保架梁作業(yè)順利進行。

（3）使用全站儀對永久支座中心進行放樣，支座位置放樣精度必須滿足規(guī)范要求。在支座墊石上用墨線彈出永久支座中心線和架梁邊線，放出臨時支座中心位置，標出臨時支座中心。

4.5門式提梁機選擇。

本工程根據箱梁的架設情況，選用2臺MG70/20型門式起重機作為專用提梁設備（MG70/20型門式起重機主要技術參數見表1）。

4.6門式提梁機施工。

4.6.1總體安裝流程。

開始→提梁龍門基礎施工→支腿安裝→主梁組裝→整體抬吊龍門主梁→連接主梁與支腿→操作室安裝→電氣系統(tǒng)安裝→天車安裝→安全裝置安裝→整機檢查→空載調試→負荷試驗→安裝結束

4.6.2安裝步驟。

（1）提梁龍門基礎施工。

提梁龍門低支腿基礎采用C25混凝土進行現(xiàn)澆，高支腿下鋪墊2cm厚的鋼板并與橋面預埋鋼板進行焊接。

（2）支腿組裝。

用25t吊車將帶法蘭盤支腿吊裝至提梁龍門基礎上，首先將高低支腿下法蘭鋼板與基礎預埋鋼板焊接，然后按支腿編號依次進行吊裝拼接，銷軸要穿到位，開口銷固定要牢固。

（3）主梁組裝。

用吊車先將主梁A節(jié)吊至預定位置后，進行調整支墊，然后進行兩側支承，穩(wěn)固并豎直后，依次進行主梁B節(jié)的支墊固定工作，上述完成后進行主梁連接，隨后對主梁進行檢測工作。

（4）整體抬吊主梁。

用兩臺25t汽車吊整體抬吊主梁，起吊前復核兩臺吊車的工作位置和作業(yè)半徑，對主梁吊點、捆綁點包角位置、支腿纜繩進行檢查，清除支腿移動方向的全部障礙物。起吊時，兩臺吊車由1人進行總指揮，每部吊車設監(jiān)護1人。兩部吊機協(xié)調動作，保持同步。先起吊離開地面10cm，靜止觀察5分鐘，復核主梁重量和兩臺吊車的承載率，合格后使主梁落地就位。重新試驗兩臺吊車剎車系統(tǒng)，檢查無異常問題后，兩臺吊車同步起升，指揮人員與監(jiān)護人員要密切觀察，使整個主梁保持水平、平穩(wěn)起升，待主梁吊裝至設計位置時，停止起吊，進行結點連接。

（5）操作室安裝

用吊車將操作室吊至設計位置，精確對位后進行連接。

（6）電氣系統(tǒng)安裝

依次接好操作室到行走梁電機的電纜，分別預留出其余各電機、各安全裝置電纜接頭，連接卷筒電纜到操作室、二次盤。

（7）天車安裝

用汽車吊將天車吊到主梁上，調整間隙，使天車車輪輪緣內側與工字鋼軌道翼緣間兩側的間隙與設計相符，并將操作室到天車的電纜接好。

（8）各安全裝置的完善和調整

龍門吊的安全裝置主要有起重量限制器、吊鉤高度限位器，走行限位，掃軌器以及端部車檔等，調整起重量限制器其綜合誤差±5%，顯示誤差≤5%，調整走行限位器，其極限位置離兩端各2米，調整吊鉤高度限位，其動作位置距主梁底部約2米。

4.6.3試吊驗收。

試機前，全面檢查電動機的轉向是否符合要求，檢查各減速機的油量是否充足，各轉動齒輪部位上加上潤滑脂。對龍門吊各部進行一次全面檢查，確認均安裝穩(wěn)固后試車，模擬龍門吊使用中的各個動作進行運行，跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。處理無誤后，試車運轉。

4.6.3.1空載試驗。

（1）將小車和大車行走機構沿各自軌道行走數次，車輪無明顯打滑現(xiàn)象，啟動剎車正?？煽?。小車架上的緩沖器與主梁上的碰頭位置正確。

（2）開動起升機構，空鉤升降數次，觀察鋼絲繩走線是否正確，是否碰到其它構件。

（3）把小車開到跨中，大車慢速沿軌道全長來回行走幾次，檢查啟動、剎車情況，運行是否平衡。

4.6.3.2額定荷載試驗。

空載試驗完全可靠的前提下進行額定荷載試驗。試吊進行垂直升降，共分以下三次進行：

（1）起吊10cm高，檢查起重設備各部分有無異常情況后松下。

（2）起吊50cm高，落下30cm，停5分鐘再落下。

（3）起吊1m，每松下20cm后停3分鐘，共停四次后落下。

將重物吊起1.5m高，電動葫蘆運行全過程，檢查電動葫蘆走行機構制動情況。當電動葫蘆走至主梁跨中時，測量跨中撓度；當梁落下后，再測量跨中撓度；當電動葫蘆走至橫梁懸臂最大位置，測量跨中和懸臂撓度；當梁落下后，再測量跨中撓度和懸臂撓度，測量三次，檢查是否產生永久變形。

4.6.3.3110%額定荷載的動載試驗。

（1）在額定荷載試驗完全可靠的前提下進行110%額定荷載的動載試驗。

（2）加10%的額定荷載重物在試吊梁上荷載均勻分布。

（3）試吊垂直升降一次，檢查起升機構是否運行可靠及橫梁跨中撓度或懸臂端撓度。

（4）將試吊重物起吊1.5m，電動葫蘆在橫梁上運行一個行程，觀測橫梁跨中撓度或懸臂撓度變化，檢查是否有永久變形。

4.6.3.4125%額定荷載的靜載試驗。

（1）在110%額定荷載的動載試驗完全可靠的前提下進行125%額定荷載的靜載試驗。

（2）將兩電動葫蘆停上橫梁跨中位置處，將試吊物起吊1.5m，觀測橫梁跨中撓度。

提梁龍門吊安裝完畢后由項目部組織相關人員及監(jiān)理工程師共同進行檢查驗收，然后向有關安全監(jiān)督部門申報驗收，取得有效合格證后投入使用。

4.6.4門式提梁機使用。

（1）運梁車由存梁區(qū)將預制梁運輸至門式起重機提升等待區(qū)后，由2臺MG70門式起重機同步提升預制梁，詳見圖12所示。

圖12M70-20型門式起重機提梁作業(yè)示意圖

（2）主要施工流程為：預制場存梁區(qū)龍門吊梁→運梁至提梁龍門等待區(qū)→（雙MG70）提梁龍門同步提梁→提梁龍門天車橫移將箱梁安放至橋面運梁炮車上→采取措施將預制梁與炮車臨時穩(wěn)固→完成提梁作業(yè)，準備橋面運梁。

5. 結語

本文敘述了在預制箱梁安裝過程中，由于橋頭引道不具備上梁條件，可能導致工期延誤。因而采取了門式提梁機側方上梁的方式，改變了橋頭填土與架梁施工之間的工序搭接關系，由順序作業(yè)調整為平行作業(yè)，確保了工程進度。與采用大型汽車吊相比，既安全可靠又節(jié)省費用，同時保證了工程進度，可謂一舉多得。

[文章編號]1619-2737（2017）05-16-942