聲屏障工程團(tuán)結(jié)路中橋50.6米鋼箱梁的吊裝簡算

方輝

摘要：本文以格拉鐵路聲屏障中橋鋼箱梁吊裝施工為例，簡要列出了技術(shù)參數(shù)的簡算過程，論證鋼箱梁在吊裝過程中是否會(huì)變形、破損，為下一步施工提供技術(shù)上的支持。

Abstract： In this paper， the steel girder construction of Gela Railway sound barrier mid-bridge is taken as an example. The brief process of the technical parameters is briefly listed. Whether the steel box girder will be deformed or damaged during the hoisting process will be provided technically for the next construction support.

關(guān)鍵詞：鋼箱梁；吊裝；簡算

Key words： steel box girder；lifting；simplified calculation

中圖分類號(hào)：U442.5+9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）05-0149-02

1 工程概況

本次吊裝地點(diǎn)位于團(tuán)結(jié)路中橋橫跨公路處鋼箱梁，長50.6m，重量39T，鋼箱梁尺寸：1.5m×1.2m（寬×高），鋼箱梁中間44m范圍內(nèi)頂板、底板、腹板厚度10mm，拉薩方向端頭4m范圍內(nèi)頂板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm，拉薩方向端頭3m范圍內(nèi)頂板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm。

2 施工日期

運(yùn)輸及吊裝日期：2017年10月10日。

3 主要工作內(nèi)容

團(tuán)結(jié)路中橋聲屏障50.6m長鋼箱梁運(yùn)轉(zhuǎn)與吊裝。

4 封鎖范圍

2017年10月10日早7點(diǎn)前采用彩鋼瓦圍擋，距離施工現(xiàn)場兩側(cè)100m范圍內(nèi)將路面全面封閉。一切車輛嚴(yán)禁通行。

5 技術(shù)參數(shù)簡算

5.1 鋼箱梁的運(yùn)輸

運(yùn)輸車選用80T汽車托盤炮運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，斯太爾威滕TT80托盤炮車，單軸荷載14噸，最大載重80T，牽引車最大載重80T，分體式托盤車最大載重50T，鋼箱梁自重39T，運(yùn)輸車滿足施工要求。

5.2 鋼絲繩的選用（GB/T 24811.1-2009起重機(jī)和起重機(jī)械鋼絲繩的選擇 附錄B）

現(xiàn)場擬采用圖1所示方法吊裝。

5.2.1 鋼絲繩直徑的確定

簡算最左側(cè)、最右側(cè)吊點(diǎn)鋼絲繩（假設(shè)四點(diǎn)平均受力，實(shí)際值比假設(shè)值?。?/p>

本次吊裝的鋼箱梁總重量39T，采用雙機(jī)抬吊，兩臺(tái)吊車四點(diǎn)受力，鋼絲繩四股受力，每股平均9.75T，換算為95.55kN。

用作綁扎吊索的安全起重量不僅與繩索的夾角有關(guān)，而且與綁扎時(shí)鋼絲繩的曲率半徑有關(guān)，如圖3，一般曲率半徑大于繩徑6倍以上時(shí)，起重能力不受影響；當(dāng)曲率半徑為繩徑的5倍時(shí)，起重能力降低到原起重能力的85%，4倍時(shí)降低到80%；3倍時(shí)降低到75%；2倍時(shí)降低到65%；1倍時(shí)降低到50%。本次吊裝采用雙股鋼絲繩捆綁（鋼箱梁棱角處需加墊橡膠墊，防止吊裝過程中損壞鋼絲繩，造成事故）。

按照圖2、圖3所示，在雙股鋼絲繩捆綁一處鋼箱梁的單股鋼絲繩所受最大拉力為95.55kN，根據(jù)使用工況確定的機(jī)構(gòu)工作級別為M4，根據(jù)市場最常見鋼絲繩繩型和等級的K值為0.356（見GB/T 24811.1 P2），R0值為1770kN/mm2，根據(jù)（GB/T 24811.1 P2）表1查的C值為0.080。

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

根據(jù)實(shí)際使用要求，所選擇的鋼絲繩的最小直徑不小于26mm。

上述兩點(diǎn)吊裝選用32mm鋼絲繩滿足施工需求。

簡算中間兩個(gè)吊點(diǎn)鋼絲繩：

按吊裝26.44+6=32.44m計(jì)算拉力，39×9.8÷50.6×32.44÷2=122.52kN，

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

上述兩點(diǎn)吊裝選用32mm鋼絲繩滿足施工需求。

5.2.2 鋼絲繩長度的確定

根據(jù)鋼絲繩實(shí)際受力計(jì)算：當(dāng)被起吊物體重量一定時(shí)，鋼絲繩與鉛垂線的夾角a愈大，吊索所受的拉力愈大；或者說，吊索所受的拉力一定時(shí)，起重量隨著a角的增大而降低。如圖2所示（GB/T 24811.1-2009起重機(jī)和起重機(jī)械鋼絲繩的選擇）

P——每根鋼絲繩所受的拉力（N）；Q——起重設(shè)備的重力（N）；n——使用鋼絲繩的根數(shù)；a——鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

如圖1所示，吊點(diǎn)布置，每根鋼絲繩長12m。

5.3 吊車的選用

擬選用中聯(lián)QY70T吊車一臺(tái)，中聯(lián)QY130T吊車一臺(tái)，采用雙機(jī)抬吊的吊裝方法。

5.3.1 場地條件：綜合考慮施工現(xiàn)場場地大小，道路路況及鄰近建筑物分布情況。團(tuán)結(jié)路兩側(cè)有10m高路燈桿，對吊車擺放造成干擾，吊車擺放位置、鋼箱梁運(yùn)輸車停放位置如圖4所示。

5.3.2 吊裝機(jī)械的參數(shù)核算

本工程中鋼箱梁屬于超長構(gòu)件（50.6m），因此選擇兩臺(tái)機(jī)械，綜合考慮場地限制，選擇吊車進(jìn)行抬吊。因場地狹小，工作幅度較小，安全系數(shù)取1.1，荷載分配為均分，在上述情況下，單臺(tái)吊車承受起重荷載為：G=39/2×1.1=21.45T

圖中顯示130T的起吊工作半徑為17.47m（此時(shí)為最不利工況下，鋼箱梁安放就位時(shí)半徑13.6m），根據(jù)中聯(lián)QY130T吊車性能參數(shù)表，支腿全伸，在工作角度45°工況下，經(jīng)計(jì)算臂長伸長至24.7m，最大起吊重量22.8T，吊鉤+鋼絲繩取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<22.8T滿足施工要求。endprint

圖中顯示70T的起吊工作半徑為8.5m（此時(shí)為最不利工況下，鋼箱梁安放就位時(shí)半徑6.28m），根據(jù)中聯(lián)QY70T吊車性能參數(shù)表，支腿全伸，在工作角度45°工況下，經(jīng)計(jì)算臂長伸長至12m，最大起吊重量23.5T，吊鉤+鋼絲繩取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<23.5T滿足施工要求。

綜上所述，擬采用的機(jī)械設(shè)備及材料均滿足施工需要。

6 機(jī)械、材料選定

7 鋼箱梁變形計(jì)算

本工程鋼箱梁采用Q235鋼材，鋼材厚度：最厚處16mm，最薄處10mm，故屈服強(qiáng)度值是235MPa，設(shè)計(jì)抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度值均為215MPa，抗剪強(qiáng)度值125MPa。吊點(diǎn)處鋼箱梁頂板、底板、腹板鋼板厚度均為10mm。

吊點(diǎn)設(shè)置詳見圖1所示。

7.1 最外側(cè)兩點(diǎn)鋼絲繩拉力取95.55kN，則水平力

F1=cos60°×95.55=47.8kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強(qiáng)：47.8÷0.048=0.996MPa

0.996MPa<125Mpa（抗剪強(qiáng)度）

0.996MPa<215Mpa（抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度值）

豎向力F2=sin60°×95.55=82.75kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強(qiáng)：82.75÷0.048=1.7MPa

1.7MPa<125MPa（抗剪強(qiáng)度）

1.7MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度值）

7.2 內(nèi)側(cè)兩點(diǎn)鋼絲繩拉力取122.52kN，則水平力

F3=cos60°×122.52=61.26kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強(qiáng)：61.26÷0.048=1.3MPa

1.3MPa<125MPa（抗剪強(qiáng)度）

1.3MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度值）

豎向力F4=sin60°×122.52=106.1kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強(qiáng)：106.1÷0.048=2.2MPa

2.2MPa<125MPa（抗剪強(qiáng)度）

2.2MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度值）

由此可知鋼絲繩處鋼箱梁體不會(huì)變形、破損。

8 結(jié)語

通過驗(yàn)算，機(jī)械設(shè)備及材料均滿足施工需要，鋼箱梁在吊裝過程中不會(huì)變形、破損，可以按照之前既定的施工方案進(jìn)行施工。

參考文獻(xiàn)：

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