孫洪亮
(中鐵四局集團第五工程有限公司機械化分公司,江西九江332000)
貴州省都勻至安順公路第31 標段內仡佬地大橋位于貴州省安順市鎮(zhèn)寧縣環(huán)翠街道,橋梁分左右線設置,橋面橫坡為單向-2%,縱斷面縱坡2.45%。該橋梁左右幅首跨橋梁架設均為三窩隧道出口作業(yè)工況。橋梁架設施工利用原有的JSHB40170 型雙導梁公路架橋機,架橋機原結構如圖1 所示。
圖1 JSHB40170 架橋機原結構圖示
隧道口架梁作業(yè)存在的難題包括:(1)現有架橋機在通過隧道及架梁空間上均無法滿足三窩隧道斷面空間;(2)半幅橋共有6 片T 梁,架橋機在隧道內橫移量有限,邊梁和次邊梁無法橫移到位落梁;(3)首跨架設完成后還有6 跨橋梁須架設,為提高施工功效,架橋機要在架設第二跨時恢復正常架梁狀態(tài)。
為了滿足橋梁施工要求,必須首先解決架橋機在隧道內的通過空間,并能實現在隧道內的吊梁高度空間,對此制定出以下改造措施:(1)將架橋機縱移機構上的橫導梁結構拆除;(2)將吊梁天車車架接長直接與縱移機構臺車連接;(3)對吊重天車吊梁扁擔結構優(yōu)化,滿足架橋機尾部提梁高度空間。
將架橋機的橫導梁部分去掉,將吊梁天車車架橫梁進行對稱接長處理,使其直接與縱移機構臺車連接。這樣可以有效降低架橋機的高度與寬度,使架橋機滿足隧道斷面高度與寬度空間成為現實。為了保證改造后的天車能夠恢復原貌,天車橫梁的接長方式采取螺栓法蘭對接構造,并在法蘭面結合面設置抗剪板,法蘭螺栓僅承擔天車梁彎矩所產生的拉力。改造后的吊梁天車結構如圖2 所示。
圖2 吊梁天車接長改造圖示
橫梁吊重受力及彎矩計算如圖3 所示,吊重集中荷載按照170t 梁重計算,沖擊系數按照1.1 考慮[1],行車自重10t 作為集中荷載考慮,則天車單根橫梁載荷P 數值為:P=1.1×(85+10)/4=26.13t。
圖3 天車橫梁加載與彎矩圖分布
橫梁最大彎矩:M=26.13×1.035=27.04t·m
法蘭位置彎矩:MC+MD=14.5t·m
法蘭連接螺栓共2 行,行中心距500mm,每行4 條8.8 級M24 高強螺栓連接,則單條螺栓承受拉力為:N=Mc/(4L)=14.5/(4×0.5)=7.25t=72.5kN。單條8.8 級M24 螺栓抗拉力為158kN,安全系數2.2,施工安全[2]。
為了滿足架橋機提梁空間需要,將架橋機扁擔結構進行改造。具體措施是在滑輪組外側滑輪16mm 支撐板上焊接φ200mm×20mm 無縫鋼管吊梁千斤繩掛耳,外側設置防滑擋板。兩滑輪組之間采用兩槽鋼拼焊梁螺栓連接以承受千斤繩的水平分力。這種結構不僅能有效提升起吊空間,且方便拆裝,不影響正常架梁作業(yè)時扁擔連接。
扁擔改造中,外側滑輪板的強度和變形控制是能否成功的關鍵。為此對改造后的滑輪架結構進行受力分析,計算采用ANSYS WORKBENCH 計算模塊,滑輪架實體建立有限元模型,如圖4 和圖5 所示,滑輪板材質Q345B,許用應力為257MPa,滑輪板最大應力約205MPa,法向變形位移最大0.67mm。經過計算后可以確定改造方案可行。
圖4 滑輪座邊板Von-Mises 合成應力圖解
圖5 滑輪座邊板法向變形位移圖解
人工移梁注意事項包括:(1)人工移梁鋼軌滑道的分段要根據橋梁間距構造進行分段,確保移梁到位頂起梁片后能夠順利去掉;(2)橫移梁滑座下面需要設置摩擦板并涂潤滑脂以降低橫移阻力,橫移滑座與橫移滑道之間應有擋塊限制梁片縱向滑動,尤其在橋梁縱坡較大時;(3)前后油缸橫移過程中要時刻監(jiān)測橫移梁,避免出現移梁過程中梁片偏斜的情況;(4)橫移梁到位頂升千斤頂落梁過程中,保持勻速、緩慢原則,落梁作業(yè)時采取一端穩(wěn)定一端頂升落梁操作,避免一端采用左右2 個千斤頂落梁,避免油缸泄露發(fā)生梁體傾斜事故;(5)橫移梁過程中,尤其是T 梁應設置雙向防止梁片傾倒裝置,落梁就位后應立即設置好梁體穩(wěn)定支撐人員方可離開。