中鐵生態(tài)城一號(hào)人行天橋鋼箱梁吊裝 技術(shù)方案及理論計(jì)算

譚紅飛　張?jiān)迄i　姚旭　華遠(yuǎn)芳

摘要 根據(jù)中鐵生態(tài)城一號(hào)人行天橋吊裝技術(shù)方案，通過采用一臺(tái)吊車與兩臺(tái)吊車吊裝方案分析對(duì)比，擇優(yōu)選擇了兩臺(tái)吊車同時(shí)起吊方案，并對(duì)吊裝方案采用Midas Civil軟件對(duì)吊點(diǎn)進(jìn)行精確受力分析，有效解決了跨貴龍大道鋼箱梁吊裝的安全技術(shù)難題，加快吊裝進(jìn)度和質(zhì)量，保證鋼箱梁吊裝安全，為工程項(xiàng)目節(jié)省了大量經(jīng)濟(jì)成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞 鋼箱梁;吊車;吊耳;鋼絲繩

中圖分類號(hào) U441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2022）11-0127-03

引言

為保證在既有線上方吊裝鋼箱梁安全，經(jīng)研究采用分節(jié)段吊裝鋼箱主梁技術(shù)方案。鋼箱主梁節(jié)段長(zhǎng)度分別為28.7 m和23.75 m，節(jié)段重量分別為55.3 t和44.7 t。根據(jù)箱梁最大節(jié)段重量和既有線交通流情況，結(jié)合對(duì)吊車技術(shù)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析研究，采用2臺(tái)130 t吊車同時(shí)同步起吊，對(duì)既有線上交通分流實(shí)行半幅封閉措施。

針對(duì)鋼箱梁吊裝方案，對(duì)貴龍大道上交通導(dǎo)行方案經(jīng)多次對(duì)比研究分析，采用半幅封閉，封閉半幅處交通車輛采用借道分時(shí)段繞行方案;采用Midas Civil軟件對(duì)吊車起吊整體建立模型進(jìn)行受力計(jì)算，確保鋼箱梁吊裝的安全和鋼箱梁安裝質(zhì)量滿足工程項(xiàng)目要求。

1 工程概況

一號(hào)人行天橋主梁為矩形箱梁，總寬4.5 m（含欄桿和裝飾），主梁結(jié)構(gòu)凈高1.1 m ，采用2跨連續(xù)鋼箱梁的形式，跨徑布置為（1.35+27.35+22.40+1.35）m，總長(zhǎng)52.45 m。人行橋梯步呈Z字形，梯步設(shè)計(jì)旅客行李推車通道，梯步凈寬設(shè)計(jì)為1.8 m，推車通道凈寬0.5 m。一號(hào)人行天橋位于貴龍大道（K12+480）道路圓曲線上，是中鐵生態(tài)城內(nèi)人行天橋的主要地標(biāo)之一，天橋橫跨的貴龍大道設(shè)計(jì)為雙向8車道，是貴陽(yáng)至龍里的快速市政通道，車流量大，故一號(hào)人行天橋施工難度大[1]。

2 鋼箱梁吊裝方案對(duì)比分析

第一種吊裝方案：對(duì)52.45 m鋼箱梁整體吊裝，經(jīng)計(jì)算需最小260 t吊車方可滿足吊裝安全要求，跨貴龍大道主干道交通導(dǎo)流需全封閉，社會(huì)影響大。缺點(diǎn)是采用單個(gè)大噸位吊車吊裝鋼箱梁進(jìn)度慢，安全風(fēng)險(xiǎn)高，不容易定位鋼箱梁，吊車租賃費(fèi)用高吊裝經(jīng)濟(jì)成本較高。

第二種吊裝方案：對(duì)整跨鋼箱梁實(shí)行分節(jié)段加工并預(yù)留焊接接頭，分節(jié)段長(zhǎng)度分別為28.7 m和23.75 m，采用兩臺(tái)130 t吊車吊裝節(jié)段箱梁。優(yōu)點(diǎn)是吊裝進(jìn)度快，容易定位，吊車吊裝過程中安全穩(wěn)定性好，吊車租賃費(fèi)用比較經(jīng)濟(jì)，且吊裝過程中僅須對(duì)跨貴龍大道主干道交通導(dǎo)流半幅流水實(shí)行封閉，對(duì)交通通行社會(huì)影響較小。綜合比對(duì)兩種吊裝方案，對(duì)一號(hào)人行天橋吊裝實(shí)行第二種方案。

3 鋼箱梁吊裝導(dǎo)行方案

一號(hào)人行天橋跨貴龍大道右側(cè)鋼箱梁（28.7 m）吊裝時(shí)，對(duì)貴龍大道右幅實(shí)行全封閉，貴陽(yáng)至龍里方向車輛通行從貴龍大道右幅引導(dǎo)至悅龍中路，經(jīng)中鐵大道后再通過匝道駛?cè)胭F龍大道右幅;一號(hào)人行天橋跨貴龍大道左側(cè)鋼箱梁（23.75 m）吊裝時(shí)，對(duì)貴龍大道左幅實(shí)行全封閉，龍里至貴陽(yáng)方向車輛通行從貴龍大道左幅匝道引導(dǎo)至中鐵大道，經(jīng)中鐵大道后再通過匝道駛?cè)胭F龍大道左幅[2]。

4 鋼箱梁吊裝技術(shù)方案

4.1 總體方案

一號(hào)人行天橋凈高5.2 m，鋼箱梁高度1.1 m，貴龍大道路面至橋面高度6.3 m，根據(jù)最大節(jié)段鋼箱梁重量、安裝高度和吊車旋轉(zhuǎn)高度（半徑）參數(shù)，選定采用兩臺(tái)130 t吊車吊裝。主梁鋼箱梁長(zhǎng)度為52.45 m，采用分節(jié)段吊裝方案，節(jié)段長(zhǎng)度分別為28.7 m和23.75 m，節(jié)段重量分別為55.3 t和44.7 t。先安裝跨貴龍大道右幅鋼箱梁節(jié)段，再安裝跨貴龍大道左幅鋼箱梁節(jié)段。吊車吊裝位置布置圖詳見圖1。

4.2 吊裝流程

吊裝前鋼箱梁驗(yàn)收→探傷檢測(cè)→吊車就位→吊點(diǎn)綁扎→鋼箱梁吊裝→臨時(shí)連接→鋼箱梁平豎位置校正→定位螺栓連接→鋼箱梁合龍焊接→防腐（銹蝕）油漆補(bǔ)噴。

4.3 吊裝工具設(shè)計(jì)

鋼箱梁頂面焊接吊耳4個(gè)，吊耳平面布置縱橫向布置尺寸為16.65 m×1.90 m。吊耳采用14 mm厚q345鋼板加工，結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)寬設(shè)計(jì)為20 mm×20 mm。吊繩為直徑400 mm的鋼絲，吊繩與兩吊耳之間角度為60°。吊具布置圖詳見圖2。

4.4 吊裝方法

在分節(jié)段鋼箱梁施工縫位置下方設(shè)置臨時(shí)支座，將兩節(jié)段鋼箱梁分別吊運(yùn)至臨時(shí)支座和永久支座上，在臨時(shí)支撐點(diǎn)進(jìn)行施工縫施焊，將兩端鋼箱梁焊接結(jié)束后，拆除臨時(shí)支座，完成吊裝施工。在鋼箱梁施工縫位置的箱梁面上預(yù)留0.5 m×0.5 m寬的槽口，用于焊接工人通行和焊接排煙。

4.5 吊裝控制措施

（1）試吊與空吊：構(gòu)件起吊時(shí)，先進(jìn)行試吊與空吊，空吊主要目的是找出吊臂傾角和吊機(jī)作業(yè)的最佳位置[3]。

（2）鋼箱梁吊裝前應(yīng)仔細(xì)檢查鋼絲繩是否有斷絲和起毛，如有異常應(yīng)更換鋼絲繩。

（3）起吊前對(duì)吊耳焊縫進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)吊耳鋼板進(jìn)行坡口焊接，保證焊縫質(zhì)量。采用千斤頂對(duì)每個(gè)吊耳進(jìn)行試?yán)?，檢查吊耳的結(jié)構(gòu)安全性是否滿足起吊安全要求。

（4）鋼箱梁吊裝合龍前應(yīng)對(duì)其平豎位置進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，滿足設(shè)計(jì)要求后方可合龍鎖定。

5 鋼箱梁吊裝受力計(jì)算

5.1 吊車噸位選型計(jì)算

鋼箱梁最大節(jié)段噸位為55.3 t，吊車起吊時(shí)臂長(zhǎng)為28 m，旋轉(zhuǎn)半徑幅度為9 m，固定傾角為70°。根據(jù)吊車廠家提供設(shè)備（130 t吊車）受力參數(shù)表，臂長(zhǎng)為28 m加旋轉(zhuǎn)半徑幅度為9 m時(shí)吊車最大吊重為44 t，考慮到布置吊車路面有縱橫向坡度對(duì)其吊重有折減影響，故選擇兩臺(tái)130 t吊車吊裝作業(yè)。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

5.2 吊車起吊高度計(jì)算

吊車起吊時(shí)需要考慮：安裝臨時(shí)支座至地面距離h1（4.4 m）;鋼箱梁安裝間隙h2（0.3 m）;吊耳至鋼箱梁底高度h3（1.2 m）;吊耳至吊鉤距離h4（2.6 m）。故吊車起吊鋼箱梁高度（H）：H≥h1+h2+h3+h4=4.4+0.3+1.2+2.6=8.5 m。

5.3 鋼絲繩、吊耳受力計(jì)算

鋼絲繩選用直徑為42 mm（6×37+1）型號(hào)，公稱強(qiáng)度為1 770 MPa，鋼絲繩的允許拉力[Fg]=996 kN，吊耳采用18 mm Q345鋼板。

最大箱梁節(jié)段重量為553 kN，每個(gè)吊耳受力為138.25 kN，計(jì)算示意圖詳見圖3，每根鋼絲繩受力計(jì)算如下：

F×sin60°?138.25F

==159.64 kN

≤[Fg]=996 kN，合格。

吊耳焊縫計(jì)算：吊耳焊縫設(shè)計(jì)厚度為13 mm，N1=

138.25 kN;N2=79.82 kN。

=43.9 MPa<=1.22×160=195 MPa

5.4 鋼絲繩、吊耳整體受力計(jì)算

采用midas整體建立模型，詳見圖4～5，進(jìn)行計(jì)算如下：

σmax=753 MPa<1 771 MPa（合格）

fmax=69 mm

6 結(jié)束語(yǔ)

該鋼箱梁吊裝方案經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后安全可靠，吊裝后鋼箱梁平縱位置效果好。吊裝前對(duì)吊車機(jī)械力學(xué)參數(shù)進(jìn)行研究分析，結(jié)合Midas Civil軟件進(jìn)行整體計(jì)算，得出吊車安全起吊時(shí)吊臂傾角和擺幅半徑范圍，保證了鋼箱梁吊裝作業(yè)安全。采用2臺(tái)吊車方案，固定吊車臂傾角和旋轉(zhuǎn)擺幅半徑幅度范圍方案在以后同類人行天橋鋼箱梁吊裝工程項(xiàng)目值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]周方. 鋼箱梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)， 2007.

[2]張?bào)V. 廣深港客運(yùn)專線福田站施工關(guān)鍵技術(shù)與管理[D]. 青島：青島理工大學(xué)， 2014.

[3]李斌. 波紋鋼腹板H型鋼梁抗彎標(biāo)準(zhǔn)性能有限元分析[J].? 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化， 2016（24）： 193+204.

收稿日期：2022-04-27

作者簡(jiǎn)介：譚紅飛（1985—），男，本科，工程師，從事安全生產(chǎn)管理工作。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E