王國(guó)委

摘 要：介紹了重物移運(yùn)器在上跨京滬鐵路和滬寧城際鐵路的連續(xù)鋼箱梁拖運(yùn)中的應(yīng)用，解決了橋墩抗剪能力弱等不足，順利完成鋼箱梁拖拉過(guò)孔。

關(guān)鍵詞：重物移運(yùn)器；鋼箱梁；拖拉；卷?yè)P(yáng)機(jī)

近年來(lái)，隨著我國(guó)連續(xù)鋼箱梁橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展，連續(xù)鋼箱梁吊裝、拖運(yùn)施工技術(shù)逐漸成為施工單位研究課題。重物移運(yùn)器作為新型的拖運(yùn)設(shè)備，具有“載重量大、高度低、摩擦阻力小、穩(wěn)定性好”等優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)鋼箱梁吊運(yùn)施工中得到廣泛應(yīng)用，取得較好的實(shí)用效果。

1 重物移運(yùn)器的結(jié)構(gòu)和工作原理

重物移運(yùn)器俗稱小坦克，是短距離拖運(yùn)重物安裝就位的一種新型的有效工具。其基本型式主要由支撐板、滾道板、滾柱、鉚銷及鏈片組成，如圖1所示。工作原理是：在拖運(yùn)重物時(shí)能保持滾柱從前至后連續(xù)自行移動(dòng)，從而使重物能連續(xù)移運(yùn)。重物移運(yùn)時(shí)，由于滾柱與滾道板為鋼-鋼摩擦，摩擦系數(shù)極小，從而降低了移運(yùn)牽引力。

2 重物移運(yùn)器的優(yōu)點(diǎn)

（1）由于重物在重物移運(yùn)器表面作連續(xù)運(yùn)動(dòng)，在重物移運(yùn)中，重物移運(yùn)器與底座固定后，既可移運(yùn)到位又免除了滾棒移運(yùn)中大量的頻繁的搬移滾棒的工作，從而大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了工效，同時(shí)避免了操作人員手被滾棒壓傷的危險(xiǎn)性。

（2）由于重物移運(yùn)器滾動(dòng)磨擦系數(shù)很小，所以移運(yùn)重物所需的牽引力也很小，從而可以減少部分牽引設(shè)備，從而降低了成本。

（3）重物移運(yùn)器特別適宜于狹窄場(chǎng)地或有限制范圍的場(chǎng)地內(nèi)使用，而在這種工況上使用滾棒是十分困難的。

（4）重物移運(yùn)器對(duì)移運(yùn)重物的寬度沒(méi)有限止。而用滾棒時(shí)重物寬度一定要不與滾棒長(zhǎng)度。

（5）重物移運(yùn)器具有體積小，承載能力大。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程為跨越滬寧城際和京滬鐵路的16#～19#墩30+35+35m連續(xù)鋼箱梁，如圖2所示。鋼箱梁頂寬21.2m，底寬16.88m，梁體位于豎曲線上，鋼箱梁底設(shè)計(jì)為水平，采用單箱四室變高截面使梁頂適應(yīng)豎曲線線型。連續(xù)鋼箱梁分為76m直線段和24m曲線段，直線段鋼箱梁跨鐵路架設(shè)完成后拼裝剩余曲線段鋼箱梁。這次拖拉的鋼箱梁長(zhǎng)度為（35m+35m+6m）76m的直線段+16m導(dǎo)梁，總長(zhǎng)度為92m，鋼箱梁重量為1080t（鋼箱梁950t+16m導(dǎo)梁50t+附屬設(shè)備80t）。

3.2 工況分析

連續(xù)鋼箱梁在14#～17#橋跨內(nèi)的鋼支架上拼裝好76m鋼箱梁和16m導(dǎo)梁，在14、15、16#蓋梁上設(shè)置兩臺(tái)ZWY400t重物移運(yùn)器，在17、18#蓋梁上設(shè)置兩組重物移運(yùn)器，每組由2臺(tái)ZWY400t重物移運(yùn)器組成。在地面混凝土基礎(chǔ)上固定兩臺(tái)JM8B（80KN）卷?yè)P(yáng)機(jī)作為動(dòng)力輸出源，通過(guò)地面的導(dǎo)向滑輪、17#墩蓋梁頂?shù)亩ɑ喗M和鋼箱梁底的動(dòng)滑輪組組成反向拖拉動(dòng)力系統(tǒng)，連續(xù)鋼箱梁在重物移運(yùn)器上滾動(dòng)。鋼箱梁拖拉過(guò)京滬鐵路導(dǎo)梁前端到達(dá)19#橋墩時(shí)，18#橋墩的支點(diǎn)反力最大，如圖3所示。

采用MIDAS建模進(jìn)行受力分析如下，如圖4和圖5所示。

由圖形分析可知，鋼箱梁處于懸臂35m時(shí)，鋼箱梁導(dǎo)梁撓度值最大，此時(shí)在17#或18#墩處鋼箱梁底板支點(diǎn)受力最大，最大反力值約為6650kN，對(duì)橋墩產(chǎn)生水平推力也最大，但18#橋墩的允許水平推力為360KN，所以鋼箱梁被拖拉時(shí)摩擦系數(shù)不能大于0.054，類似工程大多采用聚乙烯四氟板作為摩擦媒介，但它的滑動(dòng)摩擦一般在0.05-0.1范圍之內(nèi)，無(wú)法滿足施工要求。

3.3 重物移運(yùn)器選型

由上面分析可知，17#、18#墩處鋼箱梁底板支點(diǎn)最大反力值為6650kN，按照支點(diǎn)部位2組重物移運(yùn)器受力，平均每臺(tái)最少須承受1662.5kN荷載，綜合考慮重物移運(yùn)器結(jié)構(gòu)安全性、加工條件因素，取安全系數(shù)不小于2倍受力荷載滿足要求，所以選型ZWY400t重物移運(yùn)器，它的滾動(dòng)摩擦一般在0.02-0.04范圍之內(nèi)，減少了18#橋墩的水平推力，符合本工程施工技術(shù)要求。

ZWY400t重物移運(yùn)器設(shè)計(jì)由11個(gè)寬300mm，直徑98mm的鋼制滾輪與鋼箱梁底板接觸受力，鋼箱梁底板接觸受力滿足承載力要求，如圖6所示。

3.4 擺動(dòng)支架設(shè)計(jì)

鋼箱梁反向拖拉時(shí)兩個(gè)階段都有最大懸臂35m工況，此時(shí)鋼箱梁導(dǎo)梁端頭最大撓度值16.2cm，在17#或18#墩頂?shù)闹匚镆七\(yùn)器的布置既要滿足最大承載力6650kN，還要保證與豎曲線的鋼箱梁底面全接觸受力，保證鋼箱梁底板結(jié)構(gòu)安全。在17#和18#橋墩頂面分別設(shè)置兩套擺動(dòng)支撐架，擺動(dòng)支撐架由受力鋼槽外框和擺動(dòng)承墊梁組成，擺動(dòng)承墊梁由鋼槽外框內(nèi)中心半圓弧受力軸限制并承受荷載，承墊梁前后端留有上下2cm的擺動(dòng)量，既能保證重物移運(yùn)器在承受荷載時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，同時(shí)解決了鋼箱梁懸臂35m時(shí)梁底與部分滾輪脫空，造成部分滾輪過(guò)載而破壞的問(wèn)題，使2臺(tái)400t重物移運(yùn)器始終能與鋼箱梁底全接觸來(lái)承受荷載作用，從而保證鋼箱梁結(jié)構(gòu)安全，如圖7所示。

3.5 鋼箱梁結(jié)構(gòu)加固

17#、18#墩頂分別布置4臺(tái)400t重物移運(yùn)器，每2臺(tái)為一組縱向安裝在擺動(dòng)支架上，正對(duì)應(yīng)鋼箱梁中腹板位置。由于底板板厚方向的受壓不對(duì)結(jié)構(gòu)造成明顯影響，不進(jìn)行考查，僅考慮其對(duì)于腹板受力的擴(kuò)散作用。

腹板與底板接觸位置的局部應(yīng)力：

偏安全的考慮14mm腹板（板厚最小）與14mm底板（擴(kuò)散最小）相交位置的腹板應(yīng)力。

17#、18#墩最大反力6650kN，平均每個(gè)支點(diǎn)處最大反力=6650kN/2=3325kN，每個(gè)支點(diǎn)位置放置2臺(tái)400t重物移運(yùn)器安裝在擺動(dòng)支架上，每個(gè)重物移運(yùn)器有11個(gè)滾軸，單個(gè)滾軸接觸力：P=3325/22=151.1kN

由于接觸點(diǎn)按45°擴(kuò)散至底板與腹板交接位置的腹板處受力長(zhǎng)度為，如圖8所示。

l=2×tan45°×0.014=0.028m

由于接觸點(diǎn)按45°擴(kuò)散至底板與腹板交接位置的腹板處應(yīng)力為：

σ=P/（l×t）=151.1/0.028/0.014=385MPa<σs=400MPa。

為使局部受力擴(kuò)散能有效保證鋼箱梁底板和中腹板不變形，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，采取在鋼箱梁2條滑行軌道底板與中腹板焊接位置兩側(cè)進(jìn)行加強(qiáng)，具體沿鋼箱梁中腹板在兩側(cè)焊接三角板進(jìn)行橫向加強(qiáng)，三角板尺寸為-16mmX（100mm、500mm、300mm），沿鋼箱梁中腹板在兩側(cè)縱向焊接加勁板進(jìn)行縱向加強(qiáng)，加勁板尺寸-16mmX250mm，由此將之前簡(jiǎn)單的Ⅰ型受力結(jié)構(gòu)優(yōu)化成田框結(jié)構(gòu)，更利于受力的擴(kuò)散，保證結(jié)構(gòu)更安全，如圖9所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的不斷投資，在各種工程項(xiàng)目施工中，經(jīng)常碰到由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，鋼箱梁、砼箱梁等各種形式的重物需要在狹小的場(chǎng)地內(nèi)拖移，利用重物移運(yùn)器作為新型拖運(yùn)設(shè)備具有“載重量大、高度低、摩擦阻力小、穩(wěn)定性好”等優(yōu)點(diǎn)，改變利用滾棒作為拖移工具的傳統(tǒng)施工工藝，從而大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了工效，保證了現(xiàn)場(chǎng)施工安全。在以后類似重物拖移施工工程中，具有一定的參考價(jià)值。

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