袁向彪

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 300350）

1 工程概況

本工程為石濟(jì)客專站前工程，走行線大橋跨越老趙王河，連接正線路基與走行線路基，全橋總長(zhǎng)度為143.95m，本橋結(jié)構(gòu)形式為4-32m簡(jiǎn)支T梁，與老趙王河河道中心線夾角為37°44′。線路級(jí)別：走行線單線。單線由2片梁組成，單線鐵路橋面寬為4.9m，梁計(jì)算跨徑32m，全長(zhǎng)32.6m，梁高2.5m，軌底至梁底建筑高度為3.15m，預(yù)制單線梁頂寬為2.3m。單片T型梁砼體積為53.71m3，重142.2t。

2 吊裝設(shè)施設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定：1#～2#墩采用雙機(jī)抬吊法起吊，平方臺(tái)～1#墩、2#～3#墩、3#～維方臺(tái)采用牽引吊裝法起吊。采用1臺(tái)300t和1臺(tái)350t汽車起重機(jī)，300t起重機(jī)位于小里程處，350t起重機(jī)位于大里程處。

32m T型邊梁吊裝時(shí)，每端采用2根15m長(zhǎng)Φ50的鋼絲繩，采用兜掛法起吊，吊點(diǎn)分別位于距離T梁端頭2.0m、2.5m處，即每端分別有4根鋼絲繩承受T梁的重量。

2.1 鋼絲繩驗(yàn)算

鋼絲繩的許用拉力計(jì)算：［S］=P/K

式中 ［S］——鋼絲繩的許用拉力（kN）；

P——鋼絲繩的破斷拉力（kN）；

K——安全系數(shù)。

表1 鋼絲繩安全系數(shù)表

鋼索選用Φ50mm，6×37鋼絲繩，安全系數(shù)K取6，查表得鋼絲繩破斷拉力為P=1405kN。

鋼絲繩的許用拉力：［S］=P/K=1405/6=234kN

32m T梁自重重量按143t計(jì)取，每側(cè)吊點(diǎn)每根鋼絲繩實(shí)際承受荷載=143/（2×4）×10=178.75kN＜234kN，故鋼絲繩能滿足施工的要求。

2.2 吊車穩(wěn)定性驗(yàn)算

（1）架設(shè)2#孔跨時(shí)，采用雙機(jī)抬吊法吊裝。1#墩～2#墩吊裝平面布置圖如圖1所示。

在整個(gè)吊裝過(guò)程中，起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)半徑為9～10.5m左右，大臂伸出長(zhǎng)度為18～19m左右；300t起重機(jī)的起重能力在75～87t，350t起重機(jī)的起重能力在85～99t；起重機(jī)大臂仰角為55°～60°。

（2）平方臺(tái)～1#、2#～3#、3#～維方臺(tái)T梁吊裝，采用牽引吊裝法［1］，見(jiàn)圖2。

圖1 3#孔跨起重機(jī)布置平面圖

圖2 牽引吊裝平面示意圖

在整個(gè)吊裝過(guò)程中300t起重機(jī)最不利位置為將T梁提起瞬間，此時(shí)起重機(jī)工作半徑為10.8m，大臂伸出長(zhǎng)度為17.222+102=L2，L=19.91m，大臂的仰角為57°，起重機(jī)的起吊能力為75～87t；350t起重機(jī)最不利位置為接鉤時(shí)，此時(shí)起重機(jī)工作半徑為12m，大臂伸出長(zhǎng)度為17.632+10.32=L2，L=20.4m，大臂的仰角為54°，起重機(jī)的起吊能力為85～99t。

2.3 地基承載力驗(yàn)算

主要荷載為：梁體自重142.2t，300t起重機(jī)及配重共計(jì)150t，350t起重機(jī)及配重共計(jì)180t，每臺(tái)起重機(jī)配備4塊支墊板，每塊墊板尺寸為2.5m×3m，以350t起重機(jī)為例驗(yàn)算地基承載力：

總荷載N=1.2×180×10+1.4×142.2/2×10=315 5.4kN；起重機(jī)支腿面積為S=2.5×3×4=30m2。

基底承載力P=3155.4/30=105.18kPa。

即現(xiàn)場(chǎng)碾壓夯實(shí)后的地基承載力必須大于等于105.18kPa，取120kPa。

通過(guò)試驗(yàn)室對(duì)老趙王河兩岸最不利位置現(xiàn)場(chǎng)做靜力觸探試驗(yàn)顯示，分層夯實(shí)后的最大基底承載力為180kPa，由于120kPa＜180kPa，則夯實(shí)后的基礎(chǔ)可以滿足T梁對(duì)地基承載力的要求。

為了保證吊裝安全，現(xiàn)場(chǎng)在回填土壓實(shí)的基礎(chǔ)上，在起重機(jī)支腿位置增加一層鋼板。

2.4 重心偏移穩(wěn)定性驗(yàn)算

輪胎起重機(jī)的起重穩(wěn)定性計(jì)算按規(guī)范規(guī)定的工況和方法進(jìn)行。起重機(jī)在外載荷作用下，對(duì)傾覆軸線的力矩之和大于或等于0（ξM≥0）時(shí)，則認(rèn)為起重機(jī)是穩(wěn)定的。計(jì)算時(shí)規(guī)定起穩(wěn)定作用的力矩為正，使起重機(jī)傾覆的力矩為負(fù)。

在無(wú)風(fēng)靜載工況下，臂架處于垂直于底架縱向軸線位置，在相應(yīng)工作幅度起吊額定載荷，穩(wěn)定性校核表達(dá)式為

式中 R——工作幅度，與額定起重量相對(duì)應(yīng)；

Q——起吊貨物重量（包括吊具重量）；

a——支腿橫向間距之半或輪距之半；

G1—— 起重臂的重力按靜力等效折算臂架頭部的重力；

G2—— 起重機(jī)質(zhì)量的重力和扣除吊鉤、臂架后的重力；

R2——G2至回轉(zhuǎn)中心距離；

φ1——載荷系數(shù)。

以3#墩～維方臺(tái)300t起重機(jī)為例，起重機(jī)參數(shù)查詢可得出

本方案中300t起重機(jī)在吊裝T梁時(shí)，考慮最不利工況，重心偏移引起的起重機(jī)整個(gè)吊裝過(guò)程中穩(wěn)定可靠。所以最不利狀態(tài)，2個(gè)支腿受力、2個(gè)支腿剛好不受力。

N×2×4.25-（150-30）×（4.25-2.05）-30×（11/2+4.25）-1.4×71.5×（11+4.25）=0

總荷載N=245.1t=2451kN，

起重機(jī)支腿面積為S=2.5×3×2=15m2，

基底承載力P=2451/15=163kPa。

3 T梁吊裝施工方案

3.1 施工基本程序

場(chǎng)地整理、起重機(jī)置放處基礎(chǔ)處理→臨時(shí)支墩施工→起重機(jī)試吊→T型梁吊。

3.2 臨時(shí)支墩施工

在走行線大橋墩身及橋臺(tái)大小里程側(cè)設(shè)置臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩鄰近墊石，全橋臨時(shí)支墩采用C50砼，1#、2#、3#墩臨時(shí)支墩幾何尺寸為120×50×48cm，2個(gè)橋臺(tái)上臨時(shí)支墩尺寸為120×40×48cm，數(shù)量為16個(gè)，支墩高度僅為參照，具體高度根據(jù)支墩高程確定。臨時(shí)支墩施工時(shí)在墩頂植筋，支墩內(nèi)配Φ12鋼筋縱橫間距10cm布置，在臨時(shí)支墩澆筑混凝土前，墩頂鋪設(shè)一層隔離層，方便后期破除。在吊裝前，臨時(shí)支墩頂部鋪設(shè)一層2～3cm厚細(xì)砂，既可保護(hù)梁底結(jié)構(gòu)，又可調(diào)節(jié)支座安裝高程。

3.3 起重機(jī)試吊

吊裝前對(duì)梁體進(jìn)行試吊，分別進(jìn)行空載試驗(yàn)、滿載試驗(yàn)、超載試驗(yàn)，調(diào)試吊車儀表以及各項(xiàng)動(dòng)作是否正常，滿載及超載過(guò)程中檢查吊具性能安全可靠，提升到離地20cm高度處，停留時(shí)間不得小于10min，梁體與地面距離應(yīng)保持不變。

3.4 T梁吊裝方法

3.4.1 吊裝順序

先吊裝1#～2#墩左側(cè)T型邊梁，調(diào)整梁體高程，臨時(shí)固定，然后再吊裝右側(cè)T型邊梁，橫向臨時(shí)固定，最后對(duì)2片梁支座灌漿。本橋T梁的吊裝順序：1#～2#墩→平方臺(tái)～1#墩→2#～3#墩→3#～維方臺(tái)。

3.4.2 吊裝方法

（1）吊裝1#～2#墩，共1孔。

1#～2#墩處因老趙王河影響不能按照牽引吊裝方案實(shí)施，根據(jù)地形情況采用雙機(jī)抬吊法進(jìn)行吊裝，即用運(yùn)梁車直接將T梁在石濟(jì)客專平禹特大橋梁面上運(yùn)輸?shù)阶咝芯€對(duì)應(yīng)孔跨的位置；300t起重機(jī)停在1#墩小里程側(cè)，350t起重機(jī)停在2#墩在大里程側(cè)，2臺(tái)起重機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)中心距為40m；將T梁在梁車上吊起后，2臺(tái)起重機(jī)在起重工指揮下配合由石濟(jì)客專側(cè)向走形線橋墩緩慢回轉(zhuǎn)，將梁轉(zhuǎn)到指定位置上方緩慢落鉤就位。

300t起重機(jī)全支腿時(shí)外形尺寸為支腿間距10m，車長(zhǎng)16m。350t起重機(jī)支腿間距為10m，車長(zhǎng)18m。

1#～2#墩均采用雙機(jī)抬吊法吊裝，350t起重機(jī)順時(shí)針回轉(zhuǎn)，300t起重機(jī)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，吊裝斷面圖如圖3所示。

圖3 雙機(jī)抬吊縱斷面示意圖

雙機(jī)抬吊法吊裝T梁，根據(jù)T梁高度及起重機(jī)支腿位置顯示，若要吊起T梁，距離欄桿最近距離為1.4m，考慮距離偏小，臨時(shí)拆除部分欄桿較為穩(wěn)妥，吊裝T梁橫斷面圖如圖4所示。

圖4 雙機(jī)抬吊起吊橫斷面示意圖

在整個(gè)吊裝過(guò)程中，起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)半徑為9～10.5m左右，大臂伸出長(zhǎng)度為18～19m左右；300t起重機(jī)的起重能力在75～87t，350t起重機(jī)的起重能力在85～99t；起重機(jī)大臂仰角為55°～60°。

（2）牽引吊裝平方臺(tái)～1#、2#～3#、3#～維方臺(tái)，共3孔。

運(yùn)梁車沿石濟(jì)客專梁面將T梁運(yùn)輸?shù)狡椒脚_(tái)，平方臺(tái)～1#、2#～3#、3#～維方臺(tái)T梁吊裝，采用牽引吊裝法。

以平方臺(tái)～1#為例分析吊裝過(guò)程，運(yùn)梁炮車停放在平方臺(tái)橋臺(tái)位置，炮車盡量將T梁運(yùn)至橋臺(tái)邊緣靠近梁縫；300t起重機(jī)在平方臺(tái)處將T梁吊起后，向橋梁右側(cè)回轉(zhuǎn)讓開(kāi)炮車，350t起重機(jī)將橋臺(tái)上的炮車吊走；然后300t起重機(jī)向橋梁左側(cè)回轉(zhuǎn)至原位，將送到其10m作業(yè)半徑與350t起重機(jī)12m作業(yè)半徑交點(diǎn)處；安排350t起重機(jī)在空中接鉤。350t起重機(jī)接住后，300t起重機(jī)脫鉤逆時(shí)針回轉(zhuǎn)至平方臺(tái)處等待起吊T梁小里程側(cè)，350t起重機(jī)向1#墩處順時(shí)針回轉(zhuǎn)。這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)梁車主車一直配合起重機(jī)向大里程行駛，當(dāng)行駛到300t起重機(jī)能吊到T梁頭時(shí)，300t落鉤并掛好鋼絲繩，2臺(tái)起重機(jī)順時(shí)針回轉(zhuǎn)將T梁平穩(wěn)吊起，然后雙機(jī)抬吊將T梁放平穩(wěn)就位。

此種吊裝方法中空中接鉤危險(xiǎn)系數(shù)較大，提前在梁體吊裝孔內(nèi)穿入2套鋼絲繩，第1臺(tái)起重機(jī)吊起時(shí)僅使用1套鋼絲繩，第2臺(tái)起重機(jī)接鉤時(shí)首先接住另一套鋼絲繩，然后第2臺(tái)起重機(jī)吊起梁體受力拉緊，待全部荷載在第2臺(tái)起重機(jī)上受力，梁體平穩(wěn)后，第1臺(tái)起重機(jī)松鉤并解除掛鉤。整個(gè)過(guò)程中，工人僅在掛鉤、解鉤時(shí)上至梁頂，起重機(jī)換力時(shí)工人禁止在梁頂逗留［2］。

因梁體構(gòu)造復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，吊裝過(guò)程中極容易引起梁體傾斜，會(huì)增加梁體就位的難度。此種吊裝方法難點(diǎn)在于如何保證空中換鉤前后梁體依然保證平衡，考慮在接鉤位置設(shè)置2個(gè)吊裝孔，2套鋼絲繩完成接鉤。

①運(yùn)梁車運(yùn)送T梁至走行線石方臺(tái)，300t起重機(jī)起吊向橋梁右側(cè)旋轉(zhuǎn)，350t起重機(jī)將前節(jié)炮車吊離，300t起重機(jī)順時(shí)針向1#臺(tái)方向回轉(zhuǎn)，運(yùn)梁炮車隨起重機(jī)往1#墩方向運(yùn)送。

②運(yùn)梁車隨300t起重機(jī)往1#墩方向運(yùn)送T梁至350t起重機(jī)可起吊位置，350t起重機(jī)接鉤。

③350t起重機(jī)接鉤后，300t起重機(jī)吊起T梁另一端，2臺(tái)起重機(jī)雙機(jī)抬吊，同時(shí)順時(shí)針回轉(zhuǎn)。

④2臺(tái)起重機(jī)雙機(jī)抬吊至指定位置，支座安裝并加固完成后卸鉤吊另一片梁。

左側(cè)邊梁吊裝完成后，在首片T梁每端左右兩側(cè)各使用2根10#H型鋼對(duì)焊在外側(cè)支頂臨時(shí)固定；另外吊裝第2片T梁之前，埋設(shè)地錨樁通過(guò)鋼絲繩拉緊、固定梁端，拆除內(nèi)側(cè)支撐型鋼；吊裝第2片T梁，同樣方法將右側(cè)T梁吊裝就位。

在整個(gè)吊裝過(guò)程中，300t起重機(jī)最不利位置為將T梁提起瞬間，此時(shí)起重機(jī)工作半徑為10.8m，大臂伸出長(zhǎng)度為17.222+102=L2，L=19.91m，大臂的仰角為57°。起重機(jī)的起吊能力為75～87t；350t起重機(jī)最不利位置為接鉤瞬間，此時(shí)起重機(jī)工作半徑為12m，大臂伸出長(zhǎng)度為17.632+10.32=L2，L=20.4m，大臂的仰角為54°。

（3）本次吊裝在T梁擋砟墻根部附近位置增開(kāi)100×300mm吊裝孔，1#、3#、4#跨2片T梁采用牽引吊裝法，在大里程端開(kāi)2個(gè)吊裝孔，距梁端距離分別為2.0m和2.5m；2#跨吊裝孔距梁端距離為2m。同時(shí)在兩端吊點(diǎn)上系纜風(fēng)繩，方便人工配合控制方向同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)T型梁梁底鋼支座螺栓的精確就位。

吊裝完畢后，采用吊模法對(duì)吊裝孔封堵，使用扳手調(diào)直孔內(nèi)鋼筋，并焊接成整體，如有鋼筋長(zhǎng)度不足，增加鋼筋補(bǔ)強(qiáng)。支立模板前，清除孔內(nèi)灰渣，用水潤(rùn)濕，確?；炷僚c孔壁結(jié)合性良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以石濟(jì)客專走行線大橋吊裝工程為實(shí)例，1#～2#墩采用雙機(jī)抬吊法起吊，平方臺(tái)～1#墩、2#～3#墩、3#～維方臺(tái)采用牽引吊裝法起吊。并使用300t和350t汽車起重機(jī)各1臺(tái)組合吊裝，其中300t起重機(jī)位于小里程處，350t起重機(jī)位于大里程處。其吊裝過(guò)程節(jié)約工期，提高效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果。