廖健凱，張學(xué)偉，鄧志朋

(1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通與市政工程系，四川德陽(yáng)618000；2.中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海200000)

中小跨徑的簡(jiǎn)支梁橋是最常見(jiàn)的一種橋型，基于工期和質(zhì)量的考慮，上部結(jié)構(gòu)主梁通常都用預(yù)制裝配的方法施工。裝配式施工過(guò)程主要包括三個(gè)階段：預(yù)制構(gòu)件制作、預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸與堆放、預(yù)制構(gòu)件安裝與連接［1］；這三個(gè)階段均會(huì)涉及到起重機(jī)械的吊裝。主梁自重大，吊裝危險(xiǎn)性高，為保證吊裝安全、產(chǎn)品質(zhì)量，必須進(jìn)行吊裝驗(yàn)算［2］。本文結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)預(yù)制板梁進(jìn)行吊裝設(shè)計(jì)和吊具選用的驗(yàn)算分析，驗(yàn)證了吊裝專項(xiàng)施工方案的可行性。

1 工程概況

上海市青浦區(qū)蟠和路(崧澤大道—蟠中路)道路新建工程跨越北蟠龍港，設(shè)置一座(10+16+10)m三跨簡(jiǎn)支空心板梁橋，橋?qū)?4 m。其中16 m中跨22片，16 m邊跨2片，10 m中跨44片，10 m邊跨4片；總共72片空心板采用預(yù)制場(chǎng)集中預(yù)制，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)采用汽車(chē)吊安裝，其中最重的中跨邊板19.3 t。

2 吊裝設(shè)計(jì)

空心板梁架設(shè)工藝見(jiàn)圖1。

圖1 空心板梁架設(shè)工藝流程

2.1 施工準(zhǔn)備

在吊裝作業(yè)前做好支座位置找平，并用全站儀精確放出臺(tái)帽及蓋梁頂面上每孔梁的縱向中心線、支座的中心線、梁端位置橫線；在梁端位置橫向定出各片梁底部邊緣點(diǎn)；在每片梁的兩端標(biāo)出梁的豎向中線；控制永久支座的標(biāo)，準(zhǔn)備好控制伸縮縫的木板，及墊平板梁的鐵片。空心板梁混凝土及封端混凝土養(yǎng)護(hù)期、墩臺(tái)和蓋梁混凝土強(qiáng)度、標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，且驗(yàn)收合格。確定梁板運(yùn)輸?shù)男旭偮肪€，對(duì)場(chǎng)內(nèi)施工便道進(jìn)行維修、加固處理，確保梁體運(yùn)輸過(guò)程中的安全及質(zhì)量。

2.2 板梁運(yùn)輸

板梁預(yù)制廠采用龍門(mén)吊將梁板進(jìn)行裝車(chē)。首先將運(yùn)梁平板車(chē)開(kāi)到指定的裝車(chē)位置，然后用龍門(mén)吊將存梁區(qū)已經(jīng)編號(hào)的待架設(shè)梁板吊起，徐徐放到平板車(chē)上。在調(diào)放過(guò)程中，主要對(duì)梁體進(jìn)行保護(hù)，小心輕放的原則。在運(yùn)輸過(guò)程中用捯鏈把空心板與平板車(chē)綁扎牢固，運(yùn)輸平板車(chē)盡量靠道路右側(cè)行駛，且前后安排車(chē)輛專人進(jìn)行交通引導(dǎo)以及梁板運(yùn)輸過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，若因道路顛簸造成梁板有松動(dòng)的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停車(chē)進(jìn)行處理。

2.3 板梁安裝

運(yùn)梁平板車(chē)運(yùn)梁至工作位置，用鋼絲繩連接梁板梁端預(yù)留的吊環(huán)，檢查卡環(huán)是否安裝準(zhǔn)確，吊索是否拉緊，吊機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，且待預(yù)制梁平穩(wěn)后才繼續(xù)起吊。梁板吊裝前應(yīng)進(jìn)行試吊，試吊以空心板梁稍微抬起為原則。試吊完成后，將空心板梁放位置原位，再次對(duì)鋼絲繩、起吊設(shè)備等進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)誤后方可正式吊裝。邊跨吊裝時(shí)，汽車(chē)吊立于橋臺(tái)路基上，吊裝順序如圖2所示；中跨吊裝時(shí)，汽車(chē)吊移位立于邊跨上，吊裝順序如圖3所示。

2.4 吊車(chē)選擇

以中跨16 m先張空心板梁邊板為驗(yàn)算對(duì)象，最重邊板19.3 t，最長(zhǎng)作業(yè)半徑13.4 m，汽車(chē)吊單機(jī)四點(diǎn)提升安裝，要求鋼絲繩與梁板夾角不小于60°(圖4)。根據(jù)以上參數(shù)選擇130 t汽車(chē)吊可滿足要求［3］。

圖2 邊跨梁板吊裝示意圖(作業(yè)半徑11.2m)

圖3 中跨跨梁板吊裝示意圖(作業(yè)半徑13.4m)

圖4 130t汽車(chē)吊單機(jī)吊裝

3 吊裝驗(yàn)算

由于板梁水平吊裝時(shí)的姿態(tài)與受力和板梁安裝后的最終姿態(tài)與受力是一致的，而梁體和預(yù)埋吊環(huán)的最不利工況是在預(yù)制場(chǎng)脫模起吊時(shí)(因模板的吸附力造成板梁受力最大［4］)，并非吊裝時(shí)，所以不需要再對(duì)板梁吊裝時(shí)單獨(dú)驗(yàn)算。故現(xiàn)場(chǎng)起吊安裝時(shí)只需對(duì)吊裝最重的中跨邊板時(shí)的吊具和吊車(chē)支點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算即可。

3.1 吊索內(nèi)力計(jì)算

梁體每端為兩個(gè)吊環(huán)，4根鋼絲繩連接梁端4個(gè)吊環(huán)，另一端通過(guò)卡環(huán)匯總連接到兩根鋼絲繩上，故以兩根鋼絲繩進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。

式中：N為每根鋼絲繩索具的拉力；G為梁板質(zhì)量，G=193kN；n為吊索根數(shù)，n=2；α為吊索鋼絲繩與板梁水平夾角， α=60°；K1為吊裝時(shí)動(dòng)載系數(shù)，取1.5［5］。

3.2 鋼絲繩直徑選擇

擬選用6×37鋼絲繩φ47.5 mm，鋼絲繩總面積843.47 mm2，公稱抗拉強(qiáng)度 1 700 N/mm2［6］，破斷拉力總和 ∑Si=843.47×1700=1434kN。

式中：P為鋼絲繩的容許拉力(kN)；∑Si為鋼絲繩規(guī)格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和(kN)；Ψ為鋼絲捻制不均折減系數(shù)，對(duì)6×37繩，Ψ=0.82［6］；K2為吊索鋼絲繩的安全系數(shù)，取 6［5］。

∵N=167kN＜P=196kN

∴選用6×37鋼絲繩φ47.5 mm，滿足要求。

3.3 卡環(huán)的選擇計(jì)算

吊裝質(zhì)量最大支撐時(shí)拉力N=167kN，卡環(huán)的允許荷載［FK］=40d2［7］， 擬選用17.5 型卡環(huán)，查《路橋計(jì)算手冊(cè)》15-15表得知d=66mm。

［FK］=40×662=174kN＞167kN滿足要求。

因此，采用汽車(chē)吊時(shí)選用17.5型卡環(huán)。

3.4 地基承載力驗(yàn)算

汽車(chē)吊工作時(shí)最不利的情況是3點(diǎn)著地，即：

單個(gè)支腿最大支承力F=(G+Q)/3=397.3kN。

式中：G為汽車(chē)吊自重，取130 t吊車(chē)驗(yàn)算，自重為54.9 t，最大配重45 t；Q為汽車(chē)吊最大荷重，為19.3 t。

汽車(chē)吊對(duì)路基的最大應(yīng)力應(yīng)為：

式中：S為支腿著點(diǎn)面積，按鋼板箱1.5 m×1.5 m計(jì)算。

因此，130 t汽車(chē)吊起吊最重的19.3 t邊板工作時(shí)地基承載力的要求為不小于176 kPa。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)建質(zhì)(2018)31號(hào)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》中的規(guī)定：采用起重機(jī)械進(jìn)行安裝的工程屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，需進(jìn)行專項(xiàng)施工方案編制和計(jì)算。吊裝工程的難點(diǎn)、重點(diǎn)在于如何保證吊裝過(guò)程中構(gòu)件和吊機(jī)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。本文結(jié)合北蟠龍港橋?qū)嵗ㄟ^(guò)上述吊具和吊車(chē)支點(diǎn)的計(jì)算，確保了吊機(jī)在吊裝過(guò)程中的安全；通過(guò)上述板梁最不利工況的分析，得出板梁在吊裝過(guò)程中是安全的，且不需要再對(duì)板梁吊裝時(shí)單獨(dú)驗(yàn)算的結(jié)論，避免了對(duì)板梁在吊裝過(guò)程中的盲目驗(yàn)算，減輕了編制板梁吊裝專項(xiàng)施工方案的工作量。