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        橋面吊機(jī)在斜拉橋中的施工與應(yīng)用

        2019-04-25 12:29:08
        關(guān)鍵詞:梁段吊機(jī)鋼箱梁

        張 星

        中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司 陜西 咸陽 712000

        引言

        一些大橋的主橋應(yīng)用了雙塔平行雙索面,上部結(jié)構(gòu)為鋼混疊合梁,對這類橋梁進(jìn)行施工時應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁承載情況使用橋面吊機(jī)。施工前需要對橋面吊機(jī)進(jìn)行載荷設(shè)計,提高載荷設(shè)計值,在編制《跨南水北調(diào)橋鋼箱梁架設(shè)專項施工方案》的同時結(jié)合現(xiàn)場實際情況明確鋼箱梁架設(shè)方案,確保各項施工步驟順利開展。

        1 工程概況

        西四環(huán)(大河路-南四環(huán))位于鄭州市西部,全長21.6km。規(guī)劃四環(huán)紅線寬80m,兩側(cè)各控制50m綠化帶,標(biāo)準(zhǔn)段總控制寬度為180m。本項目是鄭州市四環(huán)線及大河路快速化工程-西四環(huán)段第一標(biāo)段,起止樁號(K72+320-K73+996,K74+096-K78+375)。南起西四環(huán)光明路口向南300m,北至西四環(huán)晨星路口向北160m,全長5.95km。整個路段中有一座獨(dú)塔雙索面斜拉橋,橋梁總長300m,寬49.16m,主梁為鋼箱梁,橋塔為混凝土結(jié)構(gòu),塔高88.485m,中心線位置梁高3.5m。該獨(dú)塔雙索面斜拉橋位于西四環(huán)的正上方,上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

        2 施工總體方案

        上跨南水北調(diào)原有橋梁跨徑108m,采用懸拼橋面吊裝鋼箱梁共計11個節(jié)段(S3-S13),總長127.8m、總重3730t,鋼箱梁提前在西側(cè)加工場地內(nèi)加工成形;待主塔施工至拉索區(qū),第一根索具備掛索張拉條件后,利用4組可調(diào)節(jié)運(yùn)梁車橫移至主線對應(yīng)線性內(nèi),然后沿橋梁縱向移至指定位置,通過2臺185t橋面吊機(jī)垂直提升,精調(diào),臨時固定,環(huán)向焊接,掛索初步張拉。梁段安裝是橋梁橋面安裝的首要步驟。S3梁段長12m,重332.7t,將橋面吊機(jī)移到吊裝位置,應(yīng)用專門的吊具將梁段吊裝到位,栓焊后張拉斜拉索,將吊機(jī)前移。除了S3梁段,還有S4-S12標(biāo)準(zhǔn)梁段需要安裝,長度和S3梁段相同,也需要應(yīng)用橋面吊機(jī)完成吊裝與栓焊。S13梁段安裝需要將梁段在原位提前安裝完成,等S12梁段的斜拉索張拉后,前移橋面吊機(jī),再經(jīng)過48小時的測量,找出最佳合攏時間和長度,合攏焊接后,將臨時固結(jié)結(jié)構(gòu)拆除即可。圖1 為工程平面布置圖。

        圖1 工程平面布置圖

        在鋼箱梁制造及運(yùn)輸環(huán)節(jié),應(yīng)按照主梁假設(shè)施工方案需求,結(jié)合鋼梁結(jié)構(gòu)特點,考慮鋼箱梁制作和運(yùn)輸?shù)确矫娴挠绊懸蛩兀茖W(xué)編制制造方案和運(yùn)輸方案。具體如下:(1)橋梁南側(cè)鋼箱梁單元板提前在武漢雙柳基地加工成型,采用汽車運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒉牧线\(yùn)輸?shù)焦?jié)段胎架總成場地準(zhǔn)備節(jié)段拼裝。應(yīng)用液壓自平衡運(yùn)輸車將節(jié)段運(yùn)輸?shù)狡瘘c位置。與南側(cè)鋼箱梁相比,北側(cè)鋼箱梁的單元板加工后直接以陸地運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場準(zhǔn)備節(jié)段拼裝。(2)鋼箱梁運(yùn)輸路線主要包含兩部分。一部分為單元件從加工基地運(yùn)輸?shù)焦?jié)段總成場地;另一部分為將成型的階段從胎架總成場地運(yùn)輸?shù)狡瘘c位置。(3)按照工程施工進(jìn)度與種類進(jìn)行鋼箱梁材料的包裝,需等待材料涂層干燥后再安裝。裝車后應(yīng)在材料下部放置枕木和墊木,墊木放在結(jié)構(gòu)交叉位置,單元件最多可疊放4層,防止其在運(yùn)輸時受到損壞而變形。

        3 橋面吊機(jī)在斜拉橋中的施工方法與步驟

        3.1 塔梁臨時固定施工

        采用懸臂拼裝施工方法對該半漂浮體系下的斜拉橋進(jìn)行塔梁臨時固定施工。建模計算后發(fā)現(xiàn)鋼箱梁可能擁有縱向水平推力,拉索鋼箱梁時應(yīng)在第一根斜拉索前對主梁結(jié)構(gòu)與索塔做臨時固定,這樣做可以為塔梁做臨時約束。應(yīng)用橫向抗風(fēng)制作進(jìn)行塔梁臨時固結(jié)的橫向設(shè)計,以此滿足塔梁臨時固結(jié)狀態(tài);應(yīng)用阻尼器與主塔下橫梁相結(jié)合的方式對塔梁進(jìn)行縱向設(shè)計,為塔梁固結(jié)設(shè)置限位鋼擋塊。等到整個橋梁建成后再拆除臨時塔梁固結(jié)結(jié)構(gòu),拆除后續(xù)安裝阻尼器。

        3.2 橋面吊機(jī)安裝

        對于橋面吊機(jī)的安裝施工,施工技術(shù)要點如下:(1)橋面吊機(jī)組拼與安裝。在工廠內(nèi)預(yù)拼裝,在施工現(xiàn)場正式安裝,橋面吊機(jī)預(yù)拼裝后續(xù)在工廠內(nèi)重新涂裝桿件,按照桿件編號將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。

        (2)橋面吊機(jī)行走。在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動作用下,起重機(jī)整機(jī)走行為步履式走行,運(yùn)行速度為每分鐘0.5m,通過油缸頂推換步達(dá)到自動走行的效果。底盤下部設(shè)置兩條縱向軌道,使橋面吊機(jī)兩側(cè)走行能夠同步進(jìn)行。準(zhǔn)備走行時,將天車移動到距離立柱的7.5m處,對后錨固與抗風(fēng)裝置予以解除,同步頂升前、后頂升油缸將吊機(jī)頂起50mm,將前機(jī)械頂支承在橋面上,讓軌道梁懸空。應(yīng)用液壓油缸將軌道梁前推5m左右的距離,這時軌道可以在滑靴下懸掛,和鋼箱梁不產(chǎn)生接觸,軌道表面也不產(chǎn)生荷載。將前支座機(jī)械頂支撐解除,使前后頂升油缸同步落頂,在頂推油缸的作用下,將架梁起重機(jī)的主機(jī)架頂向前推進(jìn)5m左右。重復(fù)以上操作使起重機(jī)向前走行,將主機(jī)架移至預(yù)設(shè)位置,頂起主機(jī)架,安裝機(jī)械頂,使頂升油缸收縮,機(jī)械頂承力后安裝錨固系統(tǒng)。完成以上步驟后,將吊具調(diào)整到下一處梁段的吊裝位置,重復(fù)上一梁段的吊裝作業(yè)。

        (3)吊裝作業(yè)完成后需要對橋面吊機(jī)進(jìn)行一次試吊,查看吊機(jī)技術(shù)性能,對其進(jìn)行荷載試驗。試驗前應(yīng)做好相關(guān)準(zhǔn)備工作,保證金屬構(gòu)件的安裝與拼裝正確,符合圖紙設(shè)計要求,檢查金屬構(gòu)件連接是否牢固,保障焊接質(zhì)量,擰緊螺栓。要求滑動機(jī)構(gòu)不能有卡滯情況,對制動器松緊度進(jìn)行調(diào)整,檢查鋼絲繩死頭的固定情況,鋼絲繩應(yīng)在卷揚(yáng)機(jī)和滑輪中正確穿繞。查看潤滑系統(tǒng)是否暢通,在潤滑點處添加潤滑油。

        3.3 鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段安裝

        鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)階段的長和寬分別為12m和49.16m,應(yīng)用橋面吊機(jī)為10個標(biāo)準(zhǔn)梁段與1個邊跨合攏梁段進(jìn)行吊裝。

        在安裝鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段時,需等待橋面吊機(jī)安裝并調(diào)試完成后,對標(biāo)準(zhǔn)梁段進(jìn)行懸拼施工。根據(jù)運(yùn)輸環(huán)境,對橋梁承載能力展開分析,運(yùn)梁車運(yùn)輸?shù)缆房v坡最大為2%,要求運(yùn)輸前對運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行換填磚渣硬化鋼筋網(wǎng)混凝土承載力不小于500KPa,再對截水溝與防護(hù)網(wǎng)予以保護(hù),應(yīng)用長度為80m、寬度為4m、高度為4.5m的扶壁式垂直C35混凝土擋土墻防護(hù)。拆除既有防護(hù)網(wǎng),安裝16a槽鋼,槽鋼間用鋼筋連接成骨架,在上方鋪設(shè)花紋鋼板,使橋梁處于封閉狀態(tài)。架梁起重機(jī)支撐點以鋼梁吊點為中心線對稱布置,前支點間距0.6m+3m+0.6m,走行系統(tǒng)間距5.4m,起頂裝置間距6.6m。將橋面吊機(jī)的吊具和鋼箱梁連接起來,吊具通過鋼絲繩、輪組、銷軸與鋼箱梁設(shè)計吊耳銷接,調(diào)整鋼梁重心。連接鋼箱梁上的臨時吊點與吊具上的吊耳,做好起吊準(zhǔn)備工作。起鉤時應(yīng)保持平穩(wěn)勻速,起吊接近橋面時應(yīng)減速,讓吊點中心與其重心重合,保持鋼箱梁為水平狀態(tài)。用變幅機(jī)構(gòu)中縱向調(diào)位油缸推動提升到位箱梁節(jié)段至已安裝箱梁節(jié)段邊緣50mm內(nèi),用單臺橋面吊機(jī)升、降調(diào)整箱梁節(jié)段與已安裝箱梁節(jié)段橫向相匹配。

        4 總結(jié)

        總而言之,本文以某斜拉橋作為工程案例,在了解橋面吊機(jī)結(jié)構(gòu)受力情況的前提下,監(jiān)測橋面吊機(jī)內(nèi)力和主梁姿態(tài),做好施工前的所有準(zhǔn)備工作,將預(yù)制好的鋼箱梁運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。按照施工總體方案進(jìn)行塔梁臨時固定施工、橋面吊機(jī)安裝以及鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段安裝,完成斜拉橋橋面吊機(jī)的拼裝施工,使各個箱梁階段能夠相互匹配。

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