趙墅茵
(濟南軌道交通集團有限公司,山東 濟南250000)
新建濟南至萊蕪高速鐵路工程(不含先期開工段)JLZQTJ -4 標起訖里程為:DK55+655~DK71+583.55,線路長度15.929 公里,管段內共計架梁162 孔任務(其中32m 雙線簡支箱梁114 孔,24m 雙線簡支箱梁22 孔,32m 單線簡支箱梁24 孔,24m 單線簡支箱梁2 孔)。本標段梁場為萊蕪制梁場,中心里程DK62+150,根據施工需要,設置1 臺HJ900 架橋機用于標段內雙線箱梁的架設。
900t 架橋機作為大型特種設備,拼裝風險極大,涉及多吊車協同作業(yè),吊車選型及拼裝場地地基承載力尤為重要。
HJ900 架橋機主要結構形式為采用雙導梁簡支架設、采用一跨式下導梁移位過孔,整個設備主要由前后2 臺吊梁行車、箱梁主梁2 根及橫聯、前支腿1 套、后支腿1 套、后支腿臺車及頂升裝置、輔助支腿、懸臂梁、下導梁、下導梁天車、軌道、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)組成,主要部件技術參數見附表1。
表1 HJ900 架橋機主要部位技術參數
經查使用2 臺220t 汽車吊和2 臺260t 汽車吊抬吊性能能夠滿足主梁安裝工程。根據主梁圖紙及重量表計算主梁組裝完成后重心位置位于圖示位置,主梁組裝完成總重量為340t(包括主梁、護欄、平臺等),根據圖1 中220t 和260t 汽車吊點位置布置方式,220t 汽車吊吊點位置距離前端橫梁8 米,兩臺260t 汽車吊吊點位置距離后端橫梁1 米,均采用大兜的方式,兩臺220t汽車吊合計吊裝重量為160t,兩臺260t 汽車吊吊裝重量為180t。
圖1 220t 和260t 汽車吊點位置布置方式
多臺汽車吊抬吊時計算公式:
Qj=Q*k1*k2(動載系數K1=1.1,不平衡系數K2 取1.1,Q 為單臺承擔荷載)。使用2 臺220t 汽車吊以及2 臺260t 汽車吊按裝HJ900 架橋機主梁工況檢算:
HJ900 架橋機主梁安裝吊裝高度8m,220t 汽車吊出桿22.6m,作業(yè)半徑不大于5m,允許最大吊重105t。汽車吊工作安全系數:105×2/1.1/1.1=173.5t>160t,滿足要求。
260t 汽車吊出桿27m,工作半徑不大于6m,允許最大吊重120t。汽車吊工作安全系數:120×2/1.1/1.1=198t>180t,滿足要求。
經查使用1 臺220t 汽車吊性能能夠滿足起重小車吊裝工作(性能參數見220t 汽車吊性能參數表)。
使用1 臺220t 汽車吊安裝HJ900 型架橋機起重小車工況檢算:
HJ900 型架橋機起重小車安裝吊裝高度13m,起重小車總重約38.1t×1.1(不穩(wěn)定系數)=41.91t。
220t 汽車吊臂長22.6m,作業(yè)半徑不大于11m,允許最大吊重58t>41.91t,滿足要求。
2.3.1 HJ900 架橋機主梁拼裝時T3 為最重部件,單件重量為23T,計劃使用1 臺75t 汽車吊安裝,工況檢算:
HJ900 型架橋機T3 主梁吊裝高度1m,最大構件重約23t×1.1(不穩(wěn)定系數)=25.3t。
75t 汽車吊臂長12m,作業(yè)半徑不大于6m,允許最大吊重43.5t>25.3t,滿足要求。
2.3.2 HJ900 型架橋機后支腿最重部件為下部結構,單件重量為19T,計劃使用1 臺75t 汽車吊安裝,工況檢算:
HJ900 型架橋機后支腿下部結構吊裝高度1m,最大構件重約19t×1.1(不穩(wěn)定系數)=20.9t。
75t 汽車吊臂長12m,作業(yè)半徑不大于6m,允許最大吊重43.5t>20.9t,滿足要求。
2.3.3 HJ900 型架橋機前支腿中間結構組裝完成后進行吊裝,重量為20T,計劃使用1 臺75t 汽車吊安裝,工況檢算:
HJ900 型架橋機后支腿下部結構吊裝高度1m,最大構件重約20t×1.1(不穩(wěn)定系數)=22t。
75t 汽車吊臂長18m,作業(yè)半徑不大于7m,允許最大吊重28t>22t,滿足要求。
2.3.4 J900 型架橋機導梁最重部件為T1 段,單件重量為23T,計劃使用1 臺75t 汽車吊安裝,工況檢算:
HJ900 型架橋機導梁結構吊裝高度1m,最大構件重約23t×1.1(不穩(wěn)定系數)=25.3t。
75t 汽車吊臂長12m,作業(yè)半徑不大于6m,允許最大吊重43.5t>25.3t,滿足要求。
260T 汽車吊自重90t, 最大配重80t;吊車支腿下墊鋼板為2.5m×2.5m×0.02m。由于260T 汽車吊吊裝過程中承擔大部分主梁重量,吊裝重量按90t 計算。
4 臺汽車吊吊梁過程勻速水平,承載力計算考慮260T 吊車吊裝過程中,吊裝主梁、配重與吊車兩個支腿成一條直線時為吊車最不利受力狀態(tài)(如圖2 所示),故進行承載力計算時,根據吊車受力平面圖進行計算。
圖2 吊裝最不利受力狀態(tài)平面圖
根據圖示可知,吊車自重G1=90t,力臂L1=1.367m,起吊物(主梁+鋼絲繩)G2=90t,力臂L2=21.2m,吊車配重G3=80t,力臂L3=4.181m。
根據受力狀態(tài)圖可列方程為:
G1×1.367×9.8+G3×4.181×9.8=G2×21.2×9.8-N1×5.946
將數據代入以上公式,可得N1=2390.6KN
故支點處應力為:2390.6/2.5/2.5=382.5Kpa
即現場碾壓夯實后的地基承載力必須大于等于0.4Mpa。
本工程HL900 架橋機按照以上檢算數據結果進行了拼裝吊裝設備的選型和拼裝場地的地基處理,地基承載力達到了架橋機安裝的要求,架橋機機各主要部件平穩(wěn)就位,安全順利的完成了整個架橋機的拼裝,架橋機按照節(jié)點目標順利投入使用,完成了標段內首孔箱梁的架設。