浅析新疆火焰山大桥预应力混凝土T型梁的吊装方法
1工程概况
连霍国道主干线起于江苏连云港,止于新疆霍尔果斯,是我国最长的国道主干线。K3949+195火焰山大桥在鄯善至吐鲁番公路上,是连霍国道主干线新疆境内的一段,K3949+195火焰山大桥时跨越火焰山沟谷,上部结构采用8-30cm预应力混凝土T梁;下部结构采用Y型墩,桩基础;肋板式桥台,桩基础。该桥设计为先简支后连续,采用双幅分离式结构,桥面总宽28m,单幅宽13.5m,主体结构T梁112片,每片重约67吨,T型梁采用后张法预应力混凝土预制施工,上桥面后再次张拉连接成前3跨与后5跨连续整体结构。由于预应力混凝土预制T梁单件,重量大,数量多,其吊装工作成为该桥梁的关键性工作。根据地形和施工前多方案比较,决定第一、二跨采用100吨吊车协助架桥机安装;后面六跨采用龙门架移T梁到第二跨右侧的钢管桩门架上,再用滑动平车配合架桥机安装。国内目前尚无完整的架桥机操作规程,其操作还需在实践中继续探讨并逐步累积经验来完善。
2预制场布置
预制场设置在大桥1#-3#桥墩右侧的一片空地上,预制场地标高比桥面标高低12m,T形梁预制台座平行于桥纵轴线,设置30m长的T梁台座12条,预制台座前方约30m是T梁的临时存储区,后面30m是钢筋加工区,受地形限制,场地较小。平行于台座方向设置大小龙门架2台,其中35m双轨道大龙门负责所有台座上T梁的起吊,横移及预制过程中的大件吊装。35m单轨道小龙门日常预制中的施工生产。
3T形梁的吊装安排
预制场内吊起梁、移运梁采用双轨道龙门架,桥面上移T梁采用双轨道运梁小平车,T梁安装采用架桥机。该桥使用跨度40m的架桥机一台。
T梁的吊装程序:钢丝绳兜底→双轨道龙门架起吊→龙门架运梁至钢管架平台→运梁小平车将梁运至架桥机位→架桥机吞梁并横移至安装梁位→架桥机微调并对位落梁。
4架桥机拼装
拼装前先用型钢或贝雷片搭设马架,由吊车或龙门架将各支腿和两片柱桁架吊到马架上组拼或焊接。各部件组装并接好电气线路,在马架下安装轨道,在支腿处用千斤顶将架桥机顶起,再把马架抽出,抽出后千斤顶回油,将架桥机四个支腿平稳落于已安装好的轨道上,然后根据桥面纵坡不得大于0.5%。最后采用吊车或简单扒杆将副驾安置在架桥机主桁架上。对架桥机各部件进行试运转后,将架桥机运至待安装梁的位置。
5架桥机纵横移动
铺设好纵向轨道,架桥机横移至轨道上方,分别将后支腿与前支腿顶离轨道,轮箱转向并骑位于轨道上方,拆除前后腿横向钢轨,四支腿平稳落于纵向轨道上,同时将副架移至后支腿处做配重,一般配重结合运梁平车和T形梁一起加荷配重必须经过严格验算后才能操作。并收起前支腿,将下一跨盖梁上的横向轨道铺好,各工作就绪,安全检查后,整机纵向前移。飘架(即纵向移动过跨)到位时落下前支腿,并铺好横向钢轨,各支腿轮箱转向落在横向钢轨上,全面试运行安全检查后,即具备横向移动架桥机的能力。
6梁的安装移运及架梁工艺流程
安装前,自行式运梁小平车将T梁运至架桥机后跨内,将副架移到T梁吊点处,安装吊具进行起吊,吊离运梁小平车面约5-10cm宜暂停起吊,检查其安全性,对各受力部位进行观察确认没有问题时才能继续起吊。梁在起落过程中应保持横向倾斜不超过2%;两端纵向高差不超过30cm;两幅架同步起吊后,宜先整机横移到待安装中轴线位置,梁体在纵向吞梁到前跨位置,然后落梁到盖梁顶约10cm时,保持T梁的稳定,微横移到待安装的划线精确位置,宜先落稳一端,同时注意支座位置偏差,梁倾斜度,支座密贴。就位后应临时支撑稳固,将梁横隔板上钢筋与安装好的T梁横隔板钢筋焊接,保证T梁安全平稳,这样依次安装下一片梁,整垮梁全部安装完后,可将架桥机纵向飘架,进行下一跨架设,如此循环直到完成。每跨梁的架设一般先准确安装一片中梁,再安装其他梁,每跨第一片中梁安装准确时,应做可靠的临时支撑,待其相接的下片梁安装就位后,再将两片横隔板上钢筋互相焊接。
7主要安全技术措施
对于龙门架呵运梁小平车,一般采用定型产品,使用时应按其额定荷载负重,并严格遵守其操作规程,确保安全。针对该桥梁工程的特点,重点采取了以下安全措施:
(1)架桥机的强度与钢度验算。架桥机在使用前,在根据工程特点和尺寸验算其强度与钢度,对主桁架接点,支腿滚轮及轨道等薄弱环节,采取加强措施。在大风季节,使用架桥机时应验算其荷载横向倾覆稳定性。(2)架桥机各个支腿应有同步横移控制器。架桥机横移过程中,前后支腿应同步进行。其中各种电器应灵敏可靠,同时启动,同时制动。(3)桥面轨道坡度调平。该桥梁拱8跨,其中8#台的桥面标高最大,顺桥纵向设计有0.935%的纵向坡度。因而架桥机跨墩纵向飘架时,其轨道宜采用枕木调平。桥面设计有横向坡度,双幅桥面都以桥中轴线为高点,并以1.5%的坡度向两侧倾斜,因而宜采用槽钢、钢板和枕木等把架桥机的横移轨道调平。同时把运梁小平车两轨道的标高调整一致。(4)运梁速度控制与抗滑措施。龙门架运梁小平车和架桥机荷载移运梁时,其速度控制在0.1-0.2m/s,即6-12m/min之间。各种轨道的端部应设置可靠有效的止滑挡块或挡板,要经常性检查。(5)架桥机对桥面梁体,盖梁顶的压力验算。由于架桥机有四个支腿,在吊梁移运(吞梁)过程中,最不利工况时梁体位于架桥机主桁边缘,此时后腿与前腿属于不均衡受力,一般后腿承受的压力最大,可按一次超静定梁计算后腿的压力,其应不大于桥面最大设计荷载。(6)管桩门架的抗倾覆验算。应该严格验算起抗倾覆安全性,安全系数K=gl/ah,K应大于2.0,才能确保安全。
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