人字扒桿雙釣魚法在互通立交橋架梁的應(yīng)用
2012-07-30 來源：作者：何艷春 來源：中國鳴網(wǎng)
引言
目前在國內(nèi)高速公路橋梁上采用架橋機(jī)架梁較為普遍。但在互通立交中往往由于橋梁上下交錯，架橋機(jī)來回拆裝較為繁瑣。加之互通內(nèi)改線橋施工場地受制等因素，因而使得采用架橋機(jī)架梁非常困難，此時具有拆裝便捷操作更為靈活的人字扒桿雙釣魚法顯得更為適用。
1、工程概況
某高速公路全長16.218公里，設(shè)計(jì)為雙向四車道。合同段內(nèi)互通立交一座，與國道205線連接，主要為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)上下高速公路而設(shè)?；ネㄖ骶€范圍K135+010～K136+110，交叉樁號K135+612.191，長1100m?；ネㄊ搅⒔还苍O(shè)匝道5條?；ネ蛄汗?座，分別為主線1號橋、主線2號橋、C匝道橋、D匝道橋、205國道改線橋及村道改線橋。
其中國道改線橋依次下穿主線1號橋與D匝道橋，起始樁號為K0+283.5~K0+471，橋長187.5米。橋型布置為5×20+4×20米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，每片梁重45T。橋梁位于R=260米的圓曲線、緩和曲線和直線內(nèi)。設(shè)計(jì)縱向坡度為3%。根據(jù)現(xiàn)場施工特點(diǎn)，架梁從該橋9#臺方向開始，但由于9#臺緊臨現(xiàn)有205國道，無架橋機(jī)拼裝場地，且考慮到該橋不在架梁主線上，采用架橋機(jī)架梁無法實(shí)施，確定采用人字扒桿雙釣魚法進(jìn)行架梁。
2、方案概述
雙釣魚法即在待架橋跨的二側(cè)橋墩蓋梁上均設(shè)立人字形鋼扒桿（鋼扒桿由纜風(fēng)繩固定），每副人字扒桿下設(shè)一動滑輪吊鉤。待運(yùn)梁設(shè)備將梁片運(yùn)至架梁現(xiàn)場，通過這兩組扒桿吊鉤來實(shí)現(xiàn)移梁、架梁，因而形象地稱為雙釣魚法。
人字扒桿雙釣魚法主要施工工藝如下：梁場起吊→炮車運(yùn)梁→運(yùn)梁至人字扒桿下→掛鉤移梁→雙釣魚吊梁過跨→橫向移梁→落梁就位→梁片臨時支撐。
2.1炮車運(yùn)梁
梁片采用自制炮車運(yùn)輸，炮車采用汽車驅(qū)動。炮車高1.2m，每臺炮車容許承載50t，在梁的兩端（支座附近）各設(shè)一臺。在梁場內(nèi)移梁采用大型龍門吊吊梁，待T梁砼達(dá)到吊裝強(qiáng)度后，用鋼絲繩捆綁T梁兩端（鋼絲繩安全系數(shù)采用2.0），吊點(diǎn)按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求在T梁預(yù)制時預(yù)留，從梁場縱向吊運(yùn)至運(yùn)梁通道，直接落到50t運(yùn)梁炮車上，經(jīng)運(yùn)梁通道縱將預(yù)制梁運(yùn)送到人字拔桿底。
在運(yùn)梁過程中梁片與炮車通過墊木相互接觸由牽引驅(qū)動產(chǎn)生摩擦阻力，梁體通過木撐與葫蘆對拉與炮車之間不會發(fā)生任何的滑移。以下計(jì)算運(yùn)輸過程中炮車的滑動情況。
梁片、墊木與炮車間相互摩阻系數(shù)為：
T梁與墊木間的滑動摩阻系數(shù)：u1=0.6
墊木與炮車間的滑動摩阻系數(shù)：u2=0.4
炮車車輪軸套間的滾動摩阻系數(shù)：u3=0.05
由此可知，梁片與墊木間、墊木與炮車間的滑動摩阻系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于炮車車輪軸套間的滾動摩阻系數(shù)。混凝土梁與墊木，墊木與鋼平車間要產(chǎn)生相對滑移，其水平力最少要大于摩阻力=45×0.4=18t，而鋼平車的牽引力僅為45×0.05=2.25t小于以上滑動摩阻力18t，故在牽引中不會在墊木與平車間發(fā)生任何滑移，因此兩平車間不需任何連接。
2.2雙鉤釣魚移梁過跨
梁片縱向前進(jìn)采用雙人字鋼扒桿移梁，每根扒桿由斷面為4×∠80×80×10mm角鋼組成的格構(gòu)式鋼構(gòu)件，扒桿高18m，二根鋼扒桿組成人字形為一副。架梁時，將兩組扒桿分別立于所架梁跨的二側(cè)墩頂，扒桿腳分別位于梁支座墊石上。
2.2.1雙鉤釣魚法架梁
?、賂梁運(yùn)至人字扒桿下后，掛好主扒桿、副扒桿吊繩，主副吊繩用8噸卸扣鎖在一起，用角鋼進(jìn)行梁腹板邊角保護(hù)，防止吊裝時對梁腹板邊角產(chǎn)生損壞。同時檢查鋼絲繩之間的關(guān)系，防止其互相搭壓、交錯在一起，待檢查完畢后收緊主扒桿吊繩，進(jìn)行起吊作業(yè)。待主副吊鉤完全受力后用卷揚(yáng)機(jī)將前端運(yùn)梁炮車?yán)?。此時梁片由人字扒桿下的主副吊鉤與后端炮車兩點(diǎn)受力。
?、谑站o副扒桿吊繩，逐漸緩慢地放主扒桿吊繩，使梁體略低頭前移到位，但不要碰到結(jié)構(gòu)物。
?、跿梁懸吊到位后，楔住后端運(yùn)梁炮車，收緊后保護(hù)鋼絲繩，確保此時受力由人字扒桿下的副吊鉤與后端炮車兩點(diǎn)受力后，放松主扒桿吊繩，拆鉤，回鉤至主扒桿下。
?、馨阎靼菞U吊繩移至梁尾端，起吊主扒桿吊繩，撤走后運(yùn)梁平車，緩放主扒桿吊繩，緩放后保護(hù)繩配合副扒桿吊繩使梁體就位。此過程梁片受力由人字扒桿下的副吊鉤與主吊鉤兩點(diǎn)受力。
2.2.2受力計(jì)算與穩(wěn)定性分析
在上述移梁過程中前后兩組扒桿隨著梁片位置的變化，受力也隨之變化。但梁體始終保持平衡水平前進(jìn)。以下對移梁過程受力與穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。
2.2.2.1架梁時的受力計(jì)算
由于起重機(jī)械在工作中可能出現(xiàn)突然停車等現(xiàn)象，將對起重設(shè)備產(chǎn)生動力影響，為此計(jì)算時須考慮其產(chǎn)生的影響。查相關(guān)手冊得其動力系數(shù)φ=1.3。在吊裝過程中，梁片吊裝至跨中時為受力最大情況。
由上可求得：G’=φG/2=1.3×450/2=292.5kN
T1=163kN，T2=177kN，T1’=87kN，T2’=103kN，T1max=292.5kN
架梁時，人字扒桿立于橋墩蓋梁上。經(jīng)計(jì)算，每根18m高的鋼扒桿承載力為73t，一副扒桿能承載能力為146t，由于一副扒桿吊一頭最大重量為45/2=22.5t，故扒桿安全系數(shù)k=146/22.5=6.49滿足規(guī)范要求；且蓋梁能滿足架梁時人字扒桿的荷載。
再進(jìn)行鋼絲繩安全性驗(yàn)算，鋼絲繩受力檢算公式：k=naFg/T（式中k為安全系數(shù)；n為鋼絲繩根數(shù)；a為換算系數(shù)取0.82；Fg為單根繩最小破斷力總合，查表可得；T為所檢算鋼絲繩最大受力）
分別將固定梁頭鋼絲繩、滑輪組鋼絲繩以及后拉鋼絲繩進(jìn)行安全性驗(yàn)算后可知，選用φ33mm的鋼絲繩滿足要求。
2.2.2.2架梁時的穩(wěn)定性驗(yàn)算
由于人字扒桿主要承受軸向壓力，為壓彎構(gòu)件，因此分析其穩(wěn)定性是否滿足即可。人字扒桿所用鋼格構(gòu)件的材料為Q235鋼，主肢由∠80×80×10mm角鋼構(gòu)成。通過計(jì)算得出其主要截面參數(shù)：截面積A=15.126cm2，自身軸慣性矩i0=88.43cm4，最大截面慣性矩：Imax=5.535×104cm4。
求得其長細(xì)比：<150滿足要求。
查表得穩(wěn)定系數(shù)φ=0.970。
對其進(jìn)行壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，平面內(nèi)穩(wěn)定：
?。ㄝS向壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力疊加）
在上述受力計(jì)算過程中可知，人字扒桿所受的軸向壓力N=178.3kN，代入上面公式：滿足要求。
通過以上各項(xiàng)計(jì)算可知，在20米T梁吊裝過程中，各項(xiàng)設(shè)備能力均可滿足吊裝需要，因此該吊裝方案可行。
2.3橫向移梁就位
預(yù)制T梁縱向過跨到位后，須對梁片橫向平移。
片縱向完全被移至跨位后，豎向落梁時速度須控制好，確保與蓋梁間有一定空間。在梁片落至合適高度時，將5T的葫蘆一端系于T梁端，一端系于蓋梁上。在梁片兩端各設(shè)置一個葫蘆，通過同時收緊梁片端頭的葫蘆并緩慢放松人字扒桿吊鉤的鋼絲繩，直到梁片橫向移至最外側(cè)的支座墊石上。
3、施工要點(diǎn)
3.1為確保施工安全，在大風(fēng)或臺風(fēng)天氣時不可進(jìn)行架梁，并在臺風(fēng)來臨時將人字扒桿平放至安全位置。
3.2雙鉤移梁過程中速度不宜過快，保持與炮車牽引速度相同，同時在換鉤時作好炮車的防溜措施。
3.3架設(shè)首跨梁片時，須為橋臺側(cè)人字扒桿的纜風(fēng)繩設(shè)置地錨，地錨的混凝土基坑根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置，基坑深度應(yīng)不小于1m，混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于C30。且應(yīng)在地錨混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可進(jìn)行梁片架設(shè)工序。
3.4架梁時應(yīng)隨時檢查纜風(fēng)繩與卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩是否有破損及打結(jié)現(xiàn)象，不得使鋼絲繩和堅(jiān)硬物體摩擦，防止出現(xiàn)意外。
3.5雙鉤吊梁過程中應(yīng)采用如角鋼之類的物品對梁肋加以保護(hù)，防止架梁時對梁片混凝土造成損傷。
3.6由于人字扒桿須立設(shè)在橋墩蓋梁上，因此應(yīng)在扒桿腳址部位墊設(shè)木板或木楔并楔緊，確保不對蓋梁或支座墊石混凝土造成破壞，并防止扒桿產(chǎn)生滑動。
3.7橫向移梁時應(yīng)保證兩個葫蘆收緊幅度同步。
4、經(jīng)驗(yàn)與體會
雖然目前架橋機(jī)使用較為普遍，但由于其體積、拼裝場地、拆裝煩瑣等因素，在多數(shù)情況下必須有順暢的架梁通道作為保證。而人字扒桿雙釣魚法架梁則更為靈活方便。此方法因不受場地限制，拆裝簡單，成本較低，在許多場合能得到應(yīng)用。
