關(guān)于狹小場(chǎng)地內(nèi)橋梁吊裝方案的探討

張小斌

（中鐵六局太原鐵路建設(shè)有限公司，山西 太原 030013）

1 工程概況

1.1 工作內(nèi)容

蘆子溝煤礦發(fā)運(yùn)站鐵路專用線萬噸改造工程K2+690 m 1~20 m上跨橋，是為平改立工程而設(shè)計(jì)的一座簡(jiǎn)支上跨公路直線橋，與專用線正交。橋孔布置為1孔20 m預(yù)應(yīng)力空心板梁，橋下凈空為8 m，橋面總寬為7 m雙車道，布置6片預(yù)應(yīng)力空心板梁，梁高1.0 m，寬1.13 m?？招陌辶夯炷翉?qiáng)度等級(jí)為C50混凝土，邊梁重量為 25.1 t，2 片；中梁重量為 24.5 t，4 片。

1.2 場(chǎng)地情況

此橋?yàn)樘J子溝鐵路專用線與清涼山公路立交而設(shè)，位于同煤水泥廠西側(cè)山坡林場(chǎng)梯田上。為減少臨時(shí)占地面積，預(yù)制空心板梁場(chǎng)地選在新建鐵路專用線路塹征地范圍內(nèi)，距同煤水泥廠圍墻12.3 m，與橋臺(tái)間被7 m寬的公路便道隔開。

2 方案選定

此工程因征地范圍內(nèi)施工場(chǎng)地有限，預(yù)制梁數(shù)量少，受到架梁成本的控制以及懷仁縣吊車資源的限制，如采用外調(diào)機(jī)械施工，進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)加施工臺(tái)班費(fèi)成本較高，所以利用在新建鐵路專用線附近同煤水泥廠內(nèi)施工的吊車資源，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比選，即選用1臺(tái)130 t吊車和1臺(tái)50 t吊車。利用這兩臺(tái)吊車起吊、抬運(yùn)、架設(shè)板梁施工，只需在公路便道平整一塊存梁場(chǎng)地，填筑橋臺(tái)臺(tái)背，就可以滿足施工的要求。吊車架梁需要通過準(zhǔn)確的計(jì)算和合理組織才能完成，抬運(yùn)、架設(shè)6片空心板梁。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 存梁場(chǎng)地（便道）平整、橋臺(tái)背填筑

存梁場(chǎng)地為基坑邊順橋方向?qū)挾葹?.5 m，長度為22 m，表面鋪土平整、碾壓。在場(chǎng)地上安放木枕作支點(diǎn)，間距為18.2 m，以梁端向內(nèi)90 cm安置。

橋臺(tái)臺(tái)背填筑采用砂夾石填筑，分層碾壓，分層厚度為30 cm，每層碾壓遍數(shù)為5～6遍。填筑層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)比照《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行驗(yàn)收，見表1。

3.2 架梁中線復(fù)核

架梁前復(fù)核空心板梁縱向預(yù)埋鋼筋是否超限，每片梁的鋼筋設(shè)計(jì)凈距為10 mm；每片空心板梁的長度、寬度要進(jìn)行測(cè)量和記錄，在架設(shè)時(shí)根據(jù)梁體進(jìn)行調(diào)整，保證梁縫寬度6 cm。

表1 橋臺(tái)背路堤填筑層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

復(fù)核橋臺(tái)的跨度、支座中心線位置、標(biāo)高以及頂帽防震落梁的凈距尺寸。

3.3 支座安裝

本橋支座為圓形橡膠支座，橋臺(tái)頂帽不設(shè)墊梁石與預(yù)留孔，支座安放于頂帽上，支座底部按設(shè)計(jì)要求滿鋪干硬性砂漿2 cm找平，每片空心板梁共有4個(gè)支座，在架設(shè)梁前測(cè)量支座頂標(biāo)高，保證支座標(biāo)高誤差在規(guī)范以內(nèi)，支座要逐梁安裝。

3.4 道路防護(hù)

臨時(shí)封鎖道路前防護(hù)人員的安排與就位，防護(hù)材料的配備即1.5 m長腳手架管27根，4 m長腳手架管24根，防護(hù)網(wǎng)45 m2。

3.5 吊車布置

吊車就位地點(diǎn)、存梁場(chǎng)地內(nèi)支撐木枕的放樣，吊車及配重車輛的行駛路線安排。

4 架梁機(jī)械設(shè)備的選用

預(yù)制空心板梁場(chǎng)地選在新建鐵路專用線路征地范圍內(nèi)，位于同煤水泥廠圍墻外12.3 m處，與橋臺(tái)間被7 m寬公路便道隔開。根據(jù)1#梁距橋基坑邊為8.5 m，距橋臺(tái)就位點(diǎn)為18.5 m；6#梁距橋臺(tái)就位點(diǎn)為20.5 m的情況，采用兩吊車抬運(yùn)梁體至基坑邊，梁體二次起吊就位的施工方案。

4.1 架梁吊車的選用

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地及采用2臺(tái)吊車抬運(yùn)、架設(shè)空心板梁的安排，按邊梁自重Gmax=25.1 t計(jì)算，單端重量G1=12.5 t。查吊車起重性能表LT1130型130 t吊車臂長31 m時(shí)起重荷載為14.5 t，作業(yè)半徑R=14 m；TG-500E型50 t吊車臂長24.8 m時(shí)起重荷載為12.6 t，作業(yè)半徑R=9 m，按此情況布置吊車就位地點(diǎn)、存梁場(chǎng)地的位置，詳見圖2、3、4。在將存梁場(chǎng)地由正對(duì)橋臺(tái)梁縫調(diào)整為向0#橋臺(tái)平移2m后，50t吊車在抬運(yùn)1#、2#、3#板梁時(shí)，最大作業(yè)半徑為7.8m，130 t吊車最大作業(yè)半徑為8.3 m；在抬運(yùn)4#、5#、6#板梁時(shí)，50 t吊車最大作業(yè)半徑為8.8 m，130 t吊車最大作業(yè)半徑為13 m；在架設(shè)板梁時(shí)，50 t吊車最大作業(yè)半徑為8.6 m，130 t吊車最大作業(yè)半徑為13.3 m，均滿足兩吊車起重荷載。

4.2 吊索鋼絲繩的選用

4.2.1 鋼絲繩選用

吊索鋼絲繩擬選用6×19鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度為1700kN/mm2；空心板梁自重Gmax=25.1 t，依據(jù)《建筑施工手冊(cè)》(第四版)鋼絲繩破斷力計(jì)算公式（14-2）：[Fg]=α·Fg/K，對(duì)其進(jìn)行檢算。

式中：[Fg]：鋼絲繩的容許拉力，kN；

Fg：鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，kN；

α：考慮鋼絲繩之間不均勻荷載系數(shù)；K：鋼絲繩使用安全系數(shù)。

以上數(shù)據(jù)查表后得出：系數(shù)α查表2取0.85，安全系數(shù)K查表3取6，帶入公式計(jì)算單根鋼絲繩的破斷斷拉力總和Fg得：

依據(jù)《6×19鋼絲繩的主要數(shù)據(jù)》（P801），選用鋼絲繩直徑為31 mm，鋼絲繩破斷拉力總和Fg=435 kN≤[Fg]=608.5 kN，滿足要求。

4.2.2 吊索長度選定

假定4根2m等長的吊索鋼絲繩吊梁，梁體吊環(huán)間距為0.9m，計(jì)算得出β=13°

依據(jù)《建筑施工手冊(cè)》(第四版)吊索鋼絲繩計(jì)算公式：F=G/4cosβ（P804）。

式中：F：根吊索的拉力，kN；

G：構(gòu)件重力；

β：吊索與垂直線的夾角。

考慮鋼絲繩之間不均勻荷載系數(shù)，鋼絲繩使用安全系數(shù)，查表后得出：系數(shù)α查表2取0.85，安全系數(shù)K查表3取7，代入公式計(jì)算單根鋼絲繩的破斷斷拉力總和Fg得：

表2 鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)

表3 鋼絲繩的安全系數(shù)

依據(jù)《6×19鋼絲繩的主要數(shù)據(jù)》（P801），選用鋼絲繩直徑為31 mm，鋼絲繩破斷拉力總和Fg=520.8 kN＜[Fg]=608.5 kN，滿足要求。鋼絲繩制作成吊索選用全新的2 m長8根。

4.3 卡環(huán)的選用

G/4=25.1×9.8/4=61.62 kN

依據(jù)《常用卡環(huán)規(guī)格》（GB559）（P804），選用卡環(huán)型號(hào)為 7.5，使用負(fù)荷為73.5 kN＞61.62 kN，滿足要求?？ōh(huán)選用型號(hào)7.5，8套。

4.4 吊點(diǎn)位置的計(jì)算

吊點(diǎn)位置根據(jù)設(shè)計(jì)公式計(jì)算:

Y=X/cosα

式中：Y：吊點(diǎn)至梁端的距離，cm；

X：跨徑小于30 m，一般取值90 cm；

α：梁斜交角度，°；

本橋孔徑為20 m＜30 m，X取90 cm。

空心板梁在澆筑混凝土施工時(shí)，已按距梁端距離為90 cm在空心板梁腹板上預(yù)埋U形狀，直徑28 mm圓鋼作吊環(huán)滿足要求。

5 空心板梁架設(shè)

本橋架梁分為抬運(yùn)和架設(shè)兩個(gè)步驟，共需完成6片空心板梁的抬運(yùn)與架設(shè)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地布置和移梁、架梁的吊裝半徑等綜合分析，采用50 t吊車和130 t吊車起吊、抬運(yùn)、架設(shè)施工。結(jié)合機(jī)械設(shè)備自身特點(diǎn)，50 t吊車吊裝半徑小和機(jī)動(dòng)靈活，在移梁和架梁兩項(xiàng)工作中50 t吊車機(jī)動(dòng)施工，130 t吊車定點(diǎn)吊裝作業(yè)。為了減小移梁運(yùn)距，簡(jiǎn)化移梁程序，消除汽車運(yùn)梁作業(yè)，在梁體預(yù)制前期需要充分考慮邊、中梁的預(yù)制位置。全橋的架梁順序?yàn)樽?#梁開始依次架設(shè)直至6#梁，見圖1。

圖1 吊車架梁施工流程圖

5.1 移梁施工

見圖 2、圖3。

吊車全部按地面所作轉(zhuǎn)盤中心、支腿位置的標(biāo)示為準(zhǔn)進(jìn)行就位。配重車駛?cè)胫付▓?chǎng)地，由50 t吊車為130 t吊車進(jìn)行配重安裝，整個(gè)過程用時(shí)為35 min。

130t吊車將臂桿伸長至31m，50t吊車將臂桿伸長至24.8m，并將掛鉤垂于2#空心板梁吊環(huán)頂上1 m，吊索套入掛鉤后起吊。在起吊梁體至1.5 m左右停止，人工清除未脫落的底模。清除完成后，將梁體抬運(yùn)至存梁場(chǎng)地內(nèi)平置。在2#空心板梁就位的同時(shí)，安裝3#空心板梁吊索；在2#空心板梁就位后，由施工人員將吊索、卡環(huán)運(yùn)送至制梁場(chǎng)地，用于吊梁使用。重復(fù)以上程序，完成3#空心板梁平置，1#空心板梁置于2#空心板梁頂?shù)氖┕?。兩吊車此過程用時(shí)為30 min。

由于50 t吊車起吊作業(yè)無法滿足9 m范圍以外吊裝12.6 t的情況，調(diào)整吊車位置至指定點(diǎn)，50 t吊車最大作業(yè)半徑8.8 m，130 t吊車最大作業(yè)半徑13 m，并按2#、3#、1#梁施工步驟依次將6#、4#、5#抬運(yùn)至存梁場(chǎng)地內(nèi)，6#空心板梁平置，4#、5#空心板梁分別置于3#、6#空心板梁頂。兩吊車此過程用時(shí)為50 min。

圖2 蘆子溝鐵路專用線工程K2+690 m 1~20 m上跨橋架梁布置圖

圖3 蘆子溝鐵路專用線工程K2+690 m 1~20 m上跨橋架梁布置圖

5.2 架梁施工

見圖4。

在存梁場(chǎng)三側(cè)安裝好防護(hù)網(wǎng)，隔開公路便道后解除便道封鎖，與此同時(shí)，50 t吊車、130 t吊車分別在0#、1#橋臺(tái)臺(tái)背就位，此時(shí)50 t吊車起吊作業(yè)半徑最大為8.5 m，落梁作業(yè)半徑最大為8.6 m；130t吊車起吊作業(yè)半徑最大為13.3m，落梁作業(yè)半徑最大為11m，均滿足起重機(jī)械性能。

吊車將空心板梁提升至高于橋臺(tái)頂后，2臺(tái)吊車同時(shí)轉(zhuǎn)臂至支座上方?？招陌辶壕臀粫r(shí)，負(fù)責(zé)對(duì)位的技術(shù)人員配合起重工調(diào)整空心板梁位置，統(tǒng)一落梁就位。在就位后立即檢查支座有無出現(xiàn)三腳支撐現(xiàn)象，若有此類情況，立即重新起吊調(diào)整。按照此程序依次架設(shè) 1#、2#、4#、3#、5#、6# 空心板梁。

6 施工過程中的注意事項(xiàng)

（1）施工前詳細(xì)分解每一步施工程序，并安排相關(guān)負(fù)責(zé)人及配合人員，明確責(zé)任和工作劃分，做到人人心中有數(shù)、施工管理人員熟知施工方案的原則。

（2）安全防護(hù)人員到位，保證施工人員及設(shè)備安全。

（3）吊車就位時(shí)，轉(zhuǎn)盤中心的位置必須嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行就位，以保證吊裝半徑在安全范圍內(nèi)。

（4）空心板梁就位時(shí)，不僅要核對(duì)梁體中心線，還要注意邊梁外緣的平順以及相接空心板梁頂板水平。

（5）空心板梁就位后在撤除吊索鋼絲繩時(shí)，下方不得有任何人員，以免發(fā)生意外事件。

7 結(jié)束語

本工程通過吊裝方案的探討，合理的安排組織，順利完成了架梁施工任務(wù)。在K2+690 m1~20 m上跨橋利用附近施工吊車在狹小場(chǎng)地內(nèi)架梁實(shí)例的分析，我們總結(jié)了吊車架梁的施工工藝、細(xì)化了施工方案。本工程的成功為今后類似吊車架梁技術(shù)提供了可借鑒參考的價(jià)值。