鋼混凝土疊合梁安裝施工

吳波

（寧波市通途投資開(kāi)發(fā)有限公司，浙江寧波 315010）

0 引言

對(duì)于在城市道路跨線跨橋鋼混凝土疊合梁吊裝施工，對(duì)施工場(chǎng)地要求高、周邊交通影響較大。本文以寧波市環(huán)城南路快速路工程Ⅱ標(biāo)段109～110跨鋼混凝土疊合梁安裝為背景，采用支架上分節(jié)段拼裝，單片梁整體橫移、落位安裝施工工藝，有效解決了場(chǎng)地限制的難題，保障周邊居民的出行。該施工方法構(gòu)思新穎，具有較高的技術(shù)創(chuàng)新，節(jié)約了施工費(fèi)用，豐富了鋼箱梁吊裝施工技術(shù)。

1 方案背景

寧波市環(huán)城南路快速路工程II標(biāo)段，工程修筑起點(diǎn)樁號(hào)為K2+593.498，終點(diǎn)樁號(hào)為K5+000.000，長(zhǎng)度為2406.502，主線高架第109～110聯(lián)，上部構(gòu)造為鋼混凝土組合梁。跨徑為45.261 m，斜跨布置，109#墩位線與道路中線交角為16.853°，110#墩位線與道路中線交角為18°。109～110跨疊合梁分為左右兩半幅，斜跨現(xiàn)有的寧南北路立交，斜角69.33°，該立交車流量大；109墩蓋梁邊線距寧南北路立交2.9 m，110墩蓋梁邊線距寧南北路立交14.75 m。受本工程橋梁縱坡影響，寧南北路立交橋面東西側(cè)行車道至疊合梁底凈空分別為：7.0 m、7.3 m。寧南北路立交橋?qū)儆诔鞘兄鞲傻儡嚵髁看蟆⒖鐝酱蟆０闯Ｒ?guī)吊裝安裝工藝必然影響立交橋交通，對(duì)附近居民出行影響大且受施工場(chǎng)地限制起重設(shè)備的停放位置。故需要尋求一種新型方法對(duì)鋼混凝土疊合梁安裝。

2 施工方法

2.1 施工臨時(shí)設(shè)施設(shè)計(jì)

2.1.1 支架設(shè)計(jì)

109～110疊合梁施工支架采用鋼管立柱支墩+貝雷梁形式，搭設(shè)可布置兩片梁拼裝的施工平臺(tái)，平臺(tái)跨徑布置為28.4 m+13.4 m，寬9 m，高14 m。三個(gè)臨時(shí)支墩均采用單排三柱結(jié)構(gòu)，立柱采用直徑Φ600×6 mm鋼管，立柱間用Φ276×3 mm鋼管作為平聯(lián)和斜撐；支墩上設(shè)2I40a工字鋼作為橫梁；支架主梁跨采雙排單層貝雷梁，每組之間采用角鋼橫向連接，單組兩排貝雷梁間采用標(biāo)準(zhǔn)間距45 cm支撐架連接成整體，見(jiàn)圖1。

圖1 疊合梁施工支架與周邊構(gòu)筑物位置關(guān)系示意圖（單位：cm）

主梁上按間距1.5 m鋪設(shè)分配梁，分配梁長(zhǎng)9 m，為支架兩側(cè)留出施工操作平臺(tái)提供足夠空間。分配梁上滿鋪3 mm厚花紋鋼板，施工平臺(tái)南北兩側(cè)設(shè)置高1.2 m安全欄桿，南側(cè)為固定式欄桿，北側(cè)為配合疊合梁橫移施工，因此設(shè)計(jì)為活動(dòng)可拆卸式欄桿。欄桿下部安裝0.2 m高竹膠板擋板，防止施工平臺(tái)上物件滑落平臺(tái)，而傷及下方車輛或行人。施工平臺(tái)東西兩端標(biāo)高與相對(duì)應(yīng)蓋梁頂標(biāo)高齊平，見(jiàn)圖2。

2.1.2 疊合梁滑移系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）縱向滑移系統(tǒng)

圖2 疊合梁支架構(gòu)造圖（單位：cm）

在右幅邊梁2位置，按縱向中心對(duì)稱1.9 m間距通長(zhǎng)鋪設(shè)兩條2I25a組合工字鋼，組合工字鋼上仰放一根 [32a槽鋼作為疊合梁節(jié)段縱向滑移軌道，軌道內(nèi)涂抹黃油以減小摩擦系數(shù)。右幅邊梁2設(shè)計(jì)位置亦為疊合梁拼裝臺(tái)座。

在右幅中梁2位置，兩端蓋梁處設(shè)置臨時(shí)支墊，作為疊合梁焊縫檢測(cè)、返修、儲(chǔ)存等工序使用。

（2）橫向滑移系統(tǒng)

在109、110墩蓋梁支座墊石內(nèi)側(cè)，同疊合梁縱移軌道相同方法，布設(shè)橫向滑移軌道。為保證橫向滑移軌道的貫通，109、110蓋梁上疊合梁內(nèi)側(cè)擋塊暫緩施工，待所有疊合梁橫移到設(shè)計(jì)位置安裝完成后再進(jìn)行澆筑施工，見(jiàn)圖3、圖4。

2.1.3 橫隔梁焊接操作平臺(tái)設(shè)計(jì)

109～110疊合梁橫隔梁安裝時(shí)，拼裝施工平臺(tái)無(wú)法利用，因此須在橫隔梁前、后、下方搭設(shè)臨時(shí)操作平臺(tái)，平臺(tái)做到除頂面外，其余五面采用薄鋼皮全封閉。

圖3 疊合梁橫移系統(tǒng)示意圖（單位：cm）

針對(duì)這次較高區(qū)域施工，從安全，經(jīng)濟(jì)的角度考慮，擬采用臨時(shí)支架+腳手架組合操作平臺(tái)，操作平臺(tái)滿鋪3 mm鋼板，四周按安全規(guī)定要求掛好安全網(wǎng)。

2.2 疊合梁安裝施工步驟

2.2.1 步驟一

疊合梁用平板車運(yùn)送至工地后，用130 t履帶吊進(jìn)行吊裝，緩慢擱置在拼裝支架上縱向滑移軌道內(nèi)的位移器上。

2.2.2 步驟二

在109墩蓋梁處牽引前端位移器，后端位移器通過(guò)手葫蘆同步放松，控制疊合梁節(jié)段的滑移速度，滑移過(guò)程中時(shí)刻注意疊合梁與位移器是否有相對(duì)滑動(dòng)情況，并觀測(cè)軌道上標(biāo)尺做到兩軌道間的位移器滑移速度基本相同。

2.2.3 步驟三

滑移到拼裝位置后，用四臺(tái)30 t千斤頂同步頂升疊合梁節(jié)段，取出位移器后，將疊合梁節(jié)段放置在臨時(shí)支墊上，并臨時(shí)固定。

2.2.4 步驟四

圖4 疊合梁支架構(gòu)造及縱移系統(tǒng)示意圖（單位：cm）

采用相同方法吊裝滑移剩余梁段。待疊合梁全部安裝完成后，再次復(fù)核疊合梁安裝位置，當(dāng)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，焊接橫隔梁。

3 計(jì)算

在最不利工況下對(duì)支架系統(tǒng)計(jì)算采用Midas Civil 2010對(duì)整個(gè)支架進(jìn)行建模計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下。

3.1 主要桿件強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)于Mn鋼材質(zhì)構(gòu)件，在貝雷梁中間立柱正上方的下弦桿處有最大正應(yīng)力（實(shí)際為貝雷弦桿加強(qiáng)區(qū)間，該處實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)小于本計(jì)算應(yīng)力）：σmax=276.8 MPa＜f=310 MPa。在上弦桿處有最大剪應(yīng)力：τmax=76.9＜fv=180 MPa，見(jiàn)圖 5、圖 6。

圖5 疊合梁支架貝雷梁軸向、彎曲應(yīng)力組合圖

圖6 疊合梁支架貝雷梁剪應(yīng)力圖

對(duì)于Q235材質(zhì)構(gòu)件，在貝雷梁橫向聯(lián)系桿處有最大應(yīng)力：153.1 MPa＜f=215 MPa；在 HN200 分配梁處有最大剪應(yīng)力：τmax=85.0＜fv=125 MPa，見(jiàn)圖7、圖 8。

圖7 疊合梁支架Q235鋼材軸向、彎曲應(yīng)力組合圖

圖8 疊合梁支架Q235鋼材剪應(yīng)力圖

3.2 支架剛度計(jì)算、變形結(jié)果

最大位移為s=47.9 mm，方向向下,其中貝雷梁撓度δ=40.8＜l/400=25.5/400=63.8 mm。

3.3 支架整體穩(wěn)定性計(jì)算

失穩(wěn)臨界系數(shù)分別為3.36，滿足整體穩(wěn)定要求，見(jiàn)圖 9、圖 10。

圖9 疊合梁支架整體位移圖

圖10 疊合梁支架整體失穩(wěn)模態(tài)

4 結(jié)語(yǔ)

采用支架上分節(jié)段拼裝，單片梁整體橫移、落位安裝施工工藝讓疊合梁的生產(chǎn)和運(yùn)輸更加便捷,對(duì)寧南立交交通影響小，保證了主干道的暢通。經(jīng)濟(jì)上避免了使用龍門吊等大型起重設(shè)備，節(jié)約了施工成本。減少了交通影響的安全風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)吊裝安裝施工以“零事故”的結(jié)果成功的完成。