人行天橋鋼箱梁吊裝性能分析和計(jì)算

陳誠(chéng)

摘 要 隨著鋼結(jié)構(gòu)在市政工程中的廣泛運(yùn)用，鋼構(gòu)件的吊裝分析和計(jì)算已成為鋼結(jié)構(gòu)工程施工中重要環(huán)節(jié)。蕪湖市赭山西路-長(zhǎng)寧路交叉口人行天橋主橋采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式，在施工過(guò)程中吊裝難度大，項(xiàng)目通過(guò)構(gòu)件分段、設(shè)置吊點(diǎn)、索具選用、吊裝性能分析及計(jì)算等確保吊裝安全。

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu);市政工程;施工技術(shù);吊裝計(jì)算

1項(xiàng)目概況

蕪湖市赭山西路-長(zhǎng)寧路交叉口人行天橋主橋L1～L5呈Z形布置，主橋北側(cè)為L(zhǎng)5、L4-1和L4-2，其中L4-1和L4-2跨越長(zhǎng)寧街北面路口，分別連接鋼扶梯T1和T2，主橋南側(cè)為L(zhǎng)3、L1-1和L1-2，其中L1-1和L1-2跨越長(zhǎng)寧街南面路口，分別連接鋼扶梯T3和T4，主橋L2跨越赭山西路整幅路面，與L3與L5之間設(shè)置伸縮縫，全橋共設(shè)置4處扶梯，橋下部結(jié)構(gòu)為內(nèi)灌混凝土鋼管立柱、鋼筋混凝土承臺(tái)及鉆孔灌注樁[1]。

主橋鋼箱梁L2頂板寬4.4m，底板寬2.2m，高1m，頂板底板厚度為14mm，腹板厚度為12mm，鋼箱梁內(nèi)和挑臂均設(shè)有加勁肋，鋼箱梁內(nèi)每隔2m設(shè)一道橫隔板，頂板和底板隔300mm設(shè)置一道縱肋;邊跨鋼箱梁頂板寬2.9m，底板寬2.7m，高1m，頂板底板厚度為14mm，腹板厚度為12mm，邊跨箱梁兩端分別連接鋼扶梯。

2鋼箱梁吊裝總體思路

該工程鋼結(jié)構(gòu)屬箱型梁結(jié)構(gòu)，工程位于蕪湖市區(qū)五一廣場(chǎng)附近，赭山西路為城市主干道，長(zhǎng)寧街為城市次干道，施工區(qū)域附近商業(yè)區(qū)、居民區(qū)多，往來(lái)車流量大，需協(xié)調(diào)封路。現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地緊張，施工期間進(jìn)出運(yùn)輸構(gòu)件、吊裝施工時(shí)間有特別控制，不具備地面拼裝條件，因此橋主體采用分段吊裝，分段點(diǎn)處設(shè)立組裝胎架，鋼箱梁在組裝胎架上面擱置、對(duì)接完成后，焊工通過(guò)人孔進(jìn)入鋼箱梁內(nèi)部進(jìn)行焊接。晚間吊裝時(shí)間限制為晚上10點(diǎn)至早晨6點(diǎn)，鋼箱梁選用75t汽車吊吊裝，鋼扶梯待鋼天橋主體吊裝完畢后，采用25T汽車吊吊裝[2]。

3吊裝現(xiàn)場(chǎng)平面布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際道路情況及鋼橋結(jié)構(gòu)自身尺寸，天橋吊裝段分7段，由北面-南面依次吊裝。現(xiàn)場(chǎng)不設(shè)置箱型梁堆放場(chǎng)，箱型梁運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后直接吊裝。

在鋼箱梁L5和L4-1對(duì)接處設(shè)置組裝胎架1，在鋼箱梁L4-1和L4-2對(duì)接處設(shè)置組裝胎架2。（南面L3與L1-1、L1-1與L1-2組裝胎架與之相同）。

4吊裝性能分析

（1）驗(yàn)算模型。因鋼箱梁L2鋼梁長(zhǎng)度和重量均為最大值，選用鋼箱梁L2的吊裝作為吊機(jī)吊裝驗(yàn)算模型。

（2）吊具的選用及驗(yàn)算

1）卡環(huán)安全校核

已知條件：鋼箱梁最大重量為32.8T，設(shè)8個(gè)吊點(diǎn)，按照6個(gè)吊點(diǎn)作用計(jì)算，查起重相關(guān)手冊(cè)取動(dòng)載綜合指數(shù)1.65;

校核：查起重相關(guān)手冊(cè)可得，選S-DW35-2型卡環(huán)起重能力為35T

35t≥（32.8t/6）x1.65=9.02

結(jié)論：卡環(huán)符合要求。

2）鋼絲繩安全校核

已知L2鋼箱梁重量32.8t? 總長(zhǎng)度23.9m? L1=2m? L2=12m，

取動(dòng)力系數(shù)為1.65，G=32.8*1.65=54.12 t

吊點(diǎn)橫向間距B=2.2m ， 吊點(diǎn)高度H=3m ，吊索水平夾角： α=69 ?

則β=tan-1{H/[（L12 +B2） 1/2]/2}=63.6 ?

吊索分支數(shù)：考慮吊裝失效，n=6， 每支采用1根（股）

吊索長(zhǎng)度：C=H/sinβ=3.35m

吊索受力：F=G/（nsinβ）=100.71kN

選用鋼絲繩6x37+1，則鋼絲繩的破斷力為：

Fg =Fx K / a = 100.71x 9 / 0.82 =1105.35 kN

K ---- 安全系數(shù)，取9;

a ---- 鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)，取0.82

按照抗拉強(qiáng)度為1700N/mm?計(jì)，則需鋼絲繩直徑需大于

d=（Fg/0.3σ）1/2=46.6mm

查表得：直徑為47.5mm的6x37+1復(fù)合鋼絲繩，抗拉強(qiáng)度1700 N/mm?，則：破斷拉力Fg= 1430kN >1105.35 kN，

結(jié)論：8根（直徑為47.5mm的6x37+1復(fù)合鋼絲繩）符合要求。

5組裝胎架

4個(gè)組裝胎架在工廠加工完成后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，吊裝胎架時(shí)，25T汽車吊停在非機(jī)動(dòng)車道上，構(gòu)件運(yùn)輸車將胎架運(yùn)至汽車吊吊裝范圍內(nèi)直接起吊，先安裝北面胎架1和胎架2，再安裝南面胎架1和胎架2。

組裝胎架基礎(chǔ)處理采用≥20厚，寬3000，長(zhǎng)4000米的鋼板鋪設(shè)在路面上，路面需要平整壓實(shí)，部分外露管線需要套鋼管保護(hù)，鋼板用膨脹螺栓與地面固定，胎架定位標(biāo)高調(diào)整好后焊接在鋼板上。

6胎架拆除

鋼箱梁對(duì)接完成后經(jīng)第三方探傷檢測(cè)合格后，并滿足胎架工況計(jì)算的要求后方可拆除組裝胎架。分部用兩個(gè)千斤頂同時(shí)頂起鋼箱梁下翼緣板，使鋼箱梁與胎架短柱柱頭脫離。測(cè)量已經(jīng)焊接完成的鋼箱梁底面標(biāo)高，同時(shí)降低2個(gè)千斤頂3cm，然后觀測(cè)鋼箱梁梁底的沉降值，沉降值在3cm以內(nèi)則可進(jìn)行卸載，卸載完畢后，將胎架柱頭割除，胎架底部與鋼板分開(kāi)，使用25t吊車直接吊裝胎架至運(yùn)輸車運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 《建筑施工手冊(cè)》編委會(huì).建筑施工手冊(cè)[M].第四版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003：750-773.

[2] 羅頂瑞，朱兆華.大型吊裝組織設(shè)計(jì)與方案實(shí)例分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：133-147.