《1大纵坡下坡架设40T梁施工技术研究田世宽》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1大纵坡下坡架设40T梁施工技术研究田世宽（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大纵坡下坡架设40mT梁施工技术研究四公司 田世宽摘 要： 提出在大纵坡和长下坡及高墩和曲线桥影响等不利工况下进行40米T梁运梁、架梁等施工技术难题，同时提出解决办法及主要施工技术要点。关键词：大纵坡 长下坡 运梁 架梁 施工技术研究1 前言随着国家总体战略目标的逐步实施，在偏远山区、深山区等复杂地形条件下修筑高速公路也将越来越广泛而必要。但由于在深山区进行路线设计和施工，必然会受山区地形条件所限制，如长距离大纵坡路线的设计，桥梁结构形式多采用30、40米T梁，最大纵坡可达4%等会导致桥梁梁片预制和安装都会在大纵坡长下坡工况下进行，而长下坡特别是在长距离大下坡如纵坡大于2.5%以上的长下坡不利
2、工况下运梁和架梁等均存在较大的安全作业风险。因此，对在长距离大下坡最不利工况下进行运梁和架梁安全作业是我们工程技术人员必须去面对和必须要解决的问题。2 工程概况渝湘高速公路重庆G3合同段主要为桥梁工程，全线只有三段路基可考虑进行预制场设置，因受设计及地形条件限制以及施工工程变更原因影响等，导致井岗河特大桥310片、桐岭大桥80片和两河口大桥215片40米T梁全部为长下坡运梁和架梁。3 大纵坡架梁需研究的主要技术成果采用有轨道或无轨道两种运输方式。通过技术研究发现对于运距大于500米的桥梁，应优先选用采用效率更高的无轨道方式运梁拖车进行长距离运梁。3.1 根据本工程特点，与运梁拖车生产制造厂家进
3、行联系和沟通，将车架横向宽度加宽70cm后，使得在运梁过程中对T梁的八字斜撑角度由25.4加大到32.3，可提高运梁过程中的横向稳定性和安全性；另在运梁过程中应考虑桥面设计最大4%横坡（以最不利工况进行验算）的影响，通过计算在横坡斜坡下侧的斜撑受力N=2.4吨，考虑动载安全系数K=2.5。所以斜撑最大受力为轴向力F=6吨，同时还要求有足够的刚度。还有就是车架加宽到3.34m后，运梁拖车车轴车轮的中心距离等于2.55m，满足两片40mT梁梁肋的中心距离为2.52m。3.2通过技术研究完成了长大纵坡架设40米T梁施工工艺，为今后规范化和标准化施工提供了有利的条件。3.2对主车和副车的T梁承重支点部
4、位进行了技术革新和改进，增设了活动圆盘式支座，可以随着方向的转动及桥面不平整而出现的左右震动而进行微调整，以免损伤大梁。4架桥机选用及验算根据对各种架桥机的种类比较和性能分析，确定选用50米跨径双导梁步履式架桥机进行本工程架梁施工。4.1步履式双导梁架桥机组成双导梁步履式架桥机由专门厂家计算设计和制作加工，运到现场后按厂家提供的设计安装图进行现场拼装。4.2架桥机验算研究主要技术部分4.2.1架桥机过孔前冲时稳定性验算及注意事项由于在大纵坡长下坡最不利工况下进行架桥机前冲过孔作业，在过孔各个步骤和过程中必须保证架桥机机臂保持水平，然后再进行过孔作业。由于架桥机只是纵向行走，要失稳也只有沿纵向前
5、进方向先失稳，有以下几种可能： 第一种可能架桥机前支腿失稳在验算架桥机前支腿稳定性时主要考虑以下几个方面：第一方面在自重荷载作用下，即在过孔结束前前支腿受力为最不利状态验算建立力学模型，计算得：6 = P/A0=15.5Mpa f=205Mpa ，K =13.21 ，安全。第二方面前支腿受压杆件长细比及刚度验算：计算得：=35.4100（规范钢杆件容许最大长细比），满足要求。第三方面前支腿轴心受压构件的整体稳定性验算：计算得：N/A0=18.7 f=205Mpa，满足要求。第二种可能架桥机在前冲过孔过程失控失稳稳定性验算：架桥机在过孔行走过程中前支腿为最薄弱环节，有以下几个方面：第一方面架桥机
6、过孔在前支腿的滚子上滚动前行对前支腿的冲击力计算计算得：F=F滚=0.55KN，即对前支腿影响非常小，可以忽略不计。第二方面架桥机在前支腿滚子上滚动行走刹车制动时对前支腿产生的冲击力计算：计算得水平冲击力为：P=4.93KN，满足要求。第三方面前支腿和轨道接触、轨道与垫木接触、垫木与垫木接触及垫木与盖梁混凝土之间接触摩阻力及抗倾覆等安全性验算：第一点前支腿与轨道接触部位稳定性验算：该部位失稳有两个可能第一个是前支腿行走钢轮于轨道之间摩阻力不满足要求而失稳：计算得: F fs=40.9KN，K=8.31，满足要求。第二个是前支腿的前后两个行走钢轮在向前冲击力作用下绕前钢轮旋转失稳：建立力矩方程式
7、：PHFd，计算抗倾覆安全系数得：K=1.71，安全。但安全系数很低，在架桥机过孔时，前支腿抗倾覆失稳是架桥机过孔发生事故的主要原因，应对此引起高度重视，并且需对此薄弱部位进行进一步技术研究和进行技术革新。第二点轨道与垫木接触部位抗倾覆稳定性验算：该部位失稳有两个可能第一个是架桥机通过导梁及前支腿传来的水平向前的冲击力P大于轨道垫木对轨道底座提供的反方向的最大静摩阻力出现脱轨而失稳建立方程式如果PFfs，计算得: F fs=81.9KN，K=16.61，安全。第二个是架桥机对前支腿的冲击力通过前支腿作用绕轨道底座外侧底脚旋转而失稳：建立力矩方程式PHFd，计算抗倾覆安全系数得：K=2.31，安
8、全。第三点、垫木与盖梁顶面接触部位或垫木本身部位抗倾覆稳定性验算该部位失稳有两个可能第一个可能是垫木本身或垫木与盖梁顶混凝土面之间的摩阻力不满足要求而失稳：通过计算K=16.61，安全。第二个可能是垫木在横移轨道的水平和垂直力作用下绕垫木底部外前脚旋转而失稳：建立力矩方程式PHFd，通过计算抗倾覆安全系数得：K=2.71，安全。第三种是双导梁在前冲过程中左右两侧导梁行驶速度差异太大导致架桥机导梁或前支腿受扭而失稳：如果出现这种现象，则完全是人为因素或机械故障所致，要保证双导梁平行同步前进，必须要做到以下几点：第一点架桥机过孔前，必须全面检查，如发现问题要及时提前处理。第二点检查各支腿和支点的支
9、撑牢靠情况，以及与导梁等各部位的连接和锁定情况。第三点在架桥机过孔各个步骤前必须用水平仪仔细检查架桥机机臂和导梁底部与各支腿和各支点接触部位的相对高程，确保架桥机机臂始终处在水平状态。第四点在架桥机过孔的各个步骤实施过程中，必须安排专人跟踪观测架桥机的工作状况，发现问题及时启动应急预案。第五点架桥机过孔前应编制各种可能故障的应急预案。第四种是桥面横坡坡度太大，架桥机过孔时左右导梁不水平，在向前行走时，沿横向滑移而失稳：如果桥面横坡坡度大于2%，以最不利工况4%进行计算，则横向水平分力将达到P= 54.12KN。有以下几点可能：第一点可能架桥机在过孔前行时，在重力横向水平分力作用下，受振动荷载影
10、响会横向绕前支腿底部旋转而失稳：建立力矩方程式PHFd，计算抗倾覆安全系数得：K=3.21，安全。第二点可能前支腿行走钢轮与轨道之间摩阻力不满足要求而失稳： 架桥机过孔前行失稳时，计算得:P=20.25KN，F fs=40.9KN，K=21，安全。4.2.2.2架桥机喂梁和架梁过程抗倾覆稳定性验算第一项架桥机前支腿高度确定：通过计算确定为保证架桥机导梁为水平则前支腿高度H604cm。第二项架桥机前支腿稳定性验算：在验算架桥机前支腿稳定性时主要考虑以下几个方面： 第一方面在自重和吊装荷载共同作用下，即在落梁就位前前支腿受力为最不利状态（一侧单支腿），按轴心受压杆件进行强度验算：通过计算得：6 =
11、 P/A0=41.2Mpaf=205Mpa ；所有K=51， 安全。 架设内外侧边梁时，计算得：6 = P/A0=64.4Mpa f=205Mpa ；K =3.21， 安全。 第二方面前支腿受压杆件长细比及刚度验算：同前计算得：前支腿受压杆件的长细比=35.4100（规范钢杆件容许最大长细比），满足要求。第三方面前支腿轴心受压构件的整体稳定性验算：同前计算得： N/A0=49.9 MPa，架设中梁时满足要求。N/A0=77.9 MPa，架设边梁时满足要求。第四方面吊梁天车在行走或刹车制动时对前支腿的振动或冲击荷载验算：同前计算得：F=2F滚=1.812KN，即对导梁和前后支腿影响非常小，可以忽
12、略不计。在喂梁时当吊梁天车在导梁轨道上行走需要刹车制动时，如果制动时间为3秒，则计算得前支腿承受的水平冲击力P=5.71KN，满足要求。第五方面行走系统和轨道接触及轨道与垫木及垫木与盖梁混凝土之间接触摩阻力等安全性验算：第一点前支腿行走器钢轮与轨道接触部位稳定性验算：该部位失稳有两种可能第一种是架桥机通过导梁及前支腿传来的水平向前的冲击力P大于轨道对钢轮提供的反方向的最大静摩阻力出现脱轨而失稳通过计算得: F fs=108.9KN，K=19.11，安全。第二种是冲击力通过前支腿作用绕前钢轮外侧底脚旋转而失稳建立力矩方程式PHFd，通过计算得：K=3.81，安全。第二点轨道与垫木接触部位抗倾覆稳
13、定性验算：该部位失稳有两种可能第一种是架桥机通过导梁及前支腿传来的水平向前的冲击力P大于轨道垫木对轨道底座提供的反方向的最大静摩阻力出现脱轨而失稳建立方程式如果PFfs，通过计算得: K=38.11，安全。第二种是架桥机沿导梁传来的冲击力通过前支腿作用绕轨道底座外侧底脚旋转而失稳。建立力矩方程式PHFd，通过计算得： K=5.31，安全。第三点垫木与盖梁顶面接触部位或垫木本身部位抗倾覆稳定性验算：该部位失稳有两种可能第一种是架桥机通过导梁及前支腿传来的水平向前的冲击力P大于轨道垫木与垫木之间或盖梁顶面混凝土对垫木提供的反方向的最大静摩阻力出现滑脱而失稳建立方程式如果PFfs，通过计算得: F
14、fs=217.8KN，K=38.11，安全。第二种是架桥机沿导梁传来的冲击力通过前支腿作用绕轨道底座垫木外侧底脚旋转而失稳。建立力矩方程式PHFd，通过计算得：K=6.31，安全。第六方面负载横向行走时横向稳定性验算：有以下几种可能：第一种可能轨道摩阻力不满足要求或小于侧向冲击力而引起架桥机前后支腿行走钢轮滑出轨道而使架桥机横向失稳：在架设内外边梁时，如果制动时间为3秒，则按前面公式计算得:K=6.81，安全。第二种可能架设最外侧边梁时，在架桥机和T梁等共同影响最不利振动或冲击力作用下绕最外侧支腿行走器旋转而失稳：在架设外边梁时，四个支腿的轴向力是不一样的，根据力矩的分配，外侧支腿的受力约占T
15、梁总重的90%，内侧支腿的受力约占T梁总重的10%。架桥机要发生侧向倾覆也只能是绕最外侧支腿行走器旋转而失稳，建立力矩方程式：PH=Fd，通过计算得：PH=97.3KN.m ，Fd=1584.6KN.m，K=16.31，安全。第三种可能架设最外侧边梁时，架桥机整机横移，前支腿外侧行走器共4个轮子，有2个轮子需落在盖梁外侧，即轨道需悬空受剪，轨道抗剪强度或挡块抗压强度不满足要求而导致架桥机横向失稳：在架设内外边梁时，为保证边梁能够准确就位，前支腿外侧行走器需横移行走至盖梁外侧75cm，计算得：T=F/A=45.2Mpa t=120Mpa，满足要求。挡块砼抗压强度验算：挡块为C30混凝土， f=P/A=11.3 MPa fcd=13.8MPa，满足要求。5 长大下坡运梁施工关键技术措施5.1安全技术措施 在较大纵坡的情况下，应通过各支点调整高度，必须使架桥机机臂调整为水平后方可进行作业；如架桥机各支腿高度调节范围不能满足架桥机保持水平状况，就必须与厂家联系和咨询或由厂家对此再进行单独设计或加固设计，直到满足现场施工条件即可，否则严禁进行任何作业。本架桥机支腿高
