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1、单导梁双悬臂架梁设备侧悬吊架梁工法（TLEJGF-92-08）铁道部第三工程局一、前言该工法根据上海南浦大桥浦东引桥桥墩高度大，曲线半径小，每孔梁片多，主分引桥相互交叉的具体情况提出的，并且综合公路常用的“双导梁架梁”、“龙门架架梁”及“吊车架梁”等多种方法的优点而形成。本工法系用万能杆件加部分加工件拼装而成的单导梁，置跨在两桥墩的锚梁上，利用导梁两端悬出的一定长度作纵向转移，利用底锚梁两侧悬出的一定长度进行侧向吊梁，加上导梁、横移小车及吊梁小车共同完成吊移梁作业。经过浦东主引桥26孔38.5m跨后张T梁(294片，每片重86t)及29孔20m跨先张板梁(266片，每片重20t)的架设实践，证
2、明该工法的架梁设备简单，架梁作业迅速、安全、可靠，经济效益明显。该工法的开发应用，确保了上海南浦大桥浦东引桥的架梁质量及工期，被上海人民誉为三局三大“拳头”技术之一。二、工法特点及适用范围1本工法集起吊、横移、纵移、一次就位于一体，实现速度快、精度高，经济效益显著的要 求。2.架梁设备以万能杆件为主，大量采用标准件，螺栓连接，构造简单，拆装方便。3.采用侧模悬臂吊梁，可在桥孔任一孔架梁，改变传统的后方喂梁施工工艺。4.对桥址地形、地基承载力要求不高，适应场地狭小、地面松软之处。5.起吊高度大，特别适用于高墩桥梁的架设。6.适用于坡道及曲线上桥梁架设。7. 适用于盖梁为凸形(倒T形)截面桥墩。三
3、、机具设备本工法的架梁设备主要是“单导梁双悬臂架梁设备”，其构造如图1所示。主要由纵梁、锚梁、吊梁车、横移车、支点、锚定系统及设备转移部分组成。为便于组拼、拆卸和运输，大量采用万能杆件、标准件及螺栓连接，其他部件也多采用型钢稍事加工而成。图1 架梁设备构造示意图1纵梁；2垫梁；3吊梁小车；4横移小车；5调高块；6锚点；7 盖梁；8支点；9待架梁1.主要技术性能指标针对工程的具体情况，分别设计了A型、B型两种架梁设备。A型用于架设后张40mT梁，B型用 于架设先张16m板梁。两套设备的主要技术性能见表1。两套设备均采用卷扬机作动力，通过滑轮组达到不同的速度，不同的牵引力，由总控制台集中控制。表1
4、 架梁设备技术性能2.工作原理把锚梁锚固在桥墩盖梁上且伸出盖梁，形成双悬臂结构。纵梁通过横移小车放到锚梁上，也 形成双悬臂结构。架完一孔后设备转移过程中，纵梁处于单悬状态。(1)架梁受力体系分析A.纵梁架梁过程中纵梁的受力情况见图2。图中P为荷载，包括待架梁重，吊梁小车重；N为支点反 力，通过锚梁、盖梁传到墩柱上；q为纵梁自重。 图2 纵梁受力图式B.锚梁架梁过程中锚梁的受力情况见图3。图中P1为外载荷，包括待架梁片重的一半、纵梁重的一半、一个吊梁小车及一个横移小车的重量；P2、P3为前、后锚点的锚固力，用以平衡外载荷P1，该力通过盖梁传到墩柱上；q1为锚梁自重；N1、N2为锚梁支点反力，直接
5、作用到盖梁上，再通过墩柱传到地基。 图3 锚梁受力图式(2)设备转移过程受力体系分析设备转移过程中，纵梁处于单悬臂状态，受力情况见图4。图中P4、P5为两台吊梁小车的重量，位置在纵梁的尾部，作用是保证纵梁纵向稳定系数大于1.5；N3、N4为纵梁移纵时前后支点反力，通过两台纵移小车作用到已架好的梁面上；q2为纵梁自重。 图4 设备转移过程受力图式由各种工作状态的受力简图，荷载的位置及大小，根据钢结构设计规范合理地选择结构 类型及尺寸，使其强度、稳定性均达到要求。纵梁、锚梁的双悬臂结构，确保了侧悬吊及设备转移的顺利进行。 四、架梁工艺1.架梁工艺流程首先将待架梁在桥下通过轨道车、轮胎施车或船只运到
6、待架孔跨的一侧待吊。架梁共分八步进行，架设一片梁共需105分钟，其程序见图5。 图5 架梁程序(1)开动横移卷扬机，纵梁在横移小车的承托下，沿着锚梁向锚梁悬臂端移动。当移动到限位装置处(即能吊起待架梁时)，纵梁停止横移，停机后锁定固定右，以防止纵梁横移小车与锚梁之间发生相对位移，确保吊梁的稳定。(2)反向开动纵梁上吊梁小车中的卷扬机，使吊具徐徐落下(降落速度为0.9m/min和1.8m/min两档)至待架梁位置。(3)将吊具与待架梁连好，吊点在待架梁的两端。(4)正向开动纵梁上吊梁小车的卷扬机，以0.9m/min的速度徐徐起吊梁体，当梁体离开运梁车23cm时停止起吊，观察吊梁设备及待架梁的位置
7、有元异渖，确认无误后继续起吊(提升速度为0.9m/min或1.8m/min)。在吊梁过程中可随时通过开闭不同的卷扬机以调节待架梁的水平及垂直度。待架梁到达支座标高以上34cm时停止上升。(5)开动横移卷扬机，纵梁吊着待架梁在横移小车的承托下沿锚梁移动，当到达该待架梁所在梁位时，停止横移。(6)重复第二步。将待架梁体徐徐落到支座上(落速控制在0.9m/min)，在落梁过程中，可利用纵、横移机构调整待架梁的位置，使其准确落到梁位上。(7)用120120的方木将刚刚架上的梁片支撑稳定，并将桥面钢筋焊接两根以上，以保证拆卸吊具后梁片稳定。(8)从梁片上拆下吊具。重复(1)(8)步工序，架完该孔梁片。2
8、.设备转移当一孔梁架完后，需将整个设备转移到下一孔。设备转移分两步进行：(1)转移准备转移准备工作的程序见图6。 图6 设备转移准备工作程序a.在已架孔跨前方墩的盖梁上安装0#柱。0#柱是一个独立的单件，由万能杆件组成(重2t)， 其上设有供纵梁纵移的下滑道。b.在前方墩的盖梁上搭设工作平台，挂安全网。c.在架设该孔的中片及相邻下一片梁上铺设纵移轨道，纵移轨道采用43kg/m钢轨，通过枕木把荷载分配到两片梁的腹板上。(2)设备转移转移过程见图7。图7 设备转移过程1A纵梁；2后 锚梁；3前锚梁；4吊梁小车；5纵移轨道；60#柱；7纵移小车A；8纵移小车Ba.开动横移卷扬机，纵梁在横移小车的承托
9、下横移到纵移轨道的上方(图7-A)。b.在纵移轨道上安设纵移小车A，通过纵移小车的顶升设备将纵梁后端顶起，使纵梁后端与横移小车脱开(图7-B)。c.用吊梁小车上的起吊设备将后锚梁及其上的横移小车一同吊运到前锚梁的后部(图7-B)。d.在纵移轨道上，纵梁的中部安放纵移小车B。e.利用纵移小车A的下顶升设备，降低纵梁后部的高度，使纵梁中部落到纵移小车上。同时也调整纵梁前端的标高，以便纵梁能上到0#柱上。f.用卷扬机及滑轮组牵动纵梁小车，使纵梁沿纵梁轨道前移(图7-C)，直到纵梁上到0#柱上。g.用吊梁小车将后锚梁越过前锚梁吊运到前方盖梁上。h.将纵梁小车B由纵移轨道上横向撤出，以便纵梁继续前移。i
10、.重复f，继续纵移纵梁一直到位(图7-D)。j.将后锚梁的支点、锚点装好并调好标高，使其顺直。k.在0#柱上起顶，将纵梁顶高5cm，将横移小车安放到锚梁、纵梁之间，在纵移小车A上起顶，安放另一台纵移小车。l.分别落下0#柱及纵移小车A上的油顶，使纵梁落到横移小车上。m.拆除0#柱，恢复架梁状态(图7-E)。3.架梁、转移准备与设备转移之间的衔接设备转移受架梁及转移准备双重控制，它们之间的关系如图8。图中i为待架孔跨的梁片数；为架每一片梁的工艺流程，包括图5的内容；为转移准备工作，包括图6的内容；为设 备转移工作。图8 工序衔接根据待架跨梁片的多少，即i的大小，合理地选择转移准备工作的开始时间，
11、可有效地发挥人力、设备的效率，但转移准备工作中的“铺设纵梁轨道”必须在架过中片后进行。4.架梁设备的安装与拆卸(1)安装架梁设备以万能杆件搭架为支点，用卷扬机起吊进行安装与组拼。安装示意见图9，安装程序如图10。图9 架梁设备安装示意1纵梁；2锚梁；3塔架 ；4卷扬机；5缆绳；6锚孔；7横移车；8吊梁小车图10 架梁设备安装程序a.将锚梁分成两段，用吊车分别将其吊到墩顶盖梁上。b.在墩顶盖梁的支座垫石处，用万能杆件搭设塔架，并拼装出顶端的伸臂，在伸臂端装定滑轮组，在地面安装卷扬机。c.在纵梁上安装吊梁小车，将纵梁与动滑轮组连结好，同时开动本跨两端的两套起吊卷扬机，使纵梁整体及吊梁车徐徐升起，直
12、到纵梁底面超过锚梁上横移小车的顶面35cm。d.用吊车将锚梁纵移到位，即在纵梁下面纵向穿入锚梁，并将横移小车放到纵梁下方。e.在锚梁下装好支点，在锚孔处锚固锚梁，使锚梁形成稳定的双悬臂结构。f.反向启动卷扬机，使纵梁徐徐落到横移小车上。(2)拆卸最后一孔梁架完后，利用纵移轨道及纵梁小车，使纵梁的悬臂端缩回到已成的桥面上，将纵梁、锚梁在桥面上解体后分件吊到地面上。五、劳动组织本工法的人员组成见表2，人员必须经专门培训，技术人员及领工员应熟悉并掌握工艺的各项内容及要求。表2 侧悬吊架梁劳动组织表2中人数为架梁直接生产人员(未包括运梁人员)。当设备转移时，需另配12名普工，在班长及技术人员的指导下作
13、设备转移的辅助工作。六、安全质量措施1.悬臂架梁设备的设计，必须满足“非标设计管理办法”、钢结构设计规范和起重设备安全系数的有关规定。2.悬臂架梁设备组拼后，须作模拟架梁的载荷试验及主要单件的结构性能试验，确认达到设计指标并经有关部门认可后，方能投入正式架梁使用。3.设备每次转移后，必须依据架梁操作细则和“架梁设备必检项目”进行认真检查。4.卷扬机的保养由使用人员负责，机械人员须定期检查。5.全部电器设备采用集中控制，要求各项保险装置齐全，操作按钮灵活，值班电工要跟班维修、保养。6.每班要检查锚梁两端的限位装置和车档，吊梁走行严格按设计要求进行。7.认真填写“设备运转记录，发现问题及时反映，及
14、时处理。8.整个架梁及设备转移工作应遵照高空作业的有关规定执行。七、效益分析上海浦江桥浦东引桥采用本工法架梁，而浦西引桥采用的是吊车架梁，两岸的工程条件基本相同，只是架梁方法不同，其架梁的经济效益和工效也不同。1.经济效益表3、表4分别列出了吊车架梁与本工法架梁的主要成本分析。表3 吊车架梁费用由以上分析可见，采用本工法，架设后张T梁可省工程造价153万元(按294片梁计)，架设先 张板梁可节省工程造价32万元(按66片梁计)。 八、工程实例上海市南浦大桥浦东引桥(四标段)由铁道部第三工程局施工，架梁采用本工法。四标段由主引桥及分引桥组成，主要设计参数见表5。表5 上海南浦大桥四标段设计参数该标段的特点是：1.前后段均未施工，故前后均没有供梁的条件，无法采用双导梁方法架梁。2.桥面比较高(最高处近50m)，采用吊车架梁费用很高，采用龙门架架梁又很不稳定。3.桥面较宽，盖梁长度不等(24.937.0m)，互不平行，顶面形式不一，不宜于使用龙门架 架梁。4.施工场地狭小，居民密集，地面为松软的菜地和水塘，承载力较低。5.立交频繁，主引桥与分引桥，主引桥与公路均有立交，且公路上车辆繁忙，行人不断。6.直线曲线均有，且曲线半径较小。该标段的客观条件决定了不宜采用传统的架梁方法。针对该标段的特殊性，采用了本
