箱梁吊装方案设计和安装

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宿迁市新沂河大桥位于宿新路北段，与新沂市相连，是宿迁市向北的主要出 口。其上部结构 形式为：1～4孔和15～18孔为25m预应力组合箱梁，5～14孔为30m预应力组合箱梁，全桥共 预制25m梁64片、30m梁80片。
    1、吊装方案的确定
    由于该桥南接宿豫县树庄，北连新沂市村庄，两头引桥短，无合适场地作线内预 制，必须在线外进行预制，使得安装成本增加，因而必须对安装方案进行优化设计。
    应用比较多的一个方案是：用箱梁出坑龙门将大梁移至跨桥龙门下，用两个跨桥龙门安装跨下引桥1～4孔，在安装5～18孔箱梁时，用出坑龙门移梁，跨桥龙门将梁提至引桥上，然后 用双导梁逐孔安装。该方案各龙门和导梁分工明确，工人易操作。但由于该桥桥面距预制场 地面高度较高，这就使得两个跨桥龙门较庞大，且仍然有失稳的可能，同时所需设备、材料 较多，施工成本高，必须进行改进。通过研究，采取增加临时墩的方法可以取消跨桥龙门， 这就可以大大减少投入的设备、材料，且减少了不安全的环节。因此安装方案确定为，用出 坑龙门直接安装2孔，利用设置临时墩和其它小机具使其余孔的箱梁提上2孔桥面，然后按一 定顺序用双导梁逐孔安装就位。
    2、吊装方案的设计
    2.1　出坑龙门的设计
    2.1.1　龙门结构
    30m预应力组合梁最大出坑起吊重量约为88t，高度为1.5m，底宽1.0m，顶宽最大为2.7m，但引桥桥面距地面高9m，龙门架必须能把箱梁从底座上吊起略大于箱梁的高度后， 横向位移到存梁场地，在到达2孔位置时必须能把30m箱梁提升至桥面平车。因此，出坑龙门架立柱的高度必须达到12m，采用4节贝雷架桁片，再加上龙门架底座的高度，净空超过13m ，可以满足起吊高度的要求。龙门架的主横梁，采用装配式公路钢桥加强的双排单层，主横 梁的跨径根据需要定为36m。起吊系统每一个吊点安装一台 5T单筒慢速卷扬机配6轮滑车组一对；行车系统每边由4对火车车轮组成。若把其中一对车轮 改装为驱动装置，就可成为自行式行走系统。
    2.2.2　龙门架的内力验算
    本桥所使用出坑龙门架，其吊点基本固定，故只需验算龙门架跨中的最大弯矩和 支点反力即可。
    龙门架主横梁的计算跨径为36m，30m组合箱梁起吊吊点之间的距离按29m计算。
    主横梁最大弯矩为(由外载荷产生的弯矩)： M=48×3.5=168tm
    支点反力：
    R=48t(由外载荷所产生的支点反力)　　25m组合箱梁起吊吊点之间的距离按24m计算。
    主横梁最大弯矩为(由外载荷产生的弯矩)：
    M=32×7.5=240tm
    支点反力：
    R=32t(由外载荷所产生的支点反力)
    装配式公路钢桥由外载荷产生的桥梁最大弯矩及剪力值不应超过下列数值：对于加强的双排 单层结构，其容许弯矩为337.5t?fm?，容许剪力为49.05tf(最有利的抗剪位置)， 故龙门架设计是可行的(容许内力已将结构自重所产生的内力扣除)。
    2.2　临时墩的设计
    临时墩由贝雷片、加强杆、轨道等组成，每个墩由每层四片贝雷片组成，高9m的 主柱，主要承受主座压力。由于强度经过计算已满足要求，故只需在拼装时注意截面面积足 够大，不要失稳即可。
    2.3　双导梁的设计
    双导梁方案是采用贝雷片、加强杆、摇滚、平车、轨道、卷扬机、滑车组、钢丝 绳等组拼而成。双导梁的主体结构采用装配式公路钢桥加强的四排单层结构型式，其容许弯矩可达675 tfm，双导梁跨中最大弯矩，略去双导梁两端悬臂的影响(是偏安全的)，梁重的二之 一为44t，一个行车的最大重量为10t，总计荷载为54t，导梁计算跨径最大为32m，则 双导梁跨中最大弯矩M=PL/4=54×32/4=432?tfm。实际产生的弯矩小于容 许弯矩，故双导梁是安全的。另外，实际发生的支点剪 力为54t，而容许剪力为98t，故实际剪力也在容许剪力以内。从结构力学分析，双导梁 属于结构不稳定体系。与跨桥龙门一样，双导梁同样存在侧向稳定差的问题，在结构上仍应 采取加强措施。　
    3、箱梁安装
    首先用出坑龙门安装2孔，2孔安装完毕后搭设临时墩，然后进入导梁安装程序。
    双导梁安装组合箱梁的步骤如下：
    (1)首先在已安装好的25m桥跨箱梁上面铺设轨道，架设双导梁，安装纵移系统、横移系统、 起吊系统以及行车等设备，纵移导梁到安装桥孔就位，双导梁在纵移就位时一定要注意验算 抗倾覆稳定体系。按照钢结构梁在施工架设时期应保证有足够的纵、横向抗 倾覆稳定性，稳定系数应不小于1.3。本桥为确保安全，做到万无一失，抗倾覆稳定系数要 求达到1.5。桥面上的轨道中心线应与双导梁中心线一致，这样箱梁方可进入双导梁内。
    (2)由预制场出坑龙门吊梁横移至临时墩位置，并吊上临时墩上的轨道平车。
    (3)将要安装的梁移出临时墩，从安装好的桥面横移至桥上的轨道位置，并装上轨道平车。
    (4)由卷扬机牵引平车，将箱梁纵向运输至双导梁尾部，待吊箱梁前吊点到达前行车吊点时 ，卷扬机暂停，由前行车起吊系统吊起箱梁前吊点后再继续纵移箱梁。待箱梁后吊点到达后 行车吊点时，同样由后行车起吊系统吊起箱梁继续往前移动箱梁；待箱梁到达桥孔位置时， 首先落梁，使梁底略高于支座垫石，接着横移箱梁就位落梁；应反复调整，使箱梁就位准确 ，精度应符合技术规范的要求，并安装好临时支座和永久性支座。
    (5)箱梁准确就位时，即松去起吊装置，横移双导梁，使双导梁中心对准 轨道中心，等待安装下一根箱梁。安装顺序基本与龙门安装相同。
    (6)一孔箱梁安装结束，将两只行车移至双导梁尾端，作为平衡重，增加稳定性；接着将双 导梁用千斤顶顶起，拆去横移系统，装上双导梁纵移系统；将双导梁向前推进至下一桥孔就 位，并将导梁纵移设备拆除改成导梁横移设备，与此同时将桥面上的运梁轨道接长至导梁尾 部(即导梁平衡部位)。
    这里特别需注意两点：一是导梁向前推进过程中，一定要统一指挥，指挥人员必须由安装经验丰富、熟悉架桥技术的人员担任。指挥人员必须站在适当位置，既能看 到对岸桥墩上的滚轴，又能观察导梁推进的一切情况；所有工作人员必须服从指挥人员的命 令，动作一致，精力集中，发现问题应立即报告指挥人员，停止推进，待查明原因并解决问 题后再继续推进。二 是必须特别注意两根外边梁的安装问题，横移必须经应力及挠度验算，具有足够的安全系数 ，横移箱梁速度必须缓慢，梁底距墩帽顶面的高度越小越好.