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摘要:人字扒杆架设梁板不受架设孔墩台高度和桥孔下地基、河流水文状态等条件的限制,设备简单,不需导梁、龙门吊机等重型吊装设备即可架设中小跨径的桥梁。扒杆的安装移动简单,梁板在悬吊状态时横移容易且较安全,架设速度也较快。
本文介绍运用扒杆架设桥梁的施工技术,同时还探讨了扒杆技术的质量控制体系,为同类桥梁施工提供有益的经验和借鉴。
关键词:扒杆 施工技术 桥梁架设 质量
1 人字扒杆架设板梁的施工工艺
1.1 人字扒杆拼装工艺参数
人字形扒杆用角钢加工而成。其中,主杆采用63×5角钢焊接而成;平杆采用50×5角钢;斜杆采用40×5角钢。分为两节制作,节长为5m。桅杆竖立后底宽4m,可安装3片梁。起重系统由滑轮组、导向滑轮、卷扬机组成。滑轮组采用14门滑轮、Φ12.5钢丝绳花穿法联结,钢丝绳跑头通过导向滑轮连接卷扬机。卷扬机采用30kN慢速卷扬机,单头牵引力30kN,吊空心板梁时最大牵引力17kN。
缆风绳采用Φ12.5钢丝绳,每副人字扒杆安装前后缆风各2根,主拉背索缆风2根,由滑轮穿绕。利用大桥桥墩桩头作为缆风绳地锚,待第一孔吊装后,利用空心板(4片一联)作为人字扒杆架后缆风地锚,采用挖埋钢木地锚作为人字扒杆架前缆风地锚。
1.2 人字扒杆吊装第一孔梁体
人字扒杆吊装第一孔梁体具体施工步骤如下:①运梁车将梁运到位后,退出前车;②前、后两个人字扒杆的吊勾同时起吊梁的前端,使梁离开地面,梁端水平;③前面人字扒杆的吊勾进,后面人字扒杆的吊勾放松,使梁缓慢前移;④梁接近前墩时(距设计位置约3m)在梁后端挂淄绳,后车退出,后面人字扒杆的吊勾移至梁后端,把梁吊起;⑤控制淄绳使梁到纵向设计准确位置;⑥运用手动葫芦横移梁端,使梁到达横向设计位置;⑦调整好梁的支座并落梁到位;⑧该孔梁铺完后,拆除后面的人字扒杆并移到前墩,开始下一孔梁体安装。
此时,按如下步骤运输并将待架设的板梁就位:①运梁车吊装梁体是利用已架好的梁板作铺垫,直接把梁体运至剩余梁板待架孔位置;②在梁下摆好横移轨道及滚杠,落梁后运梁车退出;③人工用手拉葫芦使梁横移到临时支架位置;④利用运梁车外部三角架把梁吊起安装到位,拆除临时支架、落梁。
1.3 人字扒杆过墩设置
人字扒杆用角钢焊制而成,左右扒杆各高12m,分2节。扒杆的接头采用12支<22螺杆连接,上下节为大小头,大头60cm×60cm,小头30cm×30cm,由4根6m长角钢(∠75×75×8)和水平撑(∠36×36×3,长30～60cm) 及斜撑(∠50×50×5)焊制成空间桁架。扒杆的移动按以下顺序进行:
1.3.1 由前扒杆B引出钢索,使后扒杆A向扒杆B靠拢,牵引钢索,移到前扒杆B为止。
1.3.2 使扒杆A底部固定,将扒杆A拉直,拉紧前后钢丝绳缆风,装好钢丝绳卡头,使扒杆A稳定。
1.3.3 从第二个桥墩将钢索C和E分别在扒杆的底部和上部绑扎好,拉紧吊索F。前收拉索C,放松吊索F,使B付扒杆脚向前移动至桥墩上。
1.3.4 将扒杆B底部固定,拉起钢索E使扒杆B的顶部拉起立直,拉紧控制索(缆风),纵移完成。扒杆最初的安装准备工作与以上操作相同,左右横移可用齿条式千斤顶起重移动或撬棍移动。
2 人字扒杆结构的验算
2.1 人字扒杆受力分析
按一幅人字扒杆吊装空心板梁一端计算,计算位置取空心板吊至跨中计算。此时,滑轮组、缆风受力最大,且吊点A处板梁自重荷载为G/2=234.2/2=117.1kN。根据梁吊装过程中所处的位置,以及人字扒杆结构高度、缆风绳的布设位置,经过简单计算可以得出:连接卷扬机的牵引钢丝绳与水平向的夹角为39.7°;缆风绳与水平向的夹角为25.4°。于是可得出牵引钢丝绳拉力:
F1=117.1/sin39.7°=183.3kN,
牵引钢丝绳水平向分力:F2=117.1/tan39.7°=141.0kN。
2.2 人字扒杆受力验算
2.2.1 滑轮组理论牵引力验算
由Q=q/a=30/0.098=306kN 可知:Q>183.3kN,满足起重要求。
式中,Q为滑轮组理论牵引力;
q为卷扬机单根钢丝绳跑头牵引力;
a为滑轮花穿组成滑轮组荷载系数。
2.2.2 缆风绳受力验算
缆风绳采用Φ12.5mm钢丝绳,它能承受的最大拉力为135.4kN>78.05kN,能够满足使用要求。
3 施工质量控制
施工控制参数:支座中心偏位10mm,竖直度112%,梁板顶面纵向高程-5～+8mm。
3.1 地龙埋设地点要平整、干燥、不积水,必要时应事先平整地面,设置好排水沟,开挖尺寸应满足要求,回填土要逐层夯实。
3.2 地龙埋好后,要经过预拉才能使用;严禁地龙超载,地龙附近(特别是前面) 严禁取土。
3.3 地龙在使用时,应指定专人检查,如发生变形,应立即采取措施,以免发生事故。应建立定期检查制度,每逢雨后尤应检查,并及时排走附近积水。
3.4 钢丝绳在使用前应作详细检查,包括钢丝绳的直径、长度及有无断丝情况、有无磨损等。钢丝绳在使用中不得超负荷,不能使钢丝绳产生错位曲折,在起重时不能临时改变运行速度,以免产生巨大冲击荷载。钢丝绳末端钢卡头等应使用骑马式联结,钢丝绳卡头使用数量和间距应满足要求;为确保安全,便于起重绳的检查,钢丝绳最后一个卡子后面的间距在500mm以上,外加设一保险卡子以防止钢丝绳滑动。要全面地检查,如有松动应及时处理。
3.5 25m梁板安装时,先吊出13m梁端头3～315m,而后调整后缆风的长度,使两根后缆风松紧度一致,以确保两根后缆风同时受力。调整方法:先卸除卡环至每根后缆风上只剩一只,在该卡环的上方各上一只卡环,根据后缆风的松紧度使两卡环间的较松的那股钢丝绳保持一定的富余量。松掉下方的卡环,使两根后缆风的松紧度一致,再按要求上足上紧三只卡环。
3.6 梁板安装时,梁板混凝土强度≮设计吊装强度,墩台帽混凝土的强度应达到设计要求。
3.7 在架装过程中,应采取临时固定措施,使已安装好的各部分具有足够稳定性、坚固性和最小的变形。
3.8 开始吊装前应仔细检查起重及运输设备以及卡具、索具是否有松动现象,起吊时,提升和下落要平稳,不准有急动或冲击现象。
3.9 梁板就位后,梁两端支座应对位,梁板与支座须密贴,否则应重新安装。
人字扒杆是一种较为常用的施工机具,它具有轻巧、经济、易于加工安装、操作简便等诸多优点。本文介绍了人字扒杆的拼装工艺参数、板梁的运输和吊装方法,最后对人字扒杆做了结构受力分析与验算。所有这些说明,只要扒杆的设计、加工和安装(包括缆风绳的设置)合理,完全可以用于中小跨径桥梁梁体的架设。
本文介绍运用扒杆架设桥梁的施工技术,同时还探讨了扒杆技术的质量控制体系,为同类桥梁施工提供有益的经验和借鉴。
关键词:扒杆 施工技术 桥梁架设 质量
1 人字扒杆架设板梁的施工工艺
1.1 人字扒杆拼装工艺参数
人字形扒杆用角钢加工而成。其中,主杆采用63×5角钢焊接而成;平杆采用50×5角钢;斜杆采用40×5角钢。分为两节制作,节长为5m。桅杆竖立后底宽4m,可安装3片梁。起重系统由滑轮组、导向滑轮、卷扬机组成。滑轮组采用14门滑轮、Φ12.5钢丝绳花穿法联结,钢丝绳跑头通过导向滑轮连接卷扬机。卷扬机采用30kN慢速卷扬机,单头牵引力30kN,吊空心板梁时最大牵引力17kN。
缆风绳采用Φ12.5钢丝绳,每副人字扒杆安装前后缆风各2根,主拉背索缆风2根,由滑轮穿绕。利用大桥桥墩桩头作为缆风绳地锚,待第一孔吊装后,利用空心板(4片一联)作为人字扒杆架后缆风地锚,采用挖埋钢木地锚作为人字扒杆架前缆风地锚。
1.2 人字扒杆吊装第一孔梁体
人字扒杆吊装第一孔梁体具体施工步骤如下:①运梁车将梁运到位后,退出前车;②前、后两个人字扒杆的吊勾同时起吊梁的前端,使梁离开地面,梁端水平;③前面人字扒杆的吊勾进,后面人字扒杆的吊勾放松,使梁缓慢前移;④梁接近前墩时(距设计位置约3m)在梁后端挂淄绳,后车退出,后面人字扒杆的吊勾移至梁后端,把梁吊起;⑤控制淄绳使梁到纵向设计准确位置;⑥运用手动葫芦横移梁端,使梁到达横向设计位置;⑦调整好梁的支座并落梁到位;⑧该孔梁铺完后,拆除后面的人字扒杆并移到前墩,开始下一孔梁体安装。
此时,按如下步骤运输并将待架设的板梁就位:①运梁车吊装梁体是利用已架好的梁板作铺垫,直接把梁体运至剩余梁板待架孔位置;②在梁下摆好横移轨道及滚杠,落梁后运梁车退出;③人工用手拉葫芦使梁横移到临时支架位置;④利用运梁车外部三角架把梁吊起安装到位,拆除临时支架、落梁。
1.3 人字扒杆过墩设置
人字扒杆用角钢焊制而成,左右扒杆各高12m,分2节。扒杆的接头采用12支<22螺杆连接,上下节为大小头,大头60cm×60cm,小头30cm×30cm,由4根6m长角钢(∠75×75×8)和水平撑(∠36×36×3,长30～60cm) 及斜撑(∠50×50×5)焊制成空间桁架。扒杆的移动按以下顺序进行:
1.3.1 由前扒杆B引出钢索,使后扒杆A向扒杆B靠拢,牵引钢索,移到前扒杆B为止。
1.3.2 使扒杆A底部固定,将扒杆A拉直,拉紧前后钢丝绳缆风,装好钢丝绳卡头,使扒杆A稳定。
1.3.3 从第二个桥墩将钢索C和E分别在扒杆的底部和上部绑扎好,拉紧吊索F。前收拉索C,放松吊索F,使B付扒杆脚向前移动至桥墩上。
1.3.4 将扒杆B底部固定,拉起钢索E使扒杆B的顶部拉起立直,拉紧控制索(缆风),纵移完成。扒杆最初的安装准备工作与以上操作相同,左右横移可用齿条式千斤顶起重移动或撬棍移动。
2 人字扒杆结构的验算
2.1 人字扒杆受力分析
按一幅人字扒杆吊装空心板梁一端计算,计算位置取空心板吊至跨中计算。此时,滑轮组、缆风受力最大,且吊点A处板梁自重荷载为G/2=234.2/2=117.1kN。根据梁吊装过程中所处的位置,以及人字扒杆结构高度、缆风绳的布设位置,经过简单计算可以得出:连接卷扬机的牵引钢丝绳与水平向的夹角为39.7°;缆风绳与水平向的夹角为25.4°。于是可得出牵引钢丝绳拉力:
F1=117.1/sin39.7°=183.3kN,
牵引钢丝绳水平向分力:F2=117.1/tan39.7°=141.0kN。
2.2 人字扒杆受力验算
2.2.1 滑轮组理论牵引力验算
由Q=q/a=30/0.098=306kN 可知:Q>183.3kN,满足起重要求。
式中,Q为滑轮组理论牵引力;
q为卷扬机单根钢丝绳跑头牵引力;
a为滑轮花穿组成滑轮组荷载系数。
2.2.2 缆风绳受力验算
缆风绳采用Φ12.5mm钢丝绳,它能承受的最大拉力为135.4kN>78.05kN,能够满足使用要求。
3 施工质量控制
施工控制参数:支座中心偏位10mm,竖直度112%,梁板顶面纵向高程-5～+8mm。
3.1 地龙埋设地点要平整、干燥、不积水,必要时应事先平整地面,设置好排水沟,开挖尺寸应满足要求,回填土要逐层夯实。
3.2 地龙埋好后,要经过预拉才能使用;严禁地龙超载,地龙附近(特别是前面) 严禁取土。
3.3 地龙在使用时,应指定专人检查,如发生变形,应立即采取措施,以免发生事故。应建立定期检查制度,每逢雨后尤应检查,并及时排走附近积水。
3.4 钢丝绳在使用前应作详细检查,包括钢丝绳的直径、长度及有无断丝情况、有无磨损等。钢丝绳在使用中不得超负荷,不能使钢丝绳产生错位曲折,在起重时不能临时改变运行速度,以免产生巨大冲击荷载。钢丝绳末端钢卡头等应使用骑马式联结,钢丝绳卡头使用数量和间距应满足要求;为确保安全,便于起重绳的检查,钢丝绳最后一个卡子后面的间距在500mm以上,外加设一保险卡子以防止钢丝绳滑动。要全面地检查,如有松动应及时处理。
3.5 25m梁板安装时,先吊出13m梁端头3～315m,而后调整后缆风的长度,使两根后缆风松紧度一致,以确保两根后缆风同时受力。调整方法:先卸除卡环至每根后缆风上只剩一只,在该卡环的上方各上一只卡环,根据后缆风的松紧度使两卡环间的较松的那股钢丝绳保持一定的富余量。松掉下方的卡环,使两根后缆风的松紧度一致,再按要求上足上紧三只卡环。
3.6 梁板安装时,梁板混凝土强度≮设计吊装强度,墩台帽混凝土的强度应达到设计要求。
3.7 在架装过程中,应采取临时固定措施,使已安装好的各部分具有足够稳定性、坚固性和最小的变形。
3.8 开始吊装前应仔细检查起重及运输设备以及卡具、索具是否有松动现象,起吊时,提升和下落要平稳,不准有急动或冲击现象。
3.9 梁板就位后,梁两端支座应对位,梁板与支座须密贴,否则应重新安装。
人字扒杆是一种较为常用的施工机具,它具有轻巧、经济、易于加工安装、操作简便等诸多优点。本文介绍了人字扒杆的拼装工艺参数、板梁的运输和吊装方法,最后对人字扒杆做了结构受力分析与验算。所有这些说明,只要扒杆的设计、加工和安装(包括缆风绳的设置)合理,完全可以用于中小跨径桥梁梁体的架设。