铁路中桥跨铁路T梁吊装专项施工方案[优秀工程方案]

1、峰福铁路中桥跨铁路T梁吊装专项施工方案一、 工程概述武夷山大红袍山庄专用通道工程位于武XX市城区南部,为大红袍山庄专用进出通道。该工程起XX省道S303平交,起点桩号为K0+014.995,终点与大红袍山庄外环路平面交叉,终点桩号为K1+331.168,路线长1346.163m。主要构造物包含跨宁武高速大桥、跨峰福铁路中桥。二、 梁片架设大红袍山庄专用通道在K0+560K0+670处设置梁场,梁场计划生产30mT梁55片,其中跨峰福铁路中桥T梁15片(跨铁路吊装T型梁5片),跨宁武高速主线桥T梁40片。梁场设置台座12个,现已预制T梁2片,每片中梁重68.6T,边梁重73T。跨铁路吊装5片T型

2、梁主要存放在梁场台座上,跨铁路梁吊装施工需向南昌铁路局申请“天窗修”时间。计划每天架设跨铁路T梁一片,每片梁封锁时间为半小时,采用龙门吊吊装,运梁炮车运输,双导梁架桥机架设,运输距离约100m。三、 架桥机验算(1)、架桥机结构及工作原理导梁由3排单层贝雷片、支撑架、贝雷销、撑架螺栓、加强弦杆、弦杆螺栓等组成。导梁下部安装有6台导梁台车,其中2台为可转位主动平车,2台为前部主动平车,2台为尾部被动平车。两导梁上部铺设有枕木、钢轨。两导梁钢轨上放置有4台横梁纵移平车,每两台横梁纵移平车之间由天车连接,天车横梁上铺设有钢轨,供天车横向行走。横梁纵移平车是单轨主动平车,每组横梁的两台纵移平车由电气线

3、路控制实现纵向行走。两组横梁可以单独使用,也可以联机使用。天车由行走机构和提升机构两部分组成,提升机构实现吊装,行走机构实现横向位移。(2)、架桥机的拼装1、工地准备工作枕木: 前部平车横移用枕木:由于峰福铁路中桥第一跨曲率较大,处于超高段上,架桥机行走到桥墩边缘很难把边梁放到位置,为了解决这个问题,我们设计了由2个18cm的4米长的工字钢,用10mm厚的铁板焊接成一个护轨,这样护轨就可以伸出桥墩外,前部平车也可以行走到桥墩处面。为了保证安全,护轨伸出桥墩只有2021,这样一来保证了安全又可以顺利的架设边梁。导梁平车用枕木:导梁平车用枕木由厂家设计的钢枕来代替,用螺栓固定在贝雷片上。中部平车横

4、移用枕木。架桥机移跨用枕木:架桥机在移跨时危险性很大,中部平车二轨道面一定要在一个平面上,这样架桥机在移跨时才有平稳。如果二轨道面有高差,架桥机在移跨时就向低的一边倾斜,高差过大有可能发生倾斜。尾部平车行走用枕木(被动行走):尾部平车行走用枕木与中部平车向对应。架桥机移跨时用圆木:一跨与一跨之间需要用圆木,在圆木上放 1m15cm15cm的枕木,在枕木上放2cm150cm250cm的铁板,供架桥机移跨用。1、主要结构及参数天车天车由机架、提升机构及行走机构三部分组成。机架是槽钢和钢板的焊接件,安装提升机构和行走机构。表一 天车提升机构和行走机构的主要参数提升机构行走机构最大起重50t小车运行速

5、度5.9m/min提升速度0.85m/min电动机3Kw-8P电动机11Kw-8P制动器型号TJ2-200减速器JZQ400减速器型号JZQ350总传动比100轨距1505mm制动器TJ2-300跑轮直径400mm滑轮组倍率14钢轨P50表二 JM5卷扬机安全系数确定额定拉力50KN钢丝绳抗拉强度钢丝绳直径21.5mm破断力总和152KN安全系数N5横梁纵移平车(单轨道):四台横梁纵移平车均由机架及行走部分组成,机架是用钢板与槽钢的焊接件,行走部分包括跑轮、电动机、减速器、齿轮副,由电动机带动减速器,通过齿轮副带动上跑轮运转。表三 横梁纵移平车主要技术参数承载重量25t跑轮直径400减速器型号

6、JZQ350制动器型号TJ2-200电动机4Kw-6P运行速度7.6m/min前后轮轴距离1600mm钢轨P50导梁平车:由4台单轨主动平车及2台被动平车组成。表四 导梁平车主要技术参数 名称参数前部主动平车(单轨)中部导梁动平车(单轨)尾部导梁平车(单轨)承载t2535025跑轮直径mm402460400行走速度m/min7.67.6/减速器型号BWD-59JZQ350/制动器型号TJ2-200TJ2-200/电动机2.2Kw-6P5.5Kw-6P/前后轮轮距700700700轨距mm/钢轨P43P43P43拼装架桥机的拼装场地大小为长60米,宽8米。三排贝雷片拼装在一起为一个导梁架。先把贝

7、雷片伸出0#桥台外1.5米,为了品装好导梁架之后,在伸出的部分安装前部行走平车。贝雷片之间用贝雷销进行连接,每一节之间用支撑架进行连接,加强弦杆之间用贝雷销连接,用弦杆螺栓把加强弦与贝雷片连接在一起。在导梁的下面也有支撑架,用支撑架螺栓连接在加强弦杆上面。导梁用枕木的垛子上进行拼装,为了拼装垛子不易过高。导梁在拼装时要与泉州台垂直,二个导梁中心之间的距离为4.9m,为以后移跨和安装行走平车做准备。二个导梁拼装完成后,用50t千斤顶把导梁顶起来,顶到导梁下面的空间能方便的安装中部平车和尾部平车为好。在导梁前面用支撑架螺栓安装12孔支撑架,然后安装前部平车。在距前部平车31.5m处安装中部平车,在

8、距中部平车18m处安装尾部平车。平车安装后,在导梁上面安装钢枕与钢轨,在地面上把横梁纵移平车安装好,用吊车把横梁纵移平车吊到钢轨上,然后用吊车再把天车吊到横梁纵移平车的轨道上。铺设中部平车于尾部平车行走轨道,用千斤顶和枕木垛子相互配合把中部平车和尾部平车放到轨道。然后开始布线,布完线开始试车,先试横梁纵移平车,看平车行走是否平稳,轮子是否有啃轨现象。二台车联机行走是否方向一致,行走速度是否相同,刹车机构是否灵活。如果有故障立刻进行处理。用同样的方法对天车进行试车。试完车后,用卷扬机把吊钩安装好。(3)、架桥机安全稳定性计算由于架桥机工作状态时,存在两种危险截面的情况:一种为移跨时存在的危险截面

9、；另一种为运梁、喂梁、落梁时存在危险截面,故此须分别对其进行稳定性验算和受力分析。1、主体结构验算参数取值贝雷片导梁自重(包括枕木及轨道):0.1879t/m(单排加强贝雷)横梁纵移平车:16t/台天车:4.5t/台验算荷载(30mT梁):100t起重安全系数:1.05运行安全系数:1.15结构倾覆稳定安全系数:1.5基本假定:主梁现场拼装时重心最大偏差:0.1m架桥机纵向移动时吊装钢丝绳倾角:2021、总体布置说明架桥机主要由导梁、天车横梁、横梁支腿、开车、前部平车总成、中部平车总成、尾部平车总成等组成,导梁采用贝雷片拼装式,动力部分全部采用电动操作。导梁中心距:4.9m导梁全长:54m,前

10、支点至中支点的距离为33.5m架桥机导梁截面:1.7m1.3m架桥机导梁底部由前部平车总成、中部平成总成、尾部平车总成。吊装系统由2套天车横梁总成和4台横梁纵移平车组成。吊装系统采用:2台天车。3、结构验算(1)施工状态分析:状态一:架桥机完成拼装或一孔T梁吊装后,前移至支点位置时,悬臂最长,处于最不利情况,需验算的主要内容:抗倾覆稳定性验算；支撑反力的验算；贝雷片内力验算；悬臂挠度验算；状态二:架桥机吊装时,前部天车位于跨中时的验算,验算内容为:跨中挠度验算；支点反力的验算；天车横梁验算；贝雷片内力验算；(2)基本验算:状态一:架桥机拼装完成或装完一孔T梁后,前移至最大悬臂时为最不利状态,需

11、验算的主要内容:a抗倾覆稳定性的验算；b悬臂时刚度的验算；c支架点反力的验算；d主桁架内力的计算；施工中的荷载情况:a主桁架重:q111.275KN/m(六排单片加强贝雷片、含振木、钢轨)(其中:贝雷片2700KN/m,贝雷销30N/套,支撑架螺栓6.9N/套,加强弦杆800N/根,弦杆螺栓2021个,钢枕1000N/m,钢轨380N/m)b套天车横梁总成(包括横梁、天车、横梁纵移平车等)自重:p311tc前部平车总成自重:p23.5td尾部平车总成自重(含尾部边接架): p43t施工中计算:A抗倾覆稳定性的验算(见计算模式图)由于移跨时架桥机前端悬臂,此时为了生产安全,移跨之前应对架桥机尾部

12、适当配重,设计过程中以25t计算:取B点为研究对象,去掉支座A,以支点反力RB代替(由里矩平衡方程)注:配重天车位于A点横梁上P233.5m+RA16m+q1L12/2q1L22/2+(2P3+250KN) 16m(其中L133.5m,L22021m)RA149.4KN,RB964.45KN因为RA远大于零,故是安全的。倾覆里矩:M11/2q133.52+p233.57499.18KN.M平衡力矩:M21/2q120212+(2p3150KN) 16+p41610359.2KN.M即:M2M1,因此,平衡力矩大于倾覆力矩,满足规范要求。B支点反力大计算:当架桥机导梁最前端冲跨到下一片盖梁时,悬

13、悬臂最长,中支点受力最大,这里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下:RA49.4KN,RB964.45KN。C主桁架内力计算贝雷桁架各构件允许荷载如下:三排单层加强贝雷桁允许弯矩:4809.4KN.M三排单层加强贝雷桁允许剪力:689.9KN销子双剪状态允许剪力:55ta主桁架弯矩验算:中支点处断面所受弯矩最大:fmaxf1+f2f1-p233.53/(3EI) -35KN33.53m3/(3EI)f2-q133.54/(8EI) -11.275KN/m33.54m4/(8EI)所以:fmaxf1+f2-p233.53/(3EI) -q133.54/(8EI)-35KN33.53m3/(321

14、0109N/m21732303.2m410-8)-11.275KN/m33.54m4/(8210109N/m21732303.2m410-8) -0.608m此时由于贝雷片自身装配,产生架桥机前端下沉0.2m,故架桥机头部总下沉挠量为0.808m。M中7499.18KN.m由于贝雷片和加强弦杆共同受力,所以有:允许弯曲M允许4809.429618.8KN.mM中7499.18KN.m即贝雷片抗弯强度满足施工要求。b销子抗剪验算:销子所受剪力为Q96.445t/248.22tQ允许55t,满足施工要求。c贝雷桁架抗剪验算:贝雷桁架所受剪力为Q964.45KN/2482.225KNQ允许698.9

15、KN,满足施工要求。D悬臂端挠度的验算:a弹性挠度计算:前部平成总成产生挠度:f1p233.53/(3EI) 35KN33.53m3/(3210109N/m2 1732303.2m410-8) 0.12m主桁架自重(含钢枕、钢轨)产生挠度:f2q133.54/(8EI) 11.27533.54/(8210109N/m21732303.2m410-8) 0.488m所以弹性挠度f弹f1+f20.12+0.4880.608m60.8cmb非弹性挠度计算:销子与销孔间隙为1mm,考虑到材料使用时间较长,以及贝雷片的变形,实际取2mm来计算非弹性挠度。F非+300SINNO211+0.3+0.6+0.

16、9+1.2+1.5+1.8 +2.1+2.4+2.7+3+3.341.8cm即悬臂挠度:fF非+f弹60.8+41.8102.6cm悬臂端翘起高度取125cm为一合理值,能够满足架桥机的前移就位。E鼻梁的强度验算:可能导致鼻梁破坏的工作状态有两种:a鼻梁悬臂且架桥机继续前移状态此状态时,鼻梁与主桁接头处为最不利截面,此处弯矩WA为鼻梁自重及前移牵引力(牵引力取得3.5t)所产生弯矩之和。WA15.75348.975+3533.56668KN.mW允许9618.8KN.mb鼻梁搭上前支点且架桥机继续前移状态此状态时,最大弯矩由前支点反力产生,前支点反力按简支梁收受力取值(偏于安全)R前191.9

17、87533.5-15.75348.9751403KN.m(注:鼻梁与主桁接头处工件按与贝雷片弦杆等强度设计)状态二架桥机吊装梁段前移,前天车至跨中时为又一不利状态,验算内容:a天车横梁受力验算b支点反力验算c主桁内力验算d跨中挠度的验算A、施工中的荷载情况a、主桁梁重:q111.275KN/m(六排贝雷)b、1套天车横梁总成(包括横梁、天车、横梁纵移平车等)自重 P311t(天车自重P54.5t)c、梁重:P480tB、施工中荷载组合分析此状态中风荷载对结构本身作用不大,所以这里不考虑风荷载的影响。C、施工验算a、天车横梁受力验算当荷载作用于横梁跨中时,弯矩最大:荷载PP4/4+P5/280/

18、4+4.5/222.25t(横梁支腿斜撑能承受一部分力)横梁及轨道自重q0.184t/m,则横梁最大弯矩M横梁Pmax2.45+q5.542/8222.45+0.1845.542/847.6t.m横梁其组合截面抗弯模量(B32021400,b296,h368)WBH3-bh3/6H2.8,则横梁最大截面应力:170Mpa235Mpa,故横梁满足施工要求。b、支点反力的计算当前天车运行到架桥机导梁前端跨中时,中支点弯矩最大,这里按连续梁计算各支点反力,具体结果如下:RA62.5t,RB78.8t,RC41.6tD、主桁内力验算a、销子抗剪验算同样,销子所受剪力q78.8/239.4tq允许55t

19、,满足施工要求。b、主桁弯矩验算当前天车运行至跨中处断面所受弯矩最大M中41.616.75+1.127516.752/2854.97t.m480.942,小于在状态一中主桁承受弯矩。即贝雷片抗弯强度满足施工要求。c、跨中挠度的验算此状态中跨中挠度最大,作用力为天车吊梁时产生的集中荷载与主梁自重,以及鼻梁产生的弯矩。P61t,q1.1275t/m。 M鼻梁577.5KN.m所以跨中挠度:f6133.53/48EI+1.1275533.54/384EI-57.75 33.53/4EI3.23cmL/4008.375cm即跨中挠度未超过规范允许值,满足施工要求。状态三架桥机吊梁就位时的验算,验算内容

20、:前部横梁强度及稳定性验算当前天车运行至前部平车总成0.5m处时,前部横梁受力为最大。A支点为处于零空状态。由于此时支座A支点处于零空状态,B前端又多一个支座C,根据平衡条件求支点反力RC、RB。计算简图如下:取支座C点为研究对象,由力矩平衡得:3(16+33.5)+1.1275542/2+9100+112) 30/2RB33.5RC+RB1.127554+(100+11/2)+3由此得:RC77.76t,RB108.13t,M中630.65KN/m由于六排单层加强贝雷片允许弯矩M允许9618.8KN/m,从而:M中M允许,所以是安全的。求前段跨中E点挠度:fE(RCX3/6-qX4/24-CX)/(EI)(其中X16m,q11.275KN/m,RC777.6KN,E210109N/m2,I1732303.210-8m2,C11879KN/m2)故fE0.105m校正前部横梁:RC77.76t,横梁自重0.164t/m。则横梁最大弯矩为:M横梁P0.7+0.1646.32/828t.m(横梁支腿斜撑能承受一部分