空心板梁安装技术方案

1、吴江市江兴大桥新建工程引桥空心板梁安装施工技术方案编制人：仝建色审核人：周文胜一批准人：沈永康编制单位：吴江市明港预应力桥梁构件厂编制日期：二oo六年五月吴江市江兴大桥新建工程引桥l=20m空心板梁安装施工技术方案一、工程概况：江兴大桥是吴江市城区连接江兴西路和运河东路的一座新建大桥，跨越227省道、京杭大运河 东西汉道以及运河东路，主桥采用三跨v型墩连续刚构形式，引桥采用l=20米先张法预应力磴空 心板梁。全桥东西引桥共计12跨空心板梁，共需预制安装20m空心板梁中板168片，边板（翼板挑臂 长度40cm） 24片，梁体c50確方量总计v=1696. 8m3o每种类型板梁的起吊重量：每片中板

2、c50栓为& 5叭 起吊重量为g=22. it,边板c50栓为11.2m3,起吊重量为g二29. it。 空心板梁设计荷载等级为城市一a级。二、安装方案编制依据：1）同济大学建筑设计研究院编制的江苏省吴江市江兴大桥新建工程（施工图设计）2）公路桥涵施工技术规范（jtj 041-2000）3）公路工程质量检验评定标准（jtj 041-98）4）钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理（人民交通出版社）5）起重机设计规范三、空心板梁运输及中转方案：空心板梁由厂内50吨龙门吊吊装上船后，通过长湖申线、京杭大运河航道至吴江市松陵镇水 域附近，并该水域附近的专用卸船码头上完成全部板梁的中转与装卸

3、工作。板梁中转装卸由我厂派 驻现场的50吨水上浮吊船进行，然后通过运梁平板车运输约5km至桥位安装现场进行安装作业。根据对运输路线的实地查勘，道路的转弯半径均能满足要求，浮吊船作业水域面积及深度均能 满足要求，且浮吊船作业面上方无影响吊装作业的高空管线。以本桥边板起吊重量作为选择水上浮吊船起重性能参数的依据。附：50吨浮吊船作业参数图配贡水譚f室380 570 io格构式主扒杆50吨浮吊船平面图主扒杆的水平工作半径l如考虑运梁车与河岸大致成90。停靠，则要求浮吊船的起吊工作半径r不小于15m,如考虑运 梁车与河岸大致成平行布置，则要求浮吊船的起吊工作半径r不小于7叽从

4、浮吊船的起重性能参数图中可以看出，浮吊船在主臂与船身成45。时，其最大安全起重量 能达到30吨左右，满足本桥起吊重量最大的20米边板要求的起重量g二29. 1吨，此时主臂的水平 有效作用半径为r=23. 3-5. 7=17. 6m,均大于运梁车与河道不同相对位置时要求的起吊半径，此时 浮吊船的起吊高度为h=24m左右，满足吊装高度的要求。综上所述，木次安装时现场派驻一艘50 吨水上浮吊船即能满足本桥全部20m板梁中转装卸的要求。四、安装工期及总体方案：(1) 、安装工期：根据该桥的施工组织安排，引桥空心板梁需分为三个阶段完成，第一阶段安装完成东引桥 k16k20跨共计80片空心板梁，第二阶段安

5、装完成西引桥k1k5跨共计80片空心板梁，第二阶 段待与引桥连接处主桥现浇预应力栓连续箱梁张拉施工完成后，再安装完成k6跨和k15跨共计32 片空心板梁，至此全部完成引桥192片20m空心板梁的安装任务。全桥空心板梁由吴江市明港道桥工程有限公司下屈安装队安装，根据拟定的安装方案、采用的 安装设备、安装技术水平和以往类似桥梁的施工经验，全部空心板梁如连续架设完成吋间约为10 个工作日，即平均每天可安装完成约20片空心板梁。(2) 、安装总体方案：全部20m空心板梁均采用两台qy50型汽车吊双机抬吊安装施工。东引桥安装时，考虑施工便道在桥梁的北侧，故东引桥每跨空心板梁横桥向安装顺序均为由北 向南依

6、次架设完成，每跨空心板梁的纵桥向安装顺序为由桥台处k20跨开始依次向k16跨推进，在 安装k20跨空心板梁吋，一辆qy50型汽车吊站位在k20跨桥台已施工完成的桥台后回填土上，一 辆qy50型汽车吊站位在k19跨内已经处理的地基上并靠p19墩西侧，两辆汽吊双机抬吊完成该跨 全部空心板梁的安装。在安装东引桥剩余4跨空心板梁时，原站位在k20跨桥台回填土上的qy50 型汽车吊转移到已安装完成的k20跨空心板梁顶面就位，而原站位在k19跨内的qy50型汽车吊转 移下一安装跨内并靠相应桥墩西侧平行布置，同样两辆汽车吊双机抬吊完成剩余4跨空心板梁的安 装。西引桥安装时，考虑施工便道在桥梁的北侧，故西引桥

7、每跨空心板梁横桥向安装顺序均为由北 向南依次架设完成，每跨空心板梁的纵桥向安装顺序为由桥台处k1跨开始依次向k5跨推进，在安 装k1跨空心板梁时，一辆qy50型汽车吊站位在k1跨桥台已施工完成的桥台后回填土上，一辆qy50 型汽车吊站位在k2跨内已经处理的地基上并靠p1墩东侧，两辆汽吊双机抬吊完成该跨全部空心板 梁的安装。在安装东引桥剩余4跨空心板梁时，原站位在k1跨桥台回填土上的qy50型汽车吊转移 到已安装完成的k1跨空心板梁顶面就位，而原站位在k2跨内的qy50型汽车吊转移下一安装跨内 并靠相应桥墩东侧平行布置，同样两辆汽车吊双机抬吊完成剩余4跨空心板梁的安装。待引桥接主桥处现浇预应力碗

8、连续箱梁张拉封锚施工完成后，即可进行东引桥k15跨和西引桥 k6跨空心板梁的安装，安装东引桥k15跨时，一俩qy50型汽车吊站位在已安装完成的k16跨空心 板梁顶面，另一辆qy50型汽车吊站位在p14墩的东侧己经处理的地基上，两辆汽车吊双机抬吊就 可完成该跨空心板梁的安装。安装西引桥k6跨时，一辆qy50型汽车吊站位在已安装完成的k5跨 空心板梁顶面，另一辆qy50型汽车吊站位在p6墩的西侧已经处理的地基上，两辆汽车吊双机抬吊 就可完成该跨空心板梁的安装。五、双机抬吊安装施工中有关的受力计算：a、双机抬吊汽车吊的选择：根据双机抬吊作业规定：吊装作业时应根据每台起重机的起重能力进行合理的荷载分配

9、，每 台起重机的负荷量不得超过其安全负荷量的80%,并口尽量选用两台同类型的起重机。以全桥起吊重量最大的20山边板作为选择起重机的依据，其起吊重量为g二29. it,考虑到吊装 附加荷载如风载、惯性力以及动力系数等，取安全系数k二1.15,则起吊最大荷载为g=29. 1 x1. 15=33. 5t,每台汽车吊应分配到的荷载为g二33. 5/2二16. 8t,根据上述双机抬吊作业规定,每台 汽车吊的负荷量应为21t,以此来选择qy50型汽车吊的起重作业参数。根据qy50型汽车式起重机起重性能表，当主臂长度为11m时，起吊工作半径为6. 5m时，其 安全起吊重量为g=21t,故能满足要求。附：qy

10、50型汽车吊双机抬吊20m空心板梁时起重性能图b吊索的选择：每片20m空心板梁设4个4)25mm吊环，故吊装吋相应每个吊环处设1根吊索通过卡环与之连 接，吊索与吊环成60°的水平角，考虑到4根吊索不均匀受力的因素，按3根吊索考虑受力，则 每根吊索拉力应为f二(33. 5/3) /cos30° =12. 9to吊索钢丝绳公称抗拉强度取1700mpa,重型工作条件下安全载重系数取k二6,换算系数取0. 82, 则钢丝绳钢丝的总断面积应为：a= (129x 103x6) /0. 82/1700=555. 2mm2则吊索应选用6x37绳纤维芯钢丝绳，绳径为39mmoc、连接卡环的选

11、择：卡环横销的直径为 =j呀q ="29x1%)= 5=mm ,故在选择卡环时应注意其横销直径d应 不得小于5. 7cm。d、吊环的验算：根据设计图纸要求，每片空心板梁距离梁端40cm的位置处需预埋4个1)25mm吊环，边板最大 起重重量为g=33.5t,考虑到4个吊环不均匀受力的因素，按3个吊环考虑受力，则每个吊环受力 为f二11.2t,每个吊环应力应为9800 xg 9800x11.20" = /a- 2x490.9= 112mpa<a = l45mpaf故吊环的拉应力满足要求。吊环的抗拔力验算：吊环钢筋在梁体内的埋置深度l=80cm,光面钢筋粘结强度t =2mp

12、a,则每个吊环的抗拔力为 p = ti( xxt/x/ = 2xx25x800x2 = 25.1；,远大于单个吊环所承受的拉力，故吊环的抗拔力 满足要求。e、安装跨内地基处理的要求：由于双机抬吊安装时，一辆qy50型汽车吊需站位在每跨内经处理的地基上进行吊装作业，而 吊装时汽车吊支腿处集屮力往往很大，因此支腿处地基除需按要求进行加固处理外，尚应在处理过 的地基上垫厚钢板或枕木以分散支腿下的集中力。地基承载力的验算：经计算汽车吊支腿处最大集中力为p=37. 5t,假定支腿下垫3x1. 5m厚度为2cin的钢板，由于 钢板不可能全部为刚性受力，故钢板受力面积按a=l. 5x0. 75=1. 125

13、m2计算，则地基承载力必须达 到 p二375/1. 125二333kpa。查该桥的地质勘探资料，原地而土的地基承载力基本上不能满足要求，故吊装前需对汽车吊站 位处地基进行加固处理，处理方案如下：1、将原地面下挖50cm,待坑底土碾压密实后再分二层掺灰回填并分层碾压密实，掺灰量为6%, 碾压密实度应不小于93%o2、在施工完成的灰土顶面再铺设一层厚度为30cm左右的清道渣，清道渣分每层15cm厚度洒 水碾压密实，缝隙可用碎石或石屑填补。f、汽车吊站位在梁顶面吊装时的受力验算：根据安装方案，一辆qy50型汽车吊需站位已安装完成的空心板梁顶面进行后续跨空心板梁的 吊装，由于此吋空心板梁间绞缝栓尚未浇

14、筑，空心板梁间无法形成协同整体受力，为防止汽车吊轴 载以及支腿处集中力对空心板梁产生结构性破坏，故需对汽车吊在站位在梁顶面吊装进行必要的受 力验算，以策施工安全。(1) 、20米空心板梁截面特性参数的计算：已知条件：空心板梁混凝土设计标号为c50,轴心抗压强度标准值打32 am pa,轴心抗拉强 度标准值flk = 2.65mpa ,混凝土弹性模量& =3.45x10°mpa ,普通钢筋iirb335弹性模量 e, = 2.0x105mpg,预应力钢绞线弹性模量=1.95xl05mft/o空心板梁配筋布束及截面尺寸如 下图：换算中性轴位置：中性轴距截面下缘：儿二39.2cm中

15、性轴距截面上缘：yv =85-39.2 = 45.8cm换算截面惯性矩：人=3980620.lc加4预应力损失的计算：预应力筋应力损失主要为预应力筋的应力松弛损失、混凝土弹性压缩损失、碗收缩徐变应力损 失，经计算，空心板梁安装阶段总的预应力损失7$ =鼻4 + 65 + 66 = 266.9mr/，钢绞线的有效预 应力为6 = acon -as =1339-266.9 = 1072ampa.安装阶段扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂性验算截面边缘产生的混凝土有效预压 应力为预加力 n“o = 14 x 139 x 1072=2086.3kw20863x1°； + 2086.3x2

16、x(392 “)x392 =助叭4401.3x1023980620. lxlo4验算工况1： qy50型汽车吊倒驶上空心板梁顶面(1)、单片空心板梁跨中截面抗弯能力验算：50吨汽车吊轴载及各部尺寸图如前图。按简支梁影响线布置汽吊移动轴载，并以跨中截面作为止截面抗裂性验算截面，则验算简图如跨中由汽吊轴载对梁体产牛的最大弯矩为耐皿=254x4.86 + 133.3x2.235 = 1532.4atn.rn考虑汽吊车身的宽度为2.5m,上述弯矩应由2片以上的空心板梁承担，现为安全计，考虑由2片空心板梁分担，则每片板梁跨屮验算截面弯矩值为1532. 4/2=766. 2kn. m。荷载产生的抗裂性验算

17、截而边缘法向拉应力的计算766.2 x106/101546.4x103=1.54mpa梁体自重产生的抗裂性验算截面边缘法向拉应力的计算20米空心板梁每延米荷载集度q = h.o7kn/m ,则对跨中截面产生的自重弯矩为m h2qp =11.07x19.62a/ 2= 丫 = stjj x2 x=39爲躺0存.2琢8 8= 531.7 kn.m则总荷载产生的抗裂性验算截面边缘法向拉应力为7. 54+5. 2=12. 7mpao而抗裂性验算截面抵抗应力为二部分之和：1、梁体c50碗自身抗拉强度，按0.8九计算为 2. 12mpa； 2、安装阶段扣除全部预应力损失后，预加力在构件抗裂性验算截面边缘产

18、生的混凝土有 效预压应力= 11.9mpa ,二部分抵抗应力z和为14. 02mpa,可见qy 50型汽车吊倒驶在梁顶面 是安全的。(2) 、单片空心板梁支点截面斜截面抗剪能力验算：为验算方便计，将20m空心板梁截面等效成工字形截面，等效后截面尺寸如下：支点处剪力影响线如下:支点截面处由汽吊轴载对梁体产牛的最大剪力为eniax = 254 x 1.0 +133.3 x 0.73 = 35.3kn考虑汽吊车身的宽度为2. 5m,上述剪力应由2片以上的空心板梁承担，现为安全计，考虑由2 片空心板梁分担，则每片板梁支点验算截面剪力值为351. 3/2=175. 7kno单片空心板梁斜截而抗剪能力验算

19、：按桥规(jtg d62)规定：混凝土与箍筋共同的抗剪承载力按下式计算：匕$ =。皿冬 x0.45x10-3 xbh()j(2 + 06p)庇二psjqv式中各参数的意义如下：0异号变矩影响系数，对简支梁取=1.0；色一预应力提高系数，也=125 ；冬一受压翼缘影响系数，b斜截面受压端正截面处截面腹板的宽度，支点截面处腹板宽度取b=33cm;p斜截面纵向钢筋配筋百分率，q=(l4x4 + 2x1.131)=0003, ”二“亠33x(85-4.5)尢从梁体混凝土的设计标号；p,v篩筋的配筋率，支点截面处几,2x78.5 =0005bsv 330x100九"一普通钢筋抗拉强度设计值，取

20、./；加二280mpa将上述各参数代入公式，计算得空心板梁支点截面处容许承载的最大剪力为：v,. =1.0xl.25x 1x 0.45 xl0_3 x330x 805 x j(2 + 0.6 x 0.3)烦 x 0.005 x 280 = 763.6kn可见支点截面处斜截面抗剪能力远远大于每片空心板梁支点截面实际承担的剪力，故支点截面 处抗剪能力满足要求。验算工况2：与站位在跨内的qy50型汽车吊双机抬吊时支腿反力对空心板梁的受力验算。 汽车吊主臂水平工作半径为r二6. 5m,支腿的受力验算图如下：经计算，图中4个支腿压力值如下：c=173.8kn, pb=556kn, p = 89.6/c7

21、v , pd =319kn由上面计算可以看出，pb<0,此时只有a、c、d三支腿支承，支承反力重新分配，则求得d支 腿的最大压力max =374.6kn单片空心板梁受力验算简图如下：由上图可以看出，支腿处反力对梁体跨中截面产生的弯矩极小，可不作验算，而对支点截面产 生的剪力则很大，故验算之。支点截面处剪力影响线：c支腿支承反力p二89. 6kn d支腿支承反力p二374. 6kn545支点验算截面剪力影响线图支点验算截而最大剪力为q吨=374.6 x 1.0 + 89.6 x 0.722 = 439.3at7v而单片空心板梁支点截面处能承受的最人剪力值为763. 6kn,故工况2状态下支

22、点截面抗剪能 力同样能满足要求。综上所述，一辆qy50型汽车吊站位在已安装完成空心板梁顶面吊装是不会对板梁结构造成破 坏，施工是安全的。六、安装施工中各关键工序的安全保证措施(1) 、50t水上浮吊船作业的安全保证措施：作业前浮吊船应对所有的设备进行认真的检查、维修和保养，确保其具有良好的技术状况，浮 吊船的主要岗位上的作业人员必须做到持证上岗，并选派具有丰富经验的人担任起重指挥，施工前 应将空心板梁安装过程屮的安全作业程序细化，对参与施工的人员进行详细的技术交底和安全交 底。浮吊船上应配备必要的水上救生设备，施工人员作业时必须佩带好安全帽，穿戴好救生衣。严格执行试吊制度，以便确定浮吊船作业时

23、的最佳水上平而位置，并根据浮吊船移动时的范围 在船四角上抛好十字铁锚，铁锚必须锚固可靠。严格执行浮吊船起重性能的工作参数，吊装过程中应严格控制好主臂倾角、水平幅度与起重量 的关系，严禁超负荷吊装。吊装所用的钢丝绳、卸扌ii、主钩应进行定期的检查、保养，严格执行起重吊具的相关报废标准。 夜晚停泊在河中时，应按航务管理部门的有关规定设置好夜间信号灯，防止来往船舶碰撞。(2) 、40t运梁车的行驶安全保证措施：运输作业前应对运梁车的技术状况进行全面的检查，特别是轮胎部位的检查，防止运输吋爆胎 导致板梁从车身上滑落损坏。每俩运梁平板车驾驶人员必须固定，驾驶人员必须做到持证上岗，严禁无证驾驶或超越驾驶证

24、 准驾范围驾驶。保证运梁车低速平稳行驶，一般应限速在40km/h以下。严格遵守道路交通安全条例的有关规定，服从交警或现场临时交通指挥人员的管理。空心板梁伸出车身的悬臂长度应控制在lnil5ni范圉内，并板梁伸出端部做好醒口的标记。(3) 、qy50吨汽车吊起吊安全作业保证措施：起重操作工属特殊工种，操作人员必须经劳动、安监部门培训合格并取得上岗操作证后方可上 岗作业，安装过程中必须做到人机固定。详见后附起重工上岗证。吊装作业前，应认真检查汽吊停靠位置处地面条件能否满足起垂机的下列工作条件：地面处应 坚实，作业过程中支承面不得下陷；地面的倾斜坡度不得大于5%。吊装作业前，应按批准实施的安装施工技

25、术方案选配相应型号的汽车吊，为保证双机抬吊作业 的安全，应尽量选择同型号的起重机，并在吊装过程中进行合理的荷载分配，即每一台起重机的负 荷量不得超过其安全负荷量的80%o吊装作业前，应对液压油位、全自动力矩限制器、高度限位器等涉及吊装重大安全的车身部件 进行认真检查，初步判定无异常情况后，应认真执行空载操作检查的有关规定，经检查确认无异常 情况后方可正式，汽吊支腿操作的注意事项：起重机支腿应支固在坚固而u尽量平整的地面上，若在地面上作业时，地面较软，应对地面进 行适当的加固处理，并在支腿盘下边垫进结实的木块、钢板或路基箱板，以扩散支腿下较大的集中 力，若在板梁顶面吊装作业时，在水平幅度较小时，

26、吊装侧支腿可直接支承在一片板梁的顶面，但 必须在支腿下盘下垫长度不小于lm的木柿，以便将支腿下集中力分配到板梁两侧腹板上形成全梁 整体受力，在水平幅度最大时或工作面较大时，吊装侧支腿下应垫刚度比较大的路基箱，长度不小 于2m,以便汽吊在最不利工况下将形成的巨大支腿反力分配到两片空心板梁来承受，确保板梁结 构安全。在起重作业前，应认真执行试吊检查制度，即先将荷载吊离地面停留一下，当确认没有问题时 再继续起吊，在起吊重物尚未离开地而前，不得利用起臂或伸臂将其吊离地而，只允许进行起升操 作。起重机的起升、回转、变幅等操作时应缓慢、平稳，不得有剧烈、过猛的动作。起重机支起调平后必须保证轮胎要离开地面或板梁顶面。放支腿时，一定要先放水平支腿，后放垂直支腿，而收支腿时的顺序则刚好相反。当进行前方区吊装作业时，必须支起前支腿。起重过程中一定要在起重机额定的总起重量范围内进行作业，50吨汽吊双机抬吊作业过程中 额定的起重性能参数详见上报批准的“空心板梁安装施工技术方案”，吊起重物后调整幅度时，一 定要在吊重值允许的幅度范围内进行，绝对不允许超出吊重值允许的幅度范围，防止汽车吊发生高 空倾翻伤人事故。起重作业时，机驾人员一定要集屮精力，不得东张西望。起重作业时，一定要注意随时观察周围的情况，特