杨村桥预应力空心板吊装技术研究

杨村桥预应力空心板吊装技术研究

摘要：预应力空心板吊装是桥梁施工常用的技术。本文以某项目桥梁预应力空心板吊装为实例，进行了起重设备的选择、吊装作业半径及吊装作业场面的设计、起重验算、起重高度和重量的验算、钢丝绳的验算及选择等技术工作，顺利完成了吊装作业。Keys：预应力空心板；吊装施工；技术研究1工程概况杨村桥位于定兴县杨村北的主河槽上，桩号为ZC13+000m，桥型方案为9×20m空心板桥，分三联设置，桥面连续。上部结构采用9×20m预应力空心板，下部结构为柱式墩台，钻孔灌注桩基础。全桥宽7m，汽车荷载等级：公路-II级，人群荷载标准为3.0kN/㎡。全桥共计45块空心板，包括18块边板、27块中板；空心板采用C50F200混凝土，边板重37.52t，中板重31.64t，空心板高度均为1m，宽度均为1.24m。2吊装施工工艺2.1施工前准备2.1.1施工测量放线按设计图纸在垫石上标出支座位置中心线，同时在橡胶支座上也标上十字交叉中心线。将支座安放在垫石上，使支座中心线同支座垫石上支座位置中心线相重合，保证就位准确。吊装前在支座上标出预制梁中心线，在预制梁板底面、端立面画出预制梁的中心线。2.1.2施工现场准备吊装场地选在桥梁施工平台路上，平台与桥梁轴线平行，便于吊车工作。现场吊装场地清理平整，清除障碍物并压实；准备1.5m*1.5m，厚度2cm钢板，用于吊车支腿处地基加固，保证吊装时的承载力满足施工要求。设专人指挥现场交通，保证车辆通行畅通，并保证吊装全过程的人员、机械设备、建筑物的安全。2.1.3起重人员的准备起重机械操作人员必须持证上岗，并选择经验丰富的吊装人员做吊装现场的总指挥，现场所有安装人员听从总指挥一人的指令。2.2机械设备的选择及起重验算2.2.1起重重量参数边板理论重量：37.52t，板高1m，板宽1.24m。中板理论重量：31.64t，板高1m，板宽1.24m。索具、吊钩重量:0.5t最大起吊重量=37.52+0.5=38.02t2.2.2吊车选择装车作业：采用2台35t汽车吊；架设作业：采用1台80t汽车吊，1台220t汽车吊。三种型号吊车起重性能见附件：附件1：35t汽车吊起重性能表附件2：80t汽车吊起重性能表附件3：220t汽车吊起重性能表2.2.3吊装作业平面布置根据现场实际情况空心板吊装作业时，吊车布置如下：图1空心板装车吊车平面布置图图2空心板架设吊车平面布置图2.2.4起重高度验算装车时起重高度验算装车时起重高度自梁板底膜至运输车车斗面高度，约为1.5m，吊装高度数值较小，不再进行验算。架设时起重高度验算架设时吊车起重高度H应满足：H≥h1+h2+h3+h4h1:从停机面算起至安装制作表面高度（m），现场量测为5.5m（最大值，7#、8#盖梁处）h2:安装间隙，不小于0.2m，取值0.3mh3:吊起后梁板底面至绑扎点的高度（m），取梁板高1mh4:索具高度（m），绑扎点至吊钩中心距离，取梁1/2边板宽为0.62m（绑扎点与梁板水平夹角为45°时）。经计算h1+h2+h3+h4=5.5+0.3+1+0.62=7.42m根据平面布置图及吊车性能数据表，220吊车作业半径9m，吊车臂长18m，80吊车作业半径9m，吊车臂长12.6m。取工作时最大作业半径9m，起升高度较小的80t吊车臂长12.6m计算：吊车起重高度H=√12.62-92=8.81m>7.42m，满足要求。2.2.5起重重量验算技术要求吊装作业时，双机抬吊的起重重量应满足K1*（Q1+Q2）≥(Q3+Q4)*K2*K3Q1、Q2：两台吊车各自的起重重量Q3：构件重量，取边板重量37.52tQ4：索具重量，0.5tK1：双机抬吊起重机降低系数，取0.8K2：动载系数，一般为1.1K3：不均衡系数，一般为1.1-1.25取1.2装车时起重重量验算根据平面布置图及吊车性能数据表：35t吊车作业半径4m，吊车臂长10.9m时额定起重量为34t。带入公式（34+34）*0.8=54.4t>（37.52+0.5）*1.1*1.2=50.18t，满足要求。架设时起重重量验算根据平面布置图及吊车性能数据表：220t吊车作业半径9m，吊车臂长18m时，额定起重量为39.8t，80t吊车作业半径9m，吊车臂长12.6m时，额定起重量为32.5t。带入公式（39.8+32.5）*0.8=57.84t>（37.52+0.5）*1.1*1.2=50.18t，满足要求。2.2.6钢丝绳选择及验算索具采用型号：6*37，Φ52钢丝绳，钢丝抗拉强度1700N/mm2。钢丝绳允许拉力[Fg]计算：[Fg]=Fg*α/KFg：钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN），查《建筑工程起重吊装安全技术规范》JGJ276-2012表A.O.1-2得1705KN。α:钢丝绳之间荷载不均匀系数，6*37钢丝绳取0.82K：安全系数，取10代入公式[Fg]=0.82*1705/10=139.81KN钢丝绳拉力F计算本次作业装车、架设均采用两台吊车配合作业，钢丝绳与空心板水平夹角45°，作业时每台吊车各自承受1/2起吊重量。根据《建筑工程起重吊装安全技术规范》JGJ276-2012表A.O.2-1计算钢丝绳拉力：F=0.71*G(G为构件重力）=0.71*37.72*9.8/2=131.22KN经计算[Fg]=139.81KN>F=131.22KN，满足要求。2.3预制混凝土空心板的吊装流程2.3.1吊装工艺流程如下：图3预制混凝土空心板吊装流程图2.3.2具体工序1）安装橡胶支座。先在支承垫石上按设计图标出支座位置中心线,同时在橡胶支座上也标出十字交叉中心线。将支座安放在垫石上,使支座中心线同支座垫石上的支座位置中心线相重合,保证支座就位准确。2）空心板装车。装载机平整场地吊车自行就位，吊空心板前先进行试吊，将空心板吊离支承面约2～3cm后暂停，对各主要受力部位的作用情况作周密的检查，确认良好后进行装车作业。3）空心板运输：采用平板拖车每次1块将空心板从预制厂运送至吊装现场。在完成装车后，必须对空心板进行固定，确保运输安全。4）吊装空心板。吊装时，1台吊车位于施工平台，站位平行于桥梁轴线，1台吊车位于下一架设区，站位垂直于桥梁轴线，详见第三章吊装作业平面布置。总体吊装顺序：跨1（0＃-1＃）→跨2（1＃-2＃）→跨3（2＃-3＃）→跨4（3＃-4＃）→跨5（4＃-5＃）→跨6（5＃-6＃）→跨7（6＃-7＃）→跨8（7＃-8＃）→跨9（8＃-9＃）。单跨吊装顺序：按由东向西，边板→中板→中板→中板→边板的顺序进行吊装。吊空心板前先进行试吊，将空心板吊离支承面约2～3cm后暂停，对各主要受力部位的作用情况作周密的检查，确认作用良好，方可撤去支垫继续起吊。落空心板时，为使落空心板准确，在架第一跨时，在空心板底划好两个支座的十字位置中心线，在空心板的端立面上标出两个支座位置中心铅直线，落空心板时同盖梁上的位置中心线相吻合。5）调整支座。支座安装后，若发现个别支座脱空、发生较大的初始剪切变形、支座偏压严重造成局部受压等现象，及时调整。调整的方法为：用千斤顶顶起空心板端，在支座上下表面铺涂一层环氧砂浆或合适厚度的薄钢板，然后再次落板，使支座上下表面相互平行且同空心板底、盖梁顶面全部密贴，同时使一片梁两端的支座处在同一平面内。6）检查验收。安装完成后组织相关人员进行验收，验收合格并经监理单位同意后，方可进行后续施工。2.3.3安装过程中注意事项：1）空心板的起吊、运输、装卸、安装时的混凝土强度，符合设计或规范要求。并通过与空心板相同混凝土制成的试件，表明空心板的抗压强度达到图纸规定值才能装运。2）装卸、运输和贮存空心板时，按标定的上下记号正立安放，不准上下倒置，直承点接近于构件最后放置的位置。3）在桥墩、支柱或桥台强度未达到设计或规范要求时不得架设空心板。4）空心板在正式起吊安装前，进行满载和超载的起吊试验，以检查起吊设备的可靠性，进一步完善操作方法。5）空心板安装前对墩、台支座垫块及梁底面清理干净6）预制空心板的安装开始直至形成结构整体各个阶段，都不允许板式支座出现脱空现象，并逐个进行检查。7）吊点设置在空心板吊装预留孔处，不得随意更改。3施工安全保证措施3.1起重吊装安全要求1）采用双机抬吊，单机荷载不得超过额定起重量的80％，两机应协调起吊、就位，起吊速度平稳缓慢。2）起重、吊车、装卸、指挥作业人员必须经过有关部门的培训，具备操作起重、吊车的技能和熟知安全技术操作过程，并经考试合格后取得上岗证，且必须持证上岗，非本工种人员，不得操作。3）起重、吊装作业的司机、司吊、司索工、信号指挥班前一律不得饮酒。4）作业前，司索工必须认真检查钢丝绳、扣、卡环、钩子等是否安全。5）吊车支立前，对作业场地进行整平，必要时进行压实；支立时，要选择地面坚实且能够保证安全作业的稳车地点，车要平稳，严禁倾斜，吊车支腿必须落实放稳。吊装前将起重机械试运转一次，观察各部分及操作系统有无异常，并检查所有起重机具是否安全，符合要求后方可施工。6）作业前，司机和司吊必须对钩头、钢丝绳、吊带和各起重部位进行检查，检查合格后方可作业。7）严格遵守吊车臂杆角度负荷的规定，起重吊装前，应了解起重物的重量、体积、形状、吊点设位等，斜拉斜牵，严禁作业。8）起重吊装作业人员要精神集中，听从指挥，指挥信号应准确，安全可靠。指挥人员要监督检查吊具使用操作方法，有权停止不按信号操作的司机工作，有权拒绝接受无吊装方案或不明重量的危险作业，并向上报告。9）当吊物离开地面2-3cm时，检查车身有无倾斜，钢丝绳有无托槽，检查正常后方可起另，如发现险情，要立即发出信号，停止作业。10）吊运物件时，必须按装载车的核定吨位装放平衡，严禁偏装和超吨位装载。11）吊车移动时必须落杆，信号源，司索工和司吊注意观察周围环境，防止臂杆触电和钩头摆晃伤人。12）必须严格遵守“十不吊”等安全规定。13）遇六级以上大风、大雨、大零、雷电等恶劣气候条件时应停止起重吊装作业。14）在严禁超载、起重机在卸载和空载时其起重臂必须落到最低位置，即水平面夹角在60度以内。3.2起重指挥安全要求1）吊装指挥由技术熟练，懂得起重机机械性能，并经过专业培训人员担任，且必须持证上岗。2）指挥作业中，要严格执行起重作业的安全技术和规范、规程，严格遵守吊装作业“十不吊”：吊物质量超过机械允许范围不吊；信号不明不清不吊；吊物下方有人不吊；吊物上站人不吊；埋入地下不明情况不吊；斜拉、斜牵、斜吊物品不吊；细长物品无两点且捆扎不劳不吊；零星对象无容器盛放不吊；吊重量不明不吊，机械安全装置失灵不吊；看不清起、落点不吊；六级以上大风不吊。3）熟悉各种指挥信号，发出的信号应准确，红亮，清楚，在作业开始之前，与司机相互约定采用的指挥信号的种类，在运转工程中，不准中途改用未经约定时指挥信号种类，确实要改变时，必须使起重机停止运作，指挥人员与司机取得联系，并经双方认可后方可更换。4）吊装过程中时，要严格执行下列规定:作业中只允许一个人对司机发出指挥信号。5）指挥人员作业中必须位于司机听力或视力所及的明显处，不允许进入司机视线盲区和隔音区指挥。3.3施工现场安全措施1）施工前对作业人员进行安全技术交底，加强对现场施工人员的安全教育和督促检查。2）合理安排各种机械设备的行走路线，避免交通事故的发生。3）对机械设备定期进行安全检查，不开带病车。4）作业人员严禁酗酒，不得带病操作。5）起重臂下严禁站人，起重机在起吊期间严禁人员站在吊物下面。6）安全员对现场的电闸、电线定期检查，防止电线老化、漏电，电闸短路，对于暴露在外面的电线要开挖电线沟进行埋设。7）遇有大雨、大风、大雾及六级以上大风等恶劣天气，停止一切作业并采取安全措施8）施工人员在施工过程中严禁野蛮施工，施工工具不乱丢乱放，做到随用随放。9）非本工程人员严禁进入施工现场、进入现场的施工人员必须配戴安全帽，高空人员配戴安全带，不准穿拖鞋进入现场。3.4吊装作业安全事故预案1、若发生事故，立即停止作业，有人员伤亡的立即将伤亡人员送往医院救治。2、事故情况上报上级有关部门。3、分析事故原因，追查事故责任人，落实整改措施，做到事故原因不明不能复工，事故责任不明不能复工，整