v型框架吊装及直梁吊装

PAGEV型框架吊装及直梁吊装龙门吊的设计、安装确定吊装方案沪杭高速公路某分离式立交桥为V型框架连续刚构桥，由V型框架、边直梁、中直梁及桥面板组成。V型框架和直梁现场预制完成后，分别安装V型框架和边、中直梁。为顺利完成吊装任务，必须配置相应的起吊安装设备，根据工程实际情况，其应满足以下要求：（1）必须具有足够的起重能力。V型框架每片重60吨，中直梁每片重51t，边直梁每片重46t，起重能力应不小于70t。（2）由于V型框架是在主桥下水平预制，吊装时必须进行“空中翻身”呈倒三角的直立状态，因此起重设备尚应有辅助V型框架翻身的能力。（3）应具备走行能力。中、边直梁在主桥边跨和引桥的桥侧预制，安装时需进行移梁。（4）安全性；中、边直梁分别为33.5m和28.5m，断面为“I”型，梁高1.75m，腹板厚仅16cm，吊装过程必须确保梁不产生挠曲变形。（5）应具有一定的经济性。根据以上要求，及场地窄小无法用大吨位汽车吊作业的实际情况，最终确定用一台特别设计的龙门吊来完成V型框架的安装和直梁的移梁、安装任务。龙门吊的设计根据该桥几种预制构件的特点、重量、外型尺寸选定该龙门吊的有关参数。（1）该桥构件重量最大的为V型框架，重60t，考虑吊具（扁担）重量及一定的安全系数，确定龙门吊的起重能力为80t，采用80t的走行台车，配起重量可达100t的天车一套。龙门吊走行台车为双驱动，走行速度最大为16m/min。天车上装一台10t慢速卷扬机，通过一定一动两组5门滑车，φ19钢绳穿于定、动滑车间，由卷扬机带动。天车吊具起升速度0.9m/min,天车轨距为2m,走行速度最大10m/min。（2）龙门吊的净空：边、中直梁在桥侧预制，为便于在直梁的吊装，确定跨墩龙门吊净宽为18m。直梁高度为1.75m，吊具（扁担）高度为3m，直梁安装时梁底高出V型框架顶面不小于1m，即距地面为8m，扁担与直梁间高度4m，另外考虑扁担提升至最高时预留安全距离2m，确定龙门吊净高为18m，龙门吊采用万能杆件拼装。（3）因只使用一台龙门吊进行吊装，故龙门吊横梁设计为双层。横梁上下弦杆分别由4根1#（2#）杆件构成，横、立杆为2根4#杆，斜杆为2根5#（3#）杆，立柱8m以下部分由(2mx6m)2根1#杆构成，8m~18m处（2mx2m）改成4根1#杆组成受力主体。龙门吊每侧两台车间由3~4根1#（2#）杆成连接杆。3、吊具设计为满足V型框架和直梁的吊装要求,对扁担进行单独设计。扁担由主、付扁担、连杆组成。付扁担由两根长3m的45a工字钢组成,顶面焊有销座，用φ80园钢与5门滑车组连接。侧面分别焊有水平起吊V型框架翻身用的钢丝绳挂钩。主扁担长21m，由两根45a工字钢拼焊而成，分别在20ｍ、11m、2m处设4道由2根20槽钢组成的斜杆和2道直杆与付扁担连接，且均采用焊接，在20.5m、11.86m处设弧形鞍座，作为起吊V型框架、直梁和16m后张空心板梁的钢丝绳挂钩。4、V型框架翻身辅助吊具为完成V型框架的翻身，在龙门吊每侧两走行台车间设置一台5t慢速卷扬机，并在龙门吊横梁上方（对应于V型框架水平预制时的底部位置）设一道用短钢轨组合成的横梁，下挂滑车组、纲丝绳，转向滑车作为龙门吊的副吊钩，通过该滑车组与捆绑于V型框架底部处的滑车组连接，并配合主扁担提升V型框架，待提升至一定高度时通过进行V型框架支座的下降、框架上弦的上升、横移三个动作的同步协调操作，最终实现V型框架的“空中翻身”功能。5、龙门吊拼装龙门吊拼装处设在引桥位置，先按设计调整好两走行轨的间距和拼装处的轨面标高，拼装两台车间的联接杆，然后用楔木双向固定四个走行台车，再拼装立柱。待立柱拼装完成后，分别用一组￠15钢丝绳临时稳定立柱，龙门吊跨内搭设钢管脚手架，顶面操作平台距龙门吊横梁下弦杆70cm，分别从两立柱处向跨中方向拼装杆件，并随时加设木垛支撑横梁。待拼装到合拢处最后一个结点时，用起道机顶两边横梁，以调整先期产生的悬臂下挠，保证合拢处结点的顺利联结，合拢后重新紧固各结点螺栓，拆除脚手架、缆风绳，用32t缆索吊吊装天车走行轨和天车，由于天车重量较大，先将卷扬机从车架上卸下，分两次吊装，并在龙门吊上二次安装卷扬机。6、使用和效果该龙门吊共用万能杆件81.25t，拼装完成后分别进行了空载和重载试验，行走、制动、扁担升降、横梁挠度等均符合设计要求，用一台龙门吊完成了长达33.5m“Ⅰ”型字梁的吊装和60t重V型框架的“空中翻身”及安装工作,取得了较好的效益。二、临时支墩的设计与施工V型框架和直梁采取先简支安装，然后张拉连续预应力筋，实现简支变连续的受力体系转换。安装前在V型框架和直梁的接头处搭设临时支墩，承担V型框架和直梁安装阶段的部分荷载，以确保V型框架分片吊装的稳定和架设直梁的安全。(1)支墩受力分析主要从四个方面考虑：V型框架安装时，以设计标高控制V型框架支承点高度，V型框架的底部与承台之间预留2～3cm的空隙用1:2水泥砂浆座浆，确保连接密实，安装阶段(V型框架底部与承台没有固结之前)，V型框架的荷载全部由支架承担，即每片V型架60t，一个支架承担4片V型框架荷载为60×4/2=120t。每个支架有150根ф48×3.5钢管立杆，此阶段每根钢管平均承担的荷载为120/150=0.8t。(2)边、中直梁安装时，V型框架底部已与承台固结，荷载主要由承台承担，由于边、直梁安装是交替进行的，V型框架两端受力不平衡，因此支架会承担一部分V型框架的荷载(按1/4×60×4=60t)和1/2直梁的荷载(51×4/2=102t)。此阶段每根钢管平均承担(102+60)/150=1.08t荷载。(3)支架钢管(立杆)采用6米通长杆，中间不存在搭接，横杆步距为0.5m，按照《简明施工计算手册》表5-17，每根杆可承担3.57t以上荷载，安全系数K1=3.57/1.08=3.6(可)。(4)临时支墩基础采用浆砌片石，地基按10t/m2的承载力计算，承压面积3×12.0=36m2，可承担360t荷载，安全系数K2=360/172=2.1(可)。2、支墩的施工(1)支墩平面尺寸为12m×2.4m，高6.45m，顶部用125槽钢作纵横分配梁，槽钢与梁底之间垫楔型杂木，便于拆除支墩。(2)支墩搭设之前先将立杆按统一长度进行切割，然后按标高在基础混凝土面上压入125槽钢作为立杆的底座，确保立杆底部水平。(3)用ф55钢管和8mm钢板制作立杆的顶托，顶托与槽钢横梁之间用螺栓连接。(4)拉线控制立杆顶部水平，个别偏低的立杆用薄钢板支垫调整。(5)支墩搭设过程中按设计图要求确保立杆的垂直和扣件的紧固。三、V型框架的吊装1、V型框架的水平位移用三根钢丝绳分别在V型框架三个吊点处兜底捆绑，将龙门吊扁担的起吊中心对准V型框架的计算重心，三个吊点的钢丝绳对称悬挂于副扁担上的三个吊钩上，吊起后纵移龙门吊，将V型框架水平移到存放地点。2、V型框架的“空中翻身”水平预制的V型框架安装前必须呈倒三角的直立状态，因此需进行“空中翻身”，施工时通过以下步骤来实现目的；（1）由龙门吊的主扁担作为吊V型框架的上弦两吊点，龙门吊的副吊钩吊V型框架的底部吊点，同时提升主、副吊钩，V型框架水平离开地面；（2）当V型框架离开地面1m左右时，底部吊钩停止不动，主吊钩继续上升，并随V型框架上弦的不断上升，龙门吊天车向底部吊点处横移；（3）当V型框架接近直立(倾斜角<30°)时，底部吊钩向下落，主吊钩继续向上提升，V型框架完全直立后停止起吊，拆除底部吊钩，完成V型框架的“空中翻身”直立。3、V型框架的吊装每个墩有4片V型框架，吊装之前用经纬仪分别在承台和临时支墩上测定出每片V型框架的底座位置和牛腿支点位置线。分片吊装V型框架至设计位置，当V型框架底部距承台面高度约10cm时停止下落，由人工拨动V型框架底部，对位准确后下落，然后龙门吊作微量的调整，并用顺桥向和横桥向的两台经纬仪控制框架上部方位，使V型框架对准事先所画位置，再用水平仪测量两侧牛腿支座标高，若有偏差，用钢楔块调整。4、临时固定与联结(1)单片V型框架吊装就位后，先用∠75角钢焊接一个三角支撑架将单片V型框临时固定于支架上，后将V型框架预埋角钢与承台预埋钢板临时焊接,再临时连接横隔板钢筋后解除吊钩；(2)一个墩的4片V型框架全部吊装就位，安装横隔板使横向连成整体，然后将V型框架底部预埋筋与承台预埋筋和墩座钢筋绑扎、焊接一起，现浇墩座混凝土，待墩座混凝土强度达到设计强度70%后再吊装直梁；5、直梁的吊装1、直梁起吊高度的确定龙门吊扁担按中直梁的长度设计的，两吊点之间距离20.5m，中直梁长33.5m，按照设计要求，梁端悬臂不超过2.5m，吊装钢丝绳的倾角按不小于45°考虑，扁担与梁之间高度不小于4m[(33.5m-2.5×2-20.5)/2=4m]，梁底与V型框架顶之间距离有1m，能满足施工要求。直梁最大起吊高度参见图3。2、直梁采用兜底捆绑吊，为避免V型框架和支架承受过大的不平衡力，边、中直梁的吊装次序为：先吊装两边跨各二片边直梁，然后吊装二片中直梁；再吊装两边跨二片边直梁后，吊装余下的二片中直梁。3、单片直梁吊装就位后，除用三角支架搭固定于支架上外，将直梁与V型框架搭接处的预埋钢板临时焊接