连续钢桁拱主桥钢结构钢桁拱提升站设计

连续钢桁拱主桥钢结构钢桁拱提升站设计

1.钢梁杆件提升站观测系统该桥全长9273.237m。主桥的钢梁从北向南沿调整为2.84m的连续钢梁和m（108192和336、1936和108）。根据架梁需要在长江南岸主桥主墩下游侧布置钢梁杆件提升站一座,提升站主要负责南岸108m和192m边跨平弦钢梁杆件装车,兼顾主墩起始3个节间钢梁安装和60t平弦架梁吊机拼装,提升站由WD120型桅杆吊机一台及其下部结构基础组成,吊机额定起重能力为120t。设计要求提升站吊机在吊幅47m范围内可起吊55t,38m范围内可起吊70t。2.起落架结构及由水平安装的管锚系统图3提升站吊机由吊臂、立柱、斜撑、底盘、主起升机构、回转机构、变幅机构、司机室及电气控制系统等组成。(1)吊臂。主臂由5节组成,总长度55m,主截面2.0mm×2.1mm,为格构式组合构件。主肢用φ203mm×12mm的钢管,材料为Q370B;缀条用φ95mm×6mm钢管,材料为20号钢。主臂前端有主钩转向滑轮、副钩转向滑轮和主钩定滑轮组。吊臂通过臂根铰轴安装于立柱上,与立柱一起回转。变幅机构的拉板一端固定在吊臂前端的销轴上。(2)立柱。立柱由2节组成,用螺栓连接,总高度29.6m,采用16mm厚Q345钢板焊成箱形结构,截面尺寸为1.06×1.1m。在立柱下部有回转销轮及吊臂下铰支座。司机室安装在立柱下部左侧。立柱的上支点通过一对滑动轴承与斜撑上支座相连。立柱的下支点通过一个球形铰与起重机底盘相连。在立柱上部和中部安装有转向滑轮,顶部连接变幅定滑轮组。顶端装有大风报警仪。(3)斜撑。斜撑为格构式组合构件,主截面1.3m×1.3m,共两件。每件长35.66m,由四节组成,采用螺栓连接。主肢采用φ168mm×12mm的钢管,材料为20号钢。主肢间用缀条相连,缀条采用φ83mm×6mm钢管,材料为20号钢。斜撑上端分别与立柱上部转轴连接,下端分别与底盘上的拉杆下支座连接。(4)底盘。底盘为可拆式,各部件采用Q345钢板焊接成箱形结构,用螺栓连接,组成框架结构。在底盘上平面安装有立柱底座、拉杆下支座、回转机构等,下部与桩顶分配梁焊接固联。底座最大支承力540t。拉杆下支座将斜撑、底盘和锚固装置联接在一起。(5)主起升机构。主起升机构采用额定拉力160kN的卷扬机,其钢丝绳外层速度:25/50m/min、容绳量:520m;电机为YZR型双速电机,功率75kW/55kW;卷扬机重量:9.0t,吊重80t时,钢丝绳倍率为6,起升速度4.2m/min,吊重≤30t时方可使用快速档。吊重为120t时,钢丝绳倍率为10。需要容绳量为520m。(6)变幅机构。变幅机构采用额定拉力160kN的卷扬机,其钢丝绳外层速度:12m/min、容绳量:380m;电机为YZR型,功率45kW;卷扬机重量:7.5t,需要容绳量为380m。变幅钢丝绳通过设在立柱顶部的定滑轮组和一组动滑轮组来实现变幅。(7)回转机构。回转机构是通过立柱的回转来实现吊臂回转的。在立柱下部安装有一个直径7.56m的圆弧销齿轮。通过两台驱动机构(电机减速机带小齿轮)使其旋转。回转电机功率22kW×2台。回转速度为0.2r/min,回转角度±95°。(8)锚固系统。起重机共有三个锚固点,第一点是直接将立柱支座焊在基础上,基础最大支承力为压力540t;第二点和第三点分别位于底盘的两根主梁上距立柱中心24m处,锚固支座与桩顶分配梁焊接固联。两处支承力均为拉力210t、压力200t。主钩起升卷扬机和变幅卷扬机共用一个基础,其支承力较小,可不予考虑。两卷扬机均用螺栓与基础固联。3.吊臂组件重量(1)立柱顶节重量为13.8t,吊装高度高达70m,吊机吊臂组件重量达35t,对拼装吊机性能要求很高。(2)由于立柱距离地面很高,且考虑斜撑的吊装,缆风绳的拉设有较大的难度。4.带吊梁的拼装(1)拼装前准备工作。(1)提升站基础施工。提升站基础钢管桩及支墩间连接系施工完毕后需检查验收。(2)拼装前检查工作。WD120桅杆吊机已进场,拼装前需检查吊机各构件、部件等有无损坏、电机绝缘是否良好、有无缺件等。尽量在拼装前预先处理,禁止吊装后在空中解决。润滑保养滑轮轴承,将销轴除锈等。(3)填筑施工平台。在长江子堤的北侧及南侧填筑平台,平台顶标高与子堤顶面平齐,要求长江子堤的北侧平台地基能够满足50t履带吊吊装作业,南侧平台地基能够满足300t汽车吊吊装作业。(2)WD120桅杆吊机拼装步骤及方法。(1)拼装底座及半球形铰。利用履带吊将立柱底座及半球形铰放在拼装基础的设计位置临时固定。吊装前注意提升站前支点前侧牛腿需拆除,以免影响吊装。纵梁连接销轴应一起和立柱底座及半球形铰整体起吊。(2)拼装底盘。底盘包括纵梁和横梁。在施工现场将纵梁首尾两段拼成一体,利用2台50t履带吊整体吊装,50t履带吊臂杆长度要求46m。北侧纵梁拼装时,两台50t履带吊垂直抬吊,然后履带吊走行就位,斜撑的连接销轴带上一起安装。吊起后可前部稍低便于插入耳板内,左右要尽量平,不要扭,否则难以穿连接销轴。穿好两销轴后尾端便搁在基础分配梁上。南侧纵梁拼装时,履带吊站位主墩下游场地上,吊装方法同北侧。安装时,摘钩前测量一下横梁安装位置的法兰距离,应比横梁实际长度大5mm左右以便于安装,如不满足要求可通过摆动尾部调整。两纵梁分左右,其上面一侧有加宽走道,此侧靠内。利用50t履带吊安装横梁,履带吊臂杆长度要求52m。横梁有方向,其安装回转卷扬机的底座为“八”字形,前口小后口大,其附两三角踏板向前,安装栏杆在后侧。装上所有螺栓(M20×70)后收紧。如收紧较费劲,可吊起南侧纵梁尾部略微向内摆动一点。安装前用钢筋做两个小挂篮挂在两法兰附近,用于安装两侧及下侧螺栓。(3)调平、锚固。底盘拼装完成后,测量检查其是否水平,各支点位置是否符合设计要求。调整到符合要求后将三个支撑点按正式使用要求锚固(上紧螺栓、四周焊接或再加其他保险设施)。(4)拼装立柱。立柱总重约为37.5t,顶部距离地面高度约为70m,底部、中部、顶部利用300t汽车吊分3次吊装。立柱装有爬梯的一侧向后。原设计有三个小平台,安装时是由前向后插入立柱后上螺栓(现场如错位过多可临时焊接)。下层小平台在立柱中节滑轮下,前侧栏杆没开口,中层平台在立柱上节中部滑轮下,前侧栏杆开口。顶层为圆形小平台无栏杆。在安装前,应将爬梯平台先安装在立柱上。a.立柱底部拼装。此为非规则偏心件,将其装在锚固支座上后,利用道木将其回转盘与纵横梁间抄实,以免向后倾翻,并用钢丝绳或导链将其与纵、横梁固定。b.立柱中部拼装。在上法兰下部适当位置临时焊制一个平台用于对接时上螺栓。装上螺栓拧紧并挂好缆风绳后方可摘钩。缆风绳采用直径22mm钢丝绳,最小破断力为209kN,单根钢丝绳受力约为50kN,缆风绳绑在立柱上整体起吊。立柱中节拼装设置3根缆风绳,1根拉设在主桥9#墩钢围堰上,其余2根均拉设在混凝土试块上,缆风绳两两夹角均为120°。c.立柱上部拼装。利用300t汽车吊整体起吊立柱上部,吊装时如稍有倾斜,可通过调整缆风绳张力纠偏。上完螺栓并固定张紧缆风绳后方可摘钩。(5)安装斜撑。利用KH180履带吊在空地上将斜撑四节拼成整体,每根斜撑拼成整体后重量为12t。300t汽车吊站位主墩北侧大堤平台,整体起吊北侧斜撑,对位安装,吊装时斜撑起吊角度为51°。一般先装上部销,后装下部销,装后一个销轴对位时可调整立柱缆风。北侧斜撑安装完成后,拉设缆风绳至起重码头гмк-20吊机基础钢管桩,拆除影响南侧斜撑拼装的缆风绳,然后安装南侧斜撑。两个斜撑都安装好后,方可拆除立柱缆风绳。卷扬机平台基础安装完成后即可利用QUY50A履带吊安装WD120桅杆吊机主起升及变幅卷扬机。(6)安装吊臂。a.吊臂预拼在施工现场将吊臂5节拼成整体,其上下及前后区分可参照说明书图示中各连接点左右斜杆方向,另走道布置在框架内下侧。b.安装变幅动滑轮组动滑轮组分上下,区分细节在两根防跳绳钢筋安装位置,一个离滑轮边缘远,且离拉索销中心远,此侧向上,另一根离滑轮边缘近,此侧向下。安装完后用铁丝临时固定以防起吊时滑落。同时搭一些脚手板并用铁丝固定用以穿钢丝绳时站脚。(7)穿变幅钢丝绳。变幅钢丝绳的穿法采用花穿,以免钢丝绳间互相磨擦。最好在穿绳前用一根细绳,两根木棒或水瓶模拟示范,让领队及操作者明白,特别要注意穿斜绳与其它绳空间层次关系。在穿绳前,应已操作室、变幅卷扬机安装锚固到位,电气线路连接好并完成空载调试,卷扬机刹车应按试吊程序进行调整。a.穿牵引钢丝绳用直径较细的钢丝绳作为牵引绳。用麻绳将其一头拉到立柱顶部,按变幅钢丝绳的穿法穿完。在钢丝绳对接前,最好将牵引绳的另一头临时固定,跑头用卷扬机收紧后检查穿法是否正确,是否发生干涉。用于牵引的钢丝绳如是缠在卷盘上没有用过的新绳,松绳时应注意正确操作,应能保证一边松,卷盘一边转动,以达到破劲的目的。否则,由于此钢丝绳较长,在下破劲时穿的过程中容易打绞且无法处理。立柱头部与中部变幅钢丝绳与主钩钢丝绳转向滑轮没有区别可互换,但穿时要上下对应,不能交叉。b.钢丝绳与变幅绳对接将牵引钢丝绳的另一头(尾头)拉到变幅卷扬机处,与变幅钢丝绳对接。接法应保证有足够的强度,并能比较容易通过各滑轮。可用插接法较保险,另有焊接法仅供参考。具体做法如下:将两绳绳头从距头部约10cm处切成斜面,用割刀将此斜面钢丝烧熔固结成一个面,余处如有钢丝头,也将其熔后附于相邻钢丝上。将两绳斜面搭接临时用扎丝缠绕固定,然后沿斜面周边烧焊。c.引穿变幅钢丝绳牵引绳卷扬机收紧钢丝绳,变幅卷扬机同步放出钢丝绳。接头经过各滑轮时放慢速度并注意观察。接头通过所有滑轮后将其拉到立柱顶部,将变幅钢丝绳头锁在静滑轮组拉板上。变幅钢丝绳在放出的过程,逐段检查有无损伤,退出的牵引绳整理盘好。d.变幅卷扬试刹车将变幅钢丝绳收紧,当动滑轮组接近离开吊臂时,去除临时固定的铁丝。变幅钢丝绳收紧到吊臂头部支撑不受力时,检查卷扬刹车及底脚等有无松动。再稍收紧—刹车,放松—刹车试几次,确认无误后方可拆除吊臂头部支撑。(8)穿主钩钢丝绳。穿主钩钢丝绳的过程与变幅基本相同,主钩钢丝绳倍率为5。吊臂头部主钩钢丝绳死头的楔形接头,其“曲拐”必须向前安装。如向后,吊臂抬升到一定角度时,与耳板发生干涉。穿完钢丝绳后,及时将空钩起落到上下极限位置,检查钢丝绳长度是否满足使用要求。(9)电气安装调试。电气接线及机械调试进度应满足拼装使用的需要,不能等到所有结构拼装完成后才安排接线调试。两台卷扬机应在穿绳前完成安装调试。5.安装型钢拉带、吊装机(1)拼装吊机的额定吊重应考虑钩头的重量。(2)提升站基础结构很高,拼装时应考虑拼装吊机的臂杆与基础结构不相碰。(3)施工时,提升站后支腿锚固拉带未能垂直受力,后设置型钢拉带进行补强。(4)吊机的电缆线应在卷扬机平台与前支腿之间设置电线走道,否侧电线顺纵梁布置长度不够。(5)提升站吊机卷扬机可以先行安装。