扒杆吊装梁板施工方案

1、重庆绕城高速与江合高速江津区连接线一期工程东风水库中桥预应力空心板吊装方案施工单位：重庆博达建设集团股份有限公司编制日期： 2009 年 6 月东风水库中桥预应力空心板人字扒杆（双钩吊鱼法）吊装方案一、工程概况东风水库中桥为 4 跨 20 米的先简支后连续的预应力空心板梁， 梁重在 27.5t31.5t 之间，共计 56 片。根据该工程桥头场地狭小，板梁数量少的实际情况，决定采用双钩吊鱼吊装法架梁。该法设备简单、经济，但技术性较高，适用于桥高水深、桥下无法操作的桥梁，它以斜拉桥应力方式为原理，力的使用合理，设备轻便，准备工作较短。二、主要施工方法吊鱼法是在要架梁的前方预立一付超过跨度一半长的人

2、字扒杆，扒杆把梁钓过去。(见图1)这种方法在全国各地桥梁架设中曾多次使用过，当梁钓出半跨后，梁就会产生低头下冲，必须做好保险才能保证安全。双钩吊鱼法与传统的吊鱼法有相似之处，但两者有本质上的区别。双钩吊鱼法是在待架桥跨的两侧桥墩上都立人字扒杆，用这两组扒杆吊抬梁，架梁前进，前后两组扒杆随着梁位置的变化受力也随之变化，梁始终能保持平稳水平前进双钩吊鱼法吊装具有准备工作较短，吊装费用比利用双道梁架桥机等费用低的特点。1 、板梁出坑及运输操作板梁出坑板梁在预制场采用 30t 液压千斤顶两只同时顶梁的一端，在顶之前，先将梁的另一端进行加固。在安装千斤顶时，要注意位置的准确性，特别注意板梁两边受力平衡，

3、顶梁起动后，要注意用木板塞在梁底进行保险。在顶到一定高度时装入运梁平板车，放好后再顶梁的另一端，装入平板车。运输利用 5t 卷扬机或 50 装载机拖运作牵引力进行运输， 根据计算运输过程中牵引力是梁自重的 1/8 ，用 5t 卷扬机作为牵引，引动力绰绰有余，卷扬机采用 17.5mm 的钢丝绳，安全系数为 4.4 倍。将梁运输到桥头再进行吊装准备工作。2 、双钩吊鱼法架梁实施方法扒杆的竖立在桥高水深的情况下，如何在对面墩顶竖立扒杆，这个问题历来是架梁工作的难点，更是吊鱼法架梁的难点，现举架 20m 板梁为例，说明其方法。桥 0# 、1# 墩间为 20m 板梁 (见图 3) ，是在桥高水深处， 首

4、先要在 0# 台位上组装好人字扒杆、，用一般方法在 0# 台竖立起扒杆， 再在扒杆上安装辅助人字扒杆和钢丝绳滑轮组，利用已立好的扒杆将扒杆吊起，并沿桥墩垂直下落，再利用设在前方的滑轮组将扒杆脚逐步拉向 1# 墩并呈上倾状态，此时利用杆上辅助人字扒杆的滑轮组将扒杆竖立于1# 墩顶。板梁吊装采用两套滑轮组， 先将第一套滑轮组挂在梁板的前端吊点上， 然后将滑轮组的卷扬机收紧，吊离板车。再将第二套滑轮组拉到第一套滑轮组所吊位置挂好。组成双滑轮组并收紧。前端的卷扬机再进行吊装，同时，后端卷扬机放松，使板梁平稳匀速前进。将板梁的后端运到第一套滑轮组原所吊位置，再放松第一套滑轮组返回板梁后端吊点进行挂好，再

5、收紧，调离板车，同时 3 号卷扬机放松拆除。这时前后两端起重卷扬机同时放松，将梁放到盖梁上。横移梁方案除采用梁下设滚杠用倒链滑车横移外，还可将人字扒杆变为独脚扒杆，增设横向缆风绳，利用滑轮位置的横移而将梁移动(见图 4)。本桥拟采用以二者相结合的方法。 横移后再进行安装，校正，就位。三、架梁设备应力的计算1 架桥器材扒杆扒杆是由两支型钢格构，在顶端用钢铰组成八字形，钢铰接处挂起起重滑车组，在下设置防滑钢丝绳或横拉杆以承受水平推力。 16t 吊车两辆，用来起吊储存的梁板到轮胎平车上。卷扬机三台，功率分别为 11Kw 。卷扬机用来带动钢丝绳竖直吊梁，带动钢丝绳牵引轮胎平车和纵向定位梁板。手葫芦四个

6、，安全荷载均为： 5 吨。起重滑车组两对，导向滑车组四个。卡环（卸扣）两个，安全承载力 35 吨。齿条千斤顶两个，安全荷载 15 吨，用来将扒杆从盖梁移动到梁板上。钢丝绳 3 根，其中两根用来竖直吊装梁版，一根用来纵向扒杆骨架定位梁板。轮胎平车两个，用来运输梁板。骑马式钢丝绳夹若干，用来夹住缆风绳。2 扒杆纵向“钓鱼”架设受力计算用设在安装孔墩台上的两副人字扒杆，配合运梁设备，以绞车相互牵吊，在梁下无支架，无导梁支托的情况下，把梁悬空掉过桥孔，再横移、落梁，就位安装。一般主扒杆高度不宜小于梁长的 1/2 ，其有效高度不宜小于梁长的 30% 。2.1 牵吊绳张拉力吊梁过程中为了确保安全，在“钓鱼

7、”的前阶段，钢丝绳不是吊着梁前面的吊环，而是捆着梁体，如图（ 1 ）所示。当梁体运输到靠近b 墩时，再取回后面的钢丝绳改换后面捆住梁体，如图（ 2 ），然后再缓慢将梁移动前行，到盖梁的正上方时再下落到枕木上。这时再将前后钢丝绳改换到吊环上，将梁体精确定位。精确定位时前后方向由卷扬机带动一钢丝绳来调整，左右方向由两个链条葫芦来调整。架桥全过程中，吊绳拉力与梁体轴线方向几乎都保持垂直，不会对梁体产生较大的轴力！AFBh1aS1T1S2bh2QDx(l-x)mln图 1扒杆“钓鱼”架设AB)b2T2(l2+HbblPl 图 2改换吊绳吊装的梁板中有长为 19.4m、19.46m ，现在选取 19.4

8、6m的边板作为计算对象，其体积为 12.6m3 , 实际重力为 G=12.6 25 1.05=330.75kN(考虑 5% 的施工误差 )。滑车组质量为 250kg, 19.5钢丝绳密度为 1.327kg/m, 其长度为8 11m ，则钢丝绳的重量为： 1.327 8 11=116.78kg。吊具总重为： M= （250+116.78 ） 120 10=2167.8N=2.168kN 。图中： a=11.832-0.85-0.6-=10.382m，b=11.832-0.85-0.2=10.782m，l=20m，l =0.8m，h1= h2=11.832mlxa2x2(1)T1alaPb xxl

9、x2b2(2)T2alaPb xP预制梁重力的1/2+ 吊具重力 + 冲击荷载K动荷载系数，对电动卷扬机为1.1 ；对手动卷扬机为1.0吊装重力为： P=0.5KG+M=0.51.1 330.75+2.168=184.08kN因为 a l ,bl，故 x=0 时， T1 maxP184.08 kN33时， T2maxP184.08x=lkN当预制梁前端接近 B 墩， T1 牵吊绳解下改系到梁的后端，T2 牵吊绳全部承受梁的荷载时：T2l 2b2P(3)bl (4)HPb210.7822由公式（ 3 ）得：0.8184.08184.59kNT210.782由公式（ 4）得： H0.8184.08

10、13.66kN10.7822.2 风缆的拉力这里的风缆拉力不是真正的风缆拉力，S1、S2 是两根风缆拉力的合力，吊装过程中拉力分别为：S1lx xh12m2P(5)m alab xS2lx xh22n2P(6)n alab x因为 ab ，则 S1 在 xal时最大，此时 x=9.905abS1 max209.9059.90513.662252184.0899.12kN2510.3822010.38210.7829.905S2 在 xbl时最大，此时 x=10.095abS2 max2010.09510.09511.8322402184.0890.5kN4010.3822010.38210.7

11、8210.0952.3 扒杆所受的竖直轴向力2.3.1 吊装荷载 P 产生的竖向力N1a xm (l x) P(7)m alab xN 2bx nlxP(8)n alab x因为 m、 nl ，故 x=0时， N1maxP184.08kNx=l 时， N2 maxP184.08kN2.3.2起重滑车绕出绳对扒杆的压力起重滑车绕出绳对扒杆压力：N 2f nf1 f k P(9)f n11.02101.0211.021184.0820.9kNN 21.021012.3.3缆风绳初拉力对扒杆的竖直压力缆风绳由于自重会对扒杆产生一个初压力，计算式为：N 3S0 sin(10)ql12 cos(11)S

12、08w1w1 缆风绳的自重挠度， m ，一般取 l1的 3%5%。型号为 26 ，6 37的缆风绳，其长度密度为 2.359kg/m，q=2.359kg/m=2.359 102kN/m ，=arctg （12/25)=25.641，人字形扒杆l1=12/sin=27.731 ，w1=0.04 l1=1.109m，由（ 11 ）式得： =9, 5的两肢22942.3591027.731 cos25.641S081.843kN1.1091212四根缆风绳对扒杆产生的总压力由（ 11 ）得：高度 HN3=4 sin25.641 1.843=3.19kN43典型截面内力计算扒杆尺寸示意图（ 4）3.1

13、 边板就位时受力分析图 3扒杆尺寸示意A钢丝绳拉力T+ N2T手葫芦拉力HQ MT+N2MdQ梁的吊装重力p就位时对梁的受力分析图（ 5）对A图点5的A受点力的分受析力图平衡（ 6）图 4 就位时边梁受力平衡扒杆两肢，每肢长度为12m ，下脚间距为4m ，两肢夹角为 2 ，=arcsin(2/12)=9.594o扒杆尺寸示意如图（ 3 ）。边板就位时，横向必须有链条葫芦的保护，防止其向两边滑移。对梁体 进 行 受 力 分 析 如 图 （ 4 ）。 为 了 保 证 板 梁 精 确 就 位 ， 图 （ 5 ） 中d=0.45m。 =arctg(2-0.45)/11.832=7.463o，= -=2

14、.131o ， = + =17.057o 。由图（ 4）钢丝绳拉力为：T=P/cos =184.08/cos7.463o=185.653 kN。链条葫芦拉力为： H= Tsin =185.653 sin7.463o=24.114kN30 kN（链条葫芦的安全荷载为3t ，符合要求。）图（ 5 ）以 A 点为对象进行受力分析，在力的三角形中由几何关系有：MT N2，求得： M=184.34 kNsinsin 1800缆风绳对扒杆的轴向压力为：N 301.618kN2 cos9.594故扒杆所受的总轴向压力为：N=184.34+1.618=185.958 kN4 扒杆截面选择本扒杆采用直径275m

15、m的无缝钢管，管壁厚度为 10mm 。(a)(b)(c)(d)弯矩计算简图（ 7）（ b) 由自重引起的弯矩（ c) 由风载引起的弯矩（ d) 扒杆所受的总弯矩5 混凝土锚碇计算桥头地锚埋置在风化页岩里，采用片石混凝土地锚。浇注地锚时尽量将埋深，其几何尺寸为长 3.6m ，宽 1.5m ，深 2.5m ，混凝土容重 =25kN/m3，则混凝土地锚的重力为：G=25 13.5=337.5 kN。根据地锚的几何形式和地基岩层情况，可按重力式地锚来验算。5.1 倾覆稳定性地基为风化页岩，地锚倾覆时会绕某一点o 转动（去掉表皮的松土和不稳定的风化岩50cm ），如图（ 14 ）所示。 N 为被动压力，

16、在自身重力能满足抗倾覆要求时是不存在的。由重力产生的稳定力矩： MG 稳=p b=337.5 0.75=253.12 kN mM倾 =F1sin 0.75+ F 1cos 0.5+F 20.5=99.12 sin25.641 0 0.75+99.12 cos25.641 0 0.5+2 20.9 0.5 =97.75 kN m抗倾覆稳定性必须满足下式：K MM 稳(18)1.4M 倾253.122.591.4满足要求由式（ 18）得： K M97.755.2 上拔力验算上拔力验算必须满足： KVP2(19)VTPP253.125.9 2满足要求由上式得： K VF1 sin99.12sin 2

17、5.641VT5.3 混凝土剪切应力验算在 o 点处混凝土界面的抗剪强度要求满足下式：N(20)A由（NF12F299.122 20.90.047MPa1.05MPa20 ）式得：A21.5A其中为 15 号混凝土的抗剪设计强F1F 1F 25F 2.O0Om5.N2NPPd1.5m图（ 14）地锚计算示意6 其它验算6.1 钢丝绳、缆风绳6.1 .1 钢丝绳17.5 钢丝绳的容许拉应力（安全荷载）为：SSb(21)K 1SbPg(22)Sb钢丝绳的剪破拉力； K1钢丝绳使用的安全系数，取K1=7 ；考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对619 、637 、 661钢丝绳，分别取0.85 ，0.82

18、 ，0.80 ；Pg剪破拉力总和，近似Pg=0.5d2=0.5282=392 kN由（ 21 ）、（22 ）式得： SPg0.82 39220.9kNK1745.92kNSk6.1.2 缆风绳两缆风绳的夹角为 =27.7730，一根缆风绳拉力为：T99.1256.001kNT02cos27.77302 cos缆风绳型号 26 ， 3 37 ， =0.82 ，查路桥施工计算手册表15-6 得 K1=3.5 ，Pg=0.5d2=0.5 242=288 kN。由（ 21 ）、（22 ）式得：Pg0.82288满足要求S67.47kN T0 56.001kNK13.56.2 卡环、滑车组、绳卡卡环安全

19、荷载为35t ，即 350 kN ，完全满足吊装总重力 184.08 kN 。滑车组安全荷载为 20t ，即 200 kN ，能够满足吊装总重力 184.08 kN 。绳卡为骑马式，缆风绳所受荷载为T=99.12 kN，螺栓直径为22.2mm ，需要螺栓数量为：n 2.5 P2.556.0014.084 （个）T34.3四、安全保护措施1、在准备阶段，做细致的设备检查，作好安全的技术交底。所有起重索吊品具及常用机具的技术规格选用都必须做到以计算（带有相应的安全储备）为依据。2、每天开工前必须检查一次起重运输设备。每天收工后必须检查一次工具及进行设备维护。3、卷扬机必须有安全装置，防护装置。所有

20、工序动作必须统一指挥。4、现场施工人员必须带好安全帽。施工人员严禁酒后或穿拖鞋上班。5、每台卷扬机必须设备双道电门开关，预防突然损坏。6、架设设备采用 3台5T卷扬机，两套 32T 滑轮组等构件，从理论学计算均能满足力学要求，但所有设备必须严格检查，尤其钢丝绳必须是新出厂的合格产品。严禁用磨损过度的旧钢丝绳，卷扬机、滑轮组均应检查其安全与防护装置是否正常，严防架设过程中出故障，架梁前应进行试运转。7、架梁时捆绑梁端固定位置 （两端各 50cm 以内），捆绑时应用木块隔离钢丝绳与砼接触，以防磨损钢丝绳和损坏梁体，应专人负责捆绑，以保证安全可靠。8、高空作业人员必须栓好安全带。9、施工前，施工场地

21、设危险区， 非工作人员禁止入内。 墩上墩下有关人员均戴安全帽，无关人员严禁到墩上去，严禁从高空向下抛掷杂物。10 、 电力及照明线路经常检查， 防止发生漏电事故； 遇大风、雷雨等恶劣天气而停工时，要切断电源，保护好各种设备。11 、吊装前，在桥上及桥下设置安全警戒线，禁止非作业人员、现场管理人员进入吊装区域。专职安全员全程监控。主要机械设备一览表序号机械设备各名称规格型号数量1卷扬机11kw3 台2滑轮组30t4台3运梁平车1 台4人字扒杆2 套5手动葫芦5t4台6手动葫芦3t6台7齿条千斤顶15t2台8生活车1 辆9塔吊631 台10其它辅助机具若干11全站仪拓普康 1021 台12水准仪DSZ21 台13141516拟定进场时间备注2009.6.12009.6.12009.6.12009.6.12009.6.12009.6.12009.6.12009.3.12009.3.12009.3.12009.3.12009.3.1桥梁施工队主要成员一览表序号姓名职 务职责范围1王彬经理负责项目部全面工作2古学明技术负责质量安全、进度、现场文明3龚清林质检工程师质量、施工技术、内业技术、进度4杨亚雄安全员安全、现场文明5刘昌学吊装负责人吊装负责6刘昌华吊装指挥指挥卷扬机手操作7刘昌平卷扬机操作操作卷扬机8王祥福吊装工现场吊装工作11何也平吊装工现场吊装工