双钓鱼法人字扒杆架梁设备在30m箱梁架设中的应用(二公司)

1、“架梁设备在30m 箱梁架设中的应用二公司太长项目 潘 波摘 要：本文介绍在高达40m 板式桥墩顶安装简易双人字扒杆，吊装重量为92T 的30m 箱梁施工方法。文章对扒杆的受力检算、实际施工组织、以及在特定施工条件下的优越性和经济性均作了简要介绍。关键词： 双钓鱼 人字扒杆 架设1 工程概况1.1 工程简介山西省太(原 长(治 高速公路第六合同段位于太谷县境内范村镇，路线与省道102线基本平行，共有3座大桥，大桥上部结构均为30m 箱梁，交角为90度，共需预制架设箱梁216片。 1.2 梁型参数30米箱型预应力梁，预制长度29.62m ，梁高1.65m ，中梁翼板宽2.41m ，重85T ；边

2、梁翼板宽2.85m ，重92T 。2 施工方案及方法全标段3座桥梁，桥址分散、桥墩较高，梁片重量大，一般吊车无法完成吊装任务，使用制式架桥机转场费用高，施工单位无法承受，我们本着能够满足工期要求，经济实用的原则，采用钢扒杆双钓鱼法单幅架梁。 2.1 钓鱼法与双钓鱼法在要架梁的前方墩顶立一付超过跨度一半长的人字扒杆，用扒杆把梁钓过去就是钓鱼法（见图1）。这种方法当梁吊出半跨后，梁就会产生低头下冲，必须做好保险才能保证安全。 图1 钓鱼法架梁示意图双钓鱼法是在待架桥跨的二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的位置的变化，受力也随之变化，梁始终能保持平衡水平前进，比

3、钓鱼法在超过半跨时的前端突然低头，扒杆受力突然增大的危险境遇有无可比拟的优点，双钓鱼法彻底改善了钓鱼法存的不安全因素，做到既安全又可靠（见图2）。 图2 双钓鱼法架梁示意图2.2 双钓鱼法架梁施工工艺（1）30米箱梁安装施工工艺流程在梁场装梁 放至轨道平车上运梁至桥头挂钩双钓鱼跨梁 落梁至横移船板横移至梁位落梁就位支撑好。（2）吊梁至平板车上箱型梁砼强度达到90%以后，经过张拉封锚后即可移离台座，装梁到平板车上，经轨道运送到桥头。（3）双钓鱼法架梁采用双人字扒杆的双钓鱼法，每根扒杆由断面为4×80×80×10组成的格构式构件，扒杆高18m ，在架梁孔的二侧墩顶各立

4、一副钢人字扒杆（二根扒杆组成人字形为一体），架梁时，将扒杆立于梁顶或墩顶，扒杆脚分别位于梁支座中心进行架设。箱梁运至桥头后，挂好主拔杆，副拔杆吊绳，主付吊绳用8吨卸扣锁在一起，检查梁角保护，检查钢丝绳不要互相搭压，收紧主拔杆吊绳，撤去前端运梁平车。收紧副拔杆吊绳，逐渐放主拔杆吊绳，使梁体略低头前移到位，但不要碰住梁体。 箱梁悬吊到位后，楔住后运梁平车，收紧后保护钢丝绳到梁体向后微动，放松主拔杆吊绳，回钩至主拔杆下。把主拔杆吊绳至梁尾端，起吊主拔杆吊绳，撤走后运梁平车，缓放主拔杆吊绳，缓放后保护绳配合付拔杆吊绳使梁体就位，放在横移梁船板上。架梁时应注意，有专职安全员随时检查缆风绳、地锚、主吊钢丝

5、绳、卷扬机地锚、钢丝绳受力情况，不得使钢丝绳和坚硬物体摩擦，及时发现并更换损坏钢丝绳滑轮，绳卡等器件，架子脚下用坚实木板垫平，并随时检查架子脚受力，架子脚须立在梁体中间，架每片梁之前专人检查所有受力构件，并做好记录，签字。（4）横移就位落梁箱梁落好后，打好前后支承方可拆钩。检查横移道路，是否平整，收紧横移5吨导链，使梁体横移，注意统一指挥，箱梁两端前后错位不得超过10mm 。在梁体横移过程中根据梁体横移情况逐渐放松保护导链，防止梁体溜放，滚杠采用40mm 圆钢，间距1520cm。横移到位后，经各方检查位置正确后，打好楔木利用导链保护好方可用扁千斤顶落梁。利用千斤顶落梁时，须落完一端落一端。打好

6、斜撑和导链，前后保护导链，梁体焊接牢固后方可拆去支撑。3 人字扒杆格构架力学安全检算3.1 扒杆格构架自身承载力计算（1）格构架技术参数格构架的材料为Q235，主肢采用80×80×10角钢，腹杆采用63×63×6角钢。格构架分为三节，其中中间为等截面结构，两端节为变截面结构，每段长度为6米。（2）结构计算 截面性质对于主肢80×80×10角钢：查型钢表1， 自身轴惯性矩I0=88.43cm4=88.43×104mm4 截面积S=15.126cm2=1512.6mm2重心轴位置roc=23.5mm，最小回转半径rcmin=15

7、.6mm a=A/2-roc=650/2-23.5=301.5mm b=B/2-roc=320/2-23.5=136.5mm最大截面惯性距：I max =4（I o +a2S ）=4（88.43×104+301.52×1512.6） =5.535×108mm 4最小截面惯性距：I min =4（I o +b2S ）=4（88.43×104+136.52×1512.6） =1.163×108mm 4对于腹杆63×63×6角钢：查型钢表表1，截面积F=7.28cm2=728mm2 重心轴位置r of =12.4mm，最

8、小回转半径r fmin =12.4mm 荷载计算对于格构式平面桁架，工作风压：查表2-31，q II =500pa 风力系数：查表2-41，C=1.6高度系数：查表2-51，K h =1.23 充实系数：查表2-71，1=1=0.4档风折减系数：查表2-81，因a/h=1，=0.4 前排：A L1=（0.32+0.65）×6+0.65×6=9.72m2 后排：A L2=（0.32+0.65）×6+0.65×6=9.72m2 迎风轮廓面积：A=1 AL1+2A L2=0.4×9.72+0.4×0.4×9.72=5.4432m2

9、风载荷：P w =CKhqII A=1.6×1.23×500×5.4432=5356.1088N 风载集度：Q w =Pw H=5356.1088/18000=0.2975616N/mm 由风载产生的最大弯距：M w =qwH2/8=1.20512448×107N-mm 主肢整体稳定性计算鉴于格构架主要承受轴向压力，属于压弯构件，力学性能控制取决于稳定性而非强度。因此直接校核稳定性，强度可自然满足。格构架属于变截面两端铰支柱，其长度系数1=1，变截面系数2计算如下：根据I min /Imax =1.163×108/5.535×108=

10、0.21， m1=H1/H=0.3，n=2查表7-11，2=1.12计算长度L 0=12H=1×1.12×18000=20160mm 长细比=SI I4/max 0=6. 15124/10535. 5201608=66.56 换算长细比h =96. 6672826. 151244065. 66244022=+=+FS =120查表3-101，稳定系数=0.789 格构架整体稳定性=+Sp 4max aSM4max=235/1.5=156P max =4s(aSMw4=4×0.789×1512.6156-(1.2×107/(4×301.

11、5×1512.6=713304.45N=72711.97Kg73T 单肢稳定性中间节 ：L c =807mm，r c =rcmin =15.6mm，c = Lc / rc =807/15.6=51.7 查表3-101，稳定系数=0.879格构架单肢稳定性：=Pcmax /S =235/1.5=156P cmax =S =0.879×1512.6×156=207413.76N=21143.1Kg21t两端节：由于相邻中间的腹杆间距大于其它部位的腹杆间距，故取最大间距计算， X=（650-320）/2=165mm Y=377+388=765mm L c =22yx +

12、=22765+=782.6mmc = Lc / rc =782.6/15.6=50.16 查表3-101，稳定系数=0.886 主肢最大承载力：P cmax S =0.886×1512.6×156=209065.5N=21311.47Kg21.3t腹杆计算中间节：腹杆截面F=728.8mm2，最小回转半径r cmin =12.4mm，腹杆间距L F =668mm，计算长度L of =0.9 LF =0.9×668=601mmr f = LO f /rfmin =601/12.4=48.5 查表3-101，稳定系数=0.898，等效剪力F DX =2×4&

13、#215;S=8×1512.6=12100.8N，风载剪力F W =qWH/2 =0.2975616×18000/2=2678.0544N， 显然F DX >FW ，采用F DX 计算。 =arctg（650/430.5）=58。N F =FDX /2sin=(12100.8/2sin58。=7134.5=(NF /F F=7134.5/(0.898×728.8=10.78Mpa=235/1.5=156两端节：=arctg（650/388）=59。N F =（F DX /2sina）=12100.8/(2sin59。=7058.6N =(NF /F F=70

14、58.6/(0.898×728.8=10.78Mpa=235/1.5=156N Fmax F F= 0.898×728.8×156=36650N=3736Kg3.8t (3结论通过对格构架强度、刚度、稳定性计算，结论如下：格构架整体承载力约为73t 。 格构架主肢承载力约为21t 。 格构架腹杆承载力约为3.8t 。 3.2 架梁时的受力静力分析（见图3）由于起重机械在工作中可能突然停车等现象，将对起重设备产生动力影响，为此必须计入该影响。根据起重机械上海交大出版社出版其动力系数=1.3。 图3 受力示意图（1）静力分析吊装过程中，实际起吊重量为30米箱梁的一端，

15、 即：G =G/2=92/2=46t滑轮组总拉力最大值T1max 计算当梁体刚起吊及落梁瞬间，滑轮组总拉力最大T1max=46t 扒杆受压最大值p1max=T1max=46t 后拉方总拉力最大值T2max 计算 当梁体吊装到跨中位置时，为最大力B=arctg15/16=43.15 C=arctg60/18=73 。 。 滑轮组拉力 T1 计算 T1=T2 解以上方程得： T1=T2=31.5t 后方拉力 T1T2计算 T1=T2 解以上方程得： T1=T2=22.5t （2）设备能力检算 钢丝绳能力检算选用公式： k=n.aFg/T 式中：K安全系数 n钢丝绳根数 T2sinB=T2sinC

16、T1cosB+T2cosB=46t a换算系数选用 a=0.82 Fg单根绳最小破断力总合，查表得到 T所检算钢丝绳最大受力 固定梁头钢丝绳能力检算，选用33mm 钢丝绳 n=4 Fg=72.55 T=46 K=4×72.55×0.82/46=5.17（可） 滑轮组钢丝绳能力检算 n=12 Fg=17.25t T=T1max=46t K=12×0.82×17.25/46=3.69（可） 滑轮组端头钢丝绳能力检算 n=8 Fg=27t T=T1max=35.5t K=8×0.82×27/46=3.85（可） 后拉力钢丝绳能力检算 n=4

17、 Fg=27.5t T=T=22.5t K=4×0.82×27.5/22.5=4.01（可） 卷扬机利用率 单根钢丝绳受力：Tmax=（46/12）×1.1=4.22 利用率 n=4.22/5=84.4%（可） 构式扒杆起重能力检算 在本吊装方案中， 每端选用 2 根格式拔杆， 根据计算每根拔杆承载力为 73T， 拔杆安全系数 K=2 ×73/46=3.17（可） 6 主要杆件受力最大值和采用的料具 杆 名称 件 1 2 3 4 5 6 7 钢扒杆 吊重主索 承重后缆风 保险前缆风 吊上滑轮组绳 固定梁头钢丝绳 卷扬机 46 46 59.8 59.8 静

18、 46 46 22.5 动 59.8 59.8 29.25 18m 高二根钢扒杆 18.5mm 钢丝绳 12 根 24.5mm 钢丝绳 4 根 17.5mm 钢丝绳 2 根 24.5mm 钢丝绳 8 根 33mm 钢丝绳 4 根 5 吨卷扬机 3.85 6.7 2.96 5.15 最大受力（T） 采用机具 静 3.17 3.69 4.01 动 2.44 2.84 4.42 安全系数 （3）结论 通过以上各项计算可知，本 30 米箱梁吊装过程中，各项设备能力均满足吊装需要，因此该吊装 方案可行。 4 施工组织及劳力安排 根据施工总进度计划及现场实际情况，每幅扒杆投入工作人员 27 人，其中：梁场

19、横移梁 4 人， 负责从存梁场移梁至运梁平车上，兼运到架梁位置。架梁 6 人，负责挂钩，架梁及卷扬机操作。墩 上横移梁 7 人，负责墩上横移就位。落梁 4 人，负责落梁就位，支撑牢固。安全员 3 人，负责检查 各处安全工作日志。指挥生活管理 3 人，负责现场指挥，生活安排，材料采购。 投入主要机具设备 设备名称 电动卷扬机 电动卷扬机 电动卷扬机 液压千斤顶 起 倒 钢 钢 滑 滑 道 器 链 丝 绳 丝 绳 车 车 规 格 数 量 3台 备 注 M-5 型 3吨 2吨 50 吨 10 吨 5吨 18.537 24.5 8吨 5吨 50 吨 43Kg 2.5m 50T5 组 32T4 组 吊装能力 146t 6×37 6×19 1台 12 台