“整体吊装偏心钢箱梁桥的研究”

整体吊装偏心钢箱梁拱桥的研究江苏省交通工程集团有限公司JIANGSUPROVINGIALTRANPORTATIONENGINEERINGGROUPCO.,LTD一、小组简介

二、选择课题

新阜宁大桥改造工程是在老桥两侧分别傍宽新建一座桥梁，主桥位置新老桥间距1.5米，成桥钢结构处于偏心状态。由于新桥位置距老桥间距仅1.5米，施工难度很大，县政府工期要求紧，在封航时间受限制、国内尚无对独肋偏心拱梁组合结构桥成功吊装案例的情况下，小组成员通过讨论，提出“整体吊装偏心钢箱梁拱桥的研究〞课题。1、问题的提出1、问题的提出二、选择课题

结构长60.8米，中间部位拱肋高出桥面10米。正桥桥面宽度7.00米，其中跨中8.40m，整个构件重达290吨，且整个结构处于偏心状态。

图1桥梁三维有限元模型图2桥梁效果图2、钢箱梁桥吊装分析统计表二、选择课题

3、选择课题

小组通过头脑风暴法，提出以下两个课题：选择课题1

分部吊装偏心钢箱梁拱桥的研究

选择课题2

整体吊装偏心钢箱梁拱桥的研究

选择课题二、选择课题

4、课题分析、评估、选择

二、选择课题

5、确定课题整体吊装偏心钢箱梁拱桥的研究二、选择课题

目标值偏心钢箱梁拱桥整体吊装时间≤3h。

课题目标一次性完成偏心钢箱梁拱桥的吊装。二、设定课题目标

四、提出各种方案并确定最正确方案

1、小组通过头脑风暴法，针对整体吊装偏心钢箱梁拱桥的课题提出了各种方案，并用亲和图归纳整理：整体吊装方案系杆二上增加荷载系杆及拉索的承载力足够大偏心结构变平衡结构整体平衡吊装整体偏心吊装浮吊具备多个吊钩整体结构稳定拱肋及系杆二增设多吊点在受力范围之内２、整体平衡吊装与整体偏心吊装的比较四、提出各种方案并确定最正确方案方案一：整体平衡吊装方案四、提出各种方案并确定最正确方案

本桥为人行桥，配重块较重超过系杆二及斜拉索的受力范围。可能造成系杆二的严重变形或者拉索的断裂。四、提出各种方案并确定最正确方案３、小组成员讨论把整体偏心吊装方案分为以下两个方案进行分析：整体偏心吊装浮吊必须具备多个吊钩浮吊行走协调性好拱肋及系杆二增设多吊点二台浮吊整体抗倾覆性差中间浮吊需要2个吊钩浮吊行走协调性不好拱肋及系杆二增设多吊点三台浮吊整体抗倾覆性好

两台浮吊行走协调性好、费用低，浮吊行走时倾覆风险较大。

方案二、两台浮吊整体偏心吊装方案

四、提出各种方案并确定最正确方案

能解决方案一的抗倾覆风险，平安、时间短，对航道影响小，现场设备租用费用略偏高。

方案三、三台浮吊整体偏心吊装方案

四、提出各种方案并确定最正确方案整体偏心吊装的两种方案比照分析四、提出各种方案并确定最正确方案四、提出各种方案并确定最正确方案三台浮吊整体偏心吊装方案作为可行方案。

４、确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题〔1〕三台浮吊承重分配四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题四、提出各种方案并确定最正确方案中间浮吊被动受力浮吊承重分配中间浮吊主动承重整个结构稳固、平稳

拱肋、系杆结构不安全四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题〔2〕、系杆二及拱肋的挠度控制四、提出各种方案并确定最正确方案四、提出各种方案并确定最正确方案设置临时支撑系杆及拱肋的挠度控制不增设临时支撑系杆及拱肋挠度小系杆及拱肋变形较大四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题(3)、浮吊行走的协调性控制四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题四、提出各种方案并确定最正确方案四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题浮吊连成整体浮吊行走的协调性控制浮吊不连成整体便于统一指挥不便于统一指挥四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题〔4〕、构件的垂直度控制四、提出各种方案并确定最正确方案四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题中间浮吊２勾起吊构件的垂直度中间浮吊1勾起吊调整起重索保持垂直

不能保持垂直5、局部应力过大的控制四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题四、提出各种方案并确定最正确方案四、提出各种方案并确定最正确方案5、方案实施过程中必须研究解决的主要问题直接卸载局部应力过大的控制分步骤卸载局部应力较大局部应力较小四、提出各种方案并确定最正确方案最正确方案框图浮吊承重分配多台浮吊整体吊装

应力控制中间浮吊被动受力

分步骤卸载

挠度控制

设置临时支撑统一协调性控制三台浮吊连成整体

垂直度控制中间浮吊2吊钩起吊

对策表

五、制定对策表

对策表

五、制定对策表

对策表

五、制定对策表

对策表

五、制定对策表

对策表

五、制定对策表

六、按对策表实施：实施一、流程设计观测结果反馈信息反馈`收集资料方案可行性研究起吊方案拟定吊装完成观测成果整理试吊行走参数、流程调整浮吊起吊行走〔一〕、整体吊装工艺流程实施一、流程设计〔二〕、浮吊起吊、行走、就位流程图1实施一、流程设计〔二〕、浮吊起吊、行走、就位流程图2实施一、流程设计〔二〕、浮吊起吊、行走、就位流程图3实施一、流程设计〔二〕、浮吊起吊、行走、就位流程图41、钢丝绳选取吊重290t钢丝绳强度计算〔起吊点4个，用4根钢丝绳吊装〕根据钢丝绳允许拉力计算公式S=P/K钢丝绳作吊索使用平安系数K=5钢丝绳允许拉力S=290t/4=72.5KN计算钢丝绳破断拉力P＝S×K=725×5=3625KN查钢丝绳技术表选用以下标准的钢丝绳：绳6×37〔股1+6+12+18〕，抗拉强度1870MPa，直径2×47mm的钢丝绳

实施二、吊装设备的选取

〔一〕、索具的选取

2、卡环卸扣的选取考虑起吊钢管拱肋单体重量在290t，由4根起重钢丝绳吊起，进行计算。Fg=G/4cosβ=290KN/4×cos60=362.5KN根据卸扣的允许荷载公式[Fk]≈3.5d2250≈3.5d2d≈10.2cm即取销子为10.2cm以上的卸扣作为吊装联结使用。实施二、吊装设备的选取

〔一〕、索具的选取〔二〕、浮吊选取实施二、吊装设备的选取

〔二〕、浮吊选取实施二、吊装设备的选取

1#浮吊〔二〕、浮吊选取实施二、吊装设备的选取

2#浮吊〔二〕、浮吊选取实施二、吊装设备的选取

3#浮吊〔1〕、吊点的设置分别在系杆一、二端部向内1米处各设置一个吊点，直接采用钢丝绳捆绑，供1#160t浮吊及3#200t浮吊双钩施吊。2#浮吊在跨中设置吊点。设置于5、7#吊杆横梁位置L1=2×5=10m，在5、7#吊杆横梁位1、2#系杆设置两道纵向八字千斤索；设4个吊环。千斤索的间距L1=17.65×(1-2×0.207)=10.34m。实施三、起吊〔一〕、合理布置起吊点实施三、起吊〔一〕、合理布置起吊点

实施三、起吊〔一〕、合理布置起吊点吊点验算FA=1100KNFC=1100KNFB=800KN端横梁：h=112cmb=150cmI=1/12×bh3=17561600cm4W=1/6×bh2=313600cm3Qmax=0.375×49.34×30.4=562.476KNMmax=0.07×49.34×30.4×30.4=3191.8KNmσ＝M/W=10.18MPa<[σ]=145MPaτmax=145/(112×150)=8.6MPa<[τ]=85MPa〔查?桥梁施工计算手册?支架容许应力表〕经验算满足要求〔2〕、临时支撑设置在设置的千斤索上设置一个滑轮与起重钩连接。在拱及系杆2对应2#浮吊起吊处设置双拼I36b工字钢临时支撑。实施三、起吊〔一〕、合理布置起吊点实施效果检查：经检查，各吊点位置设置准确，临时支撑稳固。防止了因中间吊点少而引起的不稳定，无临时支撑造成的挠度大等。〔1〕、三台浮吊连成整体三台浮吊通过软牵引连成整体，锁定好压水箱的连接。浮吊的地锚设置稳固。浮吊与地锚之间通过钢丝绳连接，1#、3#浮吊上设置的卷扬机控制钢丝绳的牵引。〔2〕、浮吊与吊点连接两端部浮吊分别为200t和160t，采用钢丝绳直接捆绑系杆1、系杆2，利用20m长两根钢丝绳〔6×37〕把端部两吊点连成一起，直接用浮吊的吊钩起吊。中间浮吊拱肋顶部两吊点采用一根钢丝绳〔6×37〕连成整体，钢丝绳上设置滑轮与起重副钩连接，系杆2上的两吊点同样与浮吊的主吊钩连接。实施三、起吊〔二〕、整合三台浮吊

效果检查：各连接部位连接牢固。〔1〕、测量水深，防止浮吊负重搁浅。〔2〕、解除钢结构与支架的所有连接。〔3〕、浮吊仰角控制在60°。浮吊与构件连接牢固。〔4〕、系杆上支座中心线引伸到梁体上、支座实际中心线延长到盖梁的端部。〔5〕、航道管制。〔6〕、吊点处钢丝绳采用麻袋、土工布包裹。〔7〕、设备检查试机。〔8〕、通讯畅通。〔9〕、天气晴朗、风速在3级以下。实施三、起吊〔三〕、起吊过程控制1、起吊前准备

效果检查：前期各项准备工作到位，适宜吊装。2#浮吊不直接参与起吊。1#、3#浮吊试吊前，2#浮吊不受力。1#、3#浮吊同时起吊。实施三、起吊〔三〕、起吊过程控制2、试吊效果检查：钢构件脱离支架0.5-2mm。吊装能力匹配成功。〔1〕、起吊1#、3#浮吊同时起吊，2#浮吊主要是起稳定的作用，不主动受力，防止拱的倾斜被动的受力。根据两端部的垂尺测量情况及时调整1#、3#浮吊的左右起重索的行程来保持桥梁的平整、垂直度。根据侧向的垂尺垂尺测量情况及时调整2#浮吊的左右起重索的行程来保持桥梁的平整、垂直度。实施三、起吊〔三〕、起吊过程控制3、正式起吊效果检查：浮吊预设角度满足要求，钢丝绳及卸扣满足要求。两端部高差在０.１m以内。实施效果检查：经检查，起重高度、挠度、在合格范围内。实施三、起吊〔三〕、起吊过程控制3、正式起吊〔2〕、起吊高度1#、3#浮吊同时调整起重索的行程，提升构件高度。

采取低速航行浮运，两端大浮吊以揽船索点式牵引为主，船舶动力采取以一船为主，三船协作操作的方式，中间3#浮吊随航的方法。初步到位后先将后锚揽落地并安装锚揽钢丝绳，采取调整锚揽力度，到达垂直安装位的上空，准备落梁就位。实施效果检查：经检查，行走时构件整体稳定，行速、垂直度在合格范围内。实施四、行走就位工作分四步进行：1〕先将A端浮吊就位并卸载1/2；2〕中间浮吊完全卸载；3〕再将B端浮吊完全卸载。4〕最后卸载A端的浮吊全部荷载。完成检测工作后，按安装总指挥令执行浮吊船起重脱钩。实施效果检查：经检查，梁体垂直度、轴线偏位、拱度在合格范围内。实施五、落梁就位七、确认效果：

1、目标完成情况：

1.1工期情况

经过QC小组的共同努力，采用多台浮吊整体吊装施工方案，经过2小时顺利的提前完成了独肋异形钢箱混凝土系杆拱桥的安装，未发生任何平安事故，实现了课题设定的目标。

1.2质量情况

小组成员对施工的每道工序进行检查，遇到施工中的不标准及错误及时进行纠正。经对桥梁主拱及系杆的挠度均小于控制值〔见表5〕。1.3经济、社会效益整体吊装钢箱梁偏心系杆拱桥施工方法是采用整体吊装的方法来完成钢箱梁系杆拱桥的安装。采用该工艺减少了水上施工的难度和工作量，整个桥梁在桥下拼装成整体，然后再整体吊装就位。工期提前了33天。阜宁县住房和城乡建设局对该桥的提前竣工通车非常满意。公司的良好声誉