人字桅桿雙釣魚法架設T型梁技術應用

白鳳蘭 李宏展 萬青 常卯三

摘要：在預制安裝型橋梁施工中，預制梁安裝一般采用汽車吊、跨墩門機或架橋機進行安裝，這幾種安裝方式簡單易行，其技術已經相當成熟。在我公司承建的新疆沙雅塔河公路大橋工程預應力T型梁安裝施工中，通過方案優選，采用了人字桅桿雙釣魚法架設技術，不但保證了工程質量與工期，也節約了大量的資金。

關鍵詞：人字桅桿雙釣魚法架設T型梁技術應用

一、工程概況：

沙雅塔里木河公路大橋位于阿克蘇地區沙雅縣境內，該橋采用30m預應力混凝土簡支“T”梁，共30跨120片梁，中板和邊板架設重量分別為：74t、 78t。

橋墩高度1～4m，橋下有水，預制梁場位于左岸引線部位沿大橋軸線布置，合同工期2007年3月15日至2008年9月15日。

二、方案優選：

（一）、現場條件：

塔里木河洪水季節性特征明顯，在5月份有一場小洪水，持續時間約10天，在此期間過河便道將被沖毀致使兩岸交通中斷，大汛為7月中旬至9月上旬。

預制場設預制臺座12座，存梁臺座4座，場地最大存梁能力為80片，2007年5月11日開工，至2007年12月已預制了80片T型梁。 1－3跨處于左岸高灘，在冬歇期前已使用跨墩門機進行了架設，全橋需架設T梁數量為108片。根據現場條件，2008年3月復工時必須先進行T梁安裝施工，在安裝過程中預制剩余40片T梁，否則預制的T梁將無法存放，造成被迫停工。

（二）、方案比較

1、使用跨墩門機架設

采用過墩門機架設方案的特點是費用相對較低，但缺點也很明顯：一方面安全上存在較大隱患，為鋪設門機軌道，需在河道內回填大量土方，部分地段的高填方因河底基礎承載力差容易產生沉陷，在門機運行中易發生事故；在架設對岸梁體時，門機重荷載運梁距離過遠，不符合門機的機械性能，安全隱患較大；洪水期無法保證河道內填方段門機軌道的安全。另一方面使用跨墩門機架設將對進度產生不利影響，因場內只有一套龍門機，同時進行T梁預制與安裝將使兩項工作相互影響，對總工期造成相當大的影響。

2、汽車吊架設

經了解，采用汽車吊安裝，每片梁的安裝費用約為6000元，但缺點也很明顯：該方案架設的前提條件是吊車與運梁車均在橋下工作，而T型梁因其穩定性差，使用炮車運梁時對道路和場地要求條件很高，目前的施工道路、和路基及地層土質遠遠不能滿足炮車運梁要求，施工過程中會存在較大安全隱患，如果將施工便道修筑成高標準道路，產生的費用也較大；洪水期一旦造成道路沖毀，安裝將無法繼續進行。

3、架橋機架設

采用架橋機架設安全性高，進度快，但在該工程中卻存在一些具體問題：在新疆地區，架橋機數量有限，據了解，全疆境內只有3－4臺架橋機，經詢價，每片梁架設報價約為10000元，如從內地租賃，往返安拆運費約為40萬元，加之租賃費用與人工費，每片梁架設費用約為7000－8000元。

4、人字桅桿架設

雙人字桅桿架設法具有易運輸、安拆等優點，設備相對簡單，架設安全性較高，不受洪水影響，平均每2天架設1跨，基本與本工程剩余工作量要求速度匹配，每片梁安裝費用為5560元，相對較經濟。

三、人字桅桿雙釣魚法架設方法：

(一)、方法簡介：

在要架梁的前方墩和后方墩頂各立一付超過跨度一半長的人字桅桿，用這兩組桅桿吊抬梁，架梁前進，前后兩組拔桿隨著梁位置的變化，受力也隨之變化，梁始終能保持平衡水平前進，直至梁體就位，見圖1。

圖1雙釣魚法架梁

（二）、人字桅桿架設30mT型梁受力分析：

1、運梁計算

工地運送梁，采用特制運梁平車，承梁部位高1m，平車每臺容許承載50T,在梁的二端（支座附近）各設一臺，平車在軌道上由后車電動機驅動。

圖2 運梁示意圖

在牽引中梁與車體通過墊木相互接觸,產生摩阻力，而使梁體與車體不會發生任何的滑移。物體間相互摩阻系數為：

混凝土梁與墊木間的滑動摩阻系數：u1=0.6

墊木與鋼平車間的滑動摩阻系數： u2=0.4

以上表明，混凝土與墊土木間、墊木與鋼平車間的滑動摩阻系數（0.4）遠遠大于鋼平車車軸軸套間的滾動摩阻系數（0.05）。

混凝土梁與墊木，墊木與鋼平車間要產生相對滑移，其水平力最少要大于摩阻力=84×0.4=33.6T

而運梁炮車的牽引力等于滾動摩阻力僅為84×0.05=4.2T,小于以上滑動摩阻力33.6T，故在牽引中絕不可能在墊木與平車間發生任何滑移，因此二車間不需任何連接，這種運梁方法在一般施工工地都采用的。運送T梁，關鍵是對梁進行穩定性支護，通過翼板下支放支承架，用倒鏈把T梁與平車拉緊可以解決問題。

2、架梁計算

30米T梁邊梁重78t，為增大吊裝過程中的安全系數，我們以梁體重量84t來驗算。采用雙人字鋼拔桿的雙釣魚法，每根拔桿由斷面為4×∠80×80×10組成的格構式構件，拔桿高18m，在架梁孔的二側墩頂各立一副鋼人字拔桿，經計算，一副（二根）拔桿能承載146T，由于一副拔桿吊一頭最大重量為84/2=42T,故拔桿安全系數K=146/42=3.47(未包括鋼材本身還有1.4的安全系數)。架梁時，將拔桿立于梁頂或墩頂，拔桿腳分別位于梁支座中心，因拔桿腳對其承載物的壓力僅為42/2=21T,遠小于單頭自重，故不會對蓋梁及橋墩產生破壞。

（1）、架梁時的受力靜力分析

由于起重機械在工作中可能突然停車等現象，將對起重設備產生動力影響，為此必須計入該影響。根據上海交大出版社出版的《起重機械》其動力系數Φ=1.3。

（2）、靜力分析

(a)吊裝過程中，實際起吊重量為30米T梁的一端。

即：G=G/2=84/2=42t

(b)滑輪組總拉力最大值T1max計算

當梁體剛起吊及落梁瞬間，滑輪組總拉力最大T1max=42t

(c)撥桿受壓最大值plmax=T1max=42t

(d)后拉方總拉力最大值T2max計算

當梁體吊裝到跨中位置時，為最大力 B=arctg15/16=43.15。

C=arctg60/18=73。

滑輪組拉力T1計算

T1=T2T1cosB+T2cosB=42t

解以上方程得：T1=T2=28.9t

后方拉力T1,T2,計算

T1,=T2,T2sinB=T2,sinC

解以上方程得：T1,=T2,=20.8t

（3）、設備能力檢算:

鋼絲繩能力檢算選用公式:k=n.aFg/T

式中K-----安全系數n-鋼絲繩根數

a-換算系數選用a=0.82 Fg-單根繩最小破斷力總合,查表得到

T-所檢算鋼絲繩最大受力

(a)固定梁頭鋼絲繩能力檢算,選用Φ33mm鋼絲繩

n=4 Fg=72.55T=42t

K=4×72.55×0.82/42=5.66(可)

(b)滑輪組鋼絲繩能力檢算

n=12 Fg=17.25t T=T1max=42t

K=12×0.82×17.25/42=4.04(可)

(c)滑輪組端頭鋼絲繩能力檢算

n=8 Fg=27t T=T1max=42t

K=8×0.82×27/42=4.2(可)

(d) 后拉力鋼絲繩能力檢算

n=4 Fg=27.0t T=T,=20.8t

K=4×0.82×27.5/20.8=4.3(可)

(e)卷揚機利用率

單根鋼絲繩受力:Tmax=(42/12)×1.1=3.85

利用率n=3.85/5=77%(可)

(f)格構式拔桿起重能力檢算

在本吊裝方案中,每端選用2根格式拔桿,根椐計算每根拔桿承載力為 84T

拔桿安全系數K=2×84/42=4(可)

主要桿件受力最大值和采用的料具

桿

件 名稱 最大受力(T) 采用機具 安全系數

靜 動 靜 動

1 鋼拔桿 42 54.6 18m高二根鋼拔桿 3.74 2.66

2 吊重主索 42 54.6 Φ18.5mm鋼絲繩12根 4.04 3.1

3 承重后纜風 20.8 27.04 Φ24.5mm鋼絲繩4根 4.3 3.3

4 保險前纜風 Φ17.5mm鋼絲繩2根

5 吊上滑輪組繩 42 54.6 Φ24.5mm鋼絲繩8根 4.2 3.2

6 固定梁頭鋼絲繩 42 54.6 Φ33mm鋼絲繩4根 2.66 4.35

7 卷揚機 5噸卷揚機

（4）、結論

通過以上各項計算可知，本30米T梁吊裝過程中，各項設備能力均滿足吊裝需要，因此該吊裝方案可行。

主要機具設備表

設備名稱 規格 數量 設備名稱 規格 數量

電動卷揚機 M-5型 3臺 鋼絲繩 Φ18.537

6×37 2000m

電動卷揚機 3噸 1臺 鋼絲繩 Φ24.5

6×19 1600m

電動卷揚機 2噸 1臺 滑車 8噸 12臺

液壓千斤頂 50噸 12臺 滑車 5噸 8臺

起道器 10噸 2臺 運 梁 平 車 50噸 2臺

倒鏈 5噸 10臺 鋼軌 43kg 600m

滑輪組 50T6組 4 枕木 2.5m 600根

主拔桿 吊裝能力146t 2副

四、30米T梁安裝施工方法：

30米T梁安裝施工工藝流程

支座安裝→吊梁至動力炮車上→運梁至橋頭→掛鉤→雙釣魚跨梁→落梁至橫移船板→橫移至梁位→落梁就位→支撐好。

1、支座安裝

將設計圖上表明的支座中心位置標在支承墊石及橡膠支座上，橡膠支座準確安放在支承墊石上，支座中心線同支承墊石中心線要重合。

2、吊移T梁

用龍門吊將準備安裝的T梁吊至100T動力炮車上，動力炮車支架鋼板上設置卡槽，卡槽內放置枕木，梁體放置枕木上。然后用5t倒鏈將梁端固定在動力炮車支架上運至架設部位。如下圖4：

圖4T梁固定示意圖

3、雙釣魚法架梁

(1) T梁運至橋頭后,掛好主桅桿、副桅桿吊繩，主副吊繩用8噸卸扣鎖在一起,檢查梁角保護,檢查鋼絲繩使之不要互相搭壓,收緊主桅桿吊繩,撤去前端運梁平車。如圖5、圖6：

圖5

圖6

(2)收緊副桅桿吊繩,逐漸放主桅桿吊繩,

使梁體略低頭前移到位,但不要碰住梁體。

如圖7：

圖7

(3)T梁懸吊到位后,楔住后運梁平車,收緊后保護鋼絲繩到梁體向后微動.放松主桅桿吊繩,拆鉤,回鉤至主桅桿下，見圖8。

圖8

(4)把主桅桿吊繩至梁尾端,起吊主桅桿吊繩,撤走后運梁平車,緩放主桅桿吊繩,緩放后保護繩配合付桅桿吊繩使梁體就位,放在橫移梁船板上.

(5)架梁時應注意,有專職安全員隨時檢查纜風繩,地錨,主吊鋼絲繩,卷揚機地錨,鋼絲繩受力情況,不得使鋼絲繩和堅硬物體摩擦,及時發現并更換損壞鋼絲繩滑輪,繩卡等器件。架子腳下用堅實木板墊水平,并隨時檢查架子腳受力,架子腳須立在梁體中間,架每片梁之前專人檢查所有受力構件,并做好記錄,簽字。

架設T梁時提前與供電部門聯系，盡量在架設T梁時保持供電；為提高T梁架設的安全性，我們再在準備200KW發電機一臺，供架梁時應急使用。

4、橫移就位落梁

梁體橫移采用移動桅桿方式，使梁體直接到位。即在架梁前直接將兩桅桿移動到所架設的T梁的上方，然后梁體就位后，直接落梁固定。

到位后,經各方檢查位置正確后,打好楔木利用導鏈保護好方可用扁千斤頂落梁。

利用扁千斤頂落梁時,須落完一端落一端,落好后打好斜撐和導鏈,前后保護導鏈.梁體焊接牢固后方可拆去支撐。

五、使用情況及結論

我們采用人字桅桿雙釣魚法架梁，架梁過程平穩可靠，未出現任何事故，取得了良好的經濟效益和社會效益，實踐證明，該架梁方法具有以下特點：

1、設備投資少，經濟效益顯著。

2、重量輕，調遷運輸方便，易于安裝拆卸。

3、設備簡單，操作不太復雜，不需特殊的臨時設施，如腳手架、木排之類，可架設30—40米跨度的橋梁。

4、拔桿的移動簡單，可利用自身吊裝索具使拔桿跨越就位，故對地形適應性強，不受架設墩臺高度和孔下地基、河流、水紋狀態的限制

5、架設速度適中。

參考文獻

[1]徐格寧主編《起重運輸機金屬結構設計》北京機械工業出版社，1997

[2]國家標準局《起重機設計規范》GB3811-83北京中國標準出版社,1984

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。