聲屏障工程團結路中橋50.6米鋼箱梁的吊裝簡算

方輝

摘要：本文以格拉鐵路聲屏障中橋鋼箱梁吊裝施工為例，簡要列出了技術參數的簡算過程，論證鋼箱梁在吊裝過程中是否會變形、破損，為下一步施工提供技術上的支持。

Abstract： In this paper， the steel girder construction of Gela Railway sound barrier mid-bridge is taken as an example. The brief process of the technical parameters is briefly listed. Whether the steel box girder will be deformed or damaged during the hoisting process will be provided technically for the next construction support.

關鍵詞：鋼箱梁；吊裝；簡算

Key words： steel box girder；lifting；simplified calculation

中圖分類號：U442.5+9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0149-02

1 工程概況

本次吊裝地點位于團結路中橋橫跨公路處鋼箱梁，長50.6m，重量39T，鋼箱梁尺寸：1.5m×1.2m（寬×高），鋼箱梁中間44m范圍內頂板、底板、腹板厚度10mm，拉薩方向端頭4m范圍內頂板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm，拉薩方向端頭3m范圍內頂板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm。

2 施工日期

運輸及吊裝日期：2017年10月10日。

3 主要工作內容

團結路中橋聲屏障50.6m長鋼箱梁運轉與吊裝。

4 封鎖范圍

2017年10月10日早7點前采用彩鋼瓦圍擋，距離施工現場兩側100m范圍內將路面全面封閉。一切車輛嚴禁通行。

5 技術參數簡算

5.1 鋼箱梁的運輸

運輸車選用80T汽車托盤炮運輸機械設備，斯太爾威滕TT80托盤炮車，單軸荷載14噸，最大載重80T，牽引車最大載重80T，分體式托盤車最大載重50T，鋼箱梁自重39T，運輸車滿足施工要求。

5.2 鋼絲繩的選用（GB/T 24811.1-2009起重機和起重機械鋼絲繩的選擇 附錄B）

現場擬采用圖1所示方法吊裝。

5.2.1 鋼絲繩直徑的確定

簡算最左側、最右側吊點鋼絲繩（假設四點平均受力，實際值比假設值小）：

本次吊裝的鋼箱梁總重量39T，采用雙機抬吊，兩臺吊車四點受力，鋼絲繩四股受力，每股平均9.75T，換算為95.55kN。

用作綁扎吊索的安全起重量不僅與繩索的夾角有關，而且與綁扎時鋼絲繩的曲率半徑有關，如圖3，一般曲率半徑大于繩徑6倍以上時，起重能力不受影響；當曲率半徑為繩徑的5倍時，起重能力降低到原起重能力的85%，4倍時降低到80%；3倍時降低到75%；2倍時降低到65%；1倍時降低到50%。本次吊裝采用雙股鋼絲繩捆綁（鋼箱梁棱角處需加墊橡膠墊，防止吊裝過程中損壞鋼絲繩，造成事故）。

按照圖2、圖3所示，在雙股鋼絲繩捆綁一處鋼箱梁的單股鋼絲繩所受最大拉力為95.55kN，根據使用工況確定的機構工作級別為M4，根據市場最常見鋼絲繩繩型和等級的K值為0.356（見GB/T 24811.1 P2），R0值為1770kN/mm2，根據（GB/T 24811.1 P2）表1查的C值為0.080。

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

根據實際使用要求，所選擇的鋼絲繩的最小直徑不小于26mm。

上述兩點吊裝選用32mm鋼絲繩滿足施工需求。

簡算中間兩個吊點鋼絲繩：

按吊裝26.44+6=32.44m計算拉力，39×9.8÷50.6×32.44÷2=122.52kN，

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

上述兩點吊裝選用32mm鋼絲繩滿足施工需求。

5.2.2 鋼絲繩長度的確定

根據鋼絲繩實際受力計算：當被起吊物體重量一定時，鋼絲繩與鉛垂線的夾角a愈大，吊索所受的拉力愈大；或者說，吊索所受的拉力一定時，起重量隨著a角的增大而降低。如圖2所示（GB/T 24811.1-2009起重機和起重機械鋼絲繩的選擇）

P——每根鋼絲繩所受的拉力（N）；Q——起重設備的重力（N）；n——使用鋼絲繩的根數；a——鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

如圖1所示，吊點布置，每根鋼絲繩長12m。

5.3 吊車的選用

擬選用中聯QY70T吊車一臺，中聯QY130T吊車一臺，采用雙機抬吊的吊裝方法。

5.3.1 場地條件：綜合考慮施工現場場地大小，道路路況及鄰近建筑物分布情況。團結路兩側有10m高路燈桿，對吊車擺放造成干擾，吊車擺放位置、鋼箱梁運輸車停放位置如圖4所示。

5.3.2 吊裝機械的參數核算

本工程中鋼箱梁屬于超長構件（50.6m），因此選擇兩臺機械，綜合考慮場地限制，選擇吊車進行抬吊。因場地狹小，工作幅度較小，安全系數取1.1，荷載分配為均分，在上述情況下，單臺吊車承受起重荷載為：G=39/2×1.1=21.45T

圖中顯示130T的起吊工作半徑為17.47m（此時為最不利工況下，鋼箱梁安放就位時半徑13.6m），根據中聯QY130T吊車性能參數表，支腿全伸，在工作角度45°工況下，經計算臂長伸長至24.7m，最大起吊重量22.8T，吊鉤+鋼絲繩取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<22.8T滿足施工要求。endprint

圖中顯示70T的起吊工作半徑為8.5m（此時為最不利工況下，鋼箱梁安放就位時半徑6.28m），根據中聯QY70T吊車性能參數表，支腿全伸，在工作角度45°工況下，經計算臂長伸長至12m，最大起吊重量23.5T，吊鉤+鋼絲繩取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<23.5T滿足施工要求。

綜上所述，擬采用的機械設備及材料均滿足施工需要。

6 機械、材料選定

7 鋼箱梁變形計算

本工程鋼箱梁采用Q235鋼材，鋼材厚度：最厚處16mm，最薄處10mm，故屈服強度值是235MPa，設計抗壓、抗拉、抗彎強度值均為215MPa，抗剪強度值125MPa。吊點處鋼箱梁頂板、底板、腹板鋼板厚度均為10mm。

吊點設置詳見圖1所示。

7.1 最外側兩點鋼絲繩拉力取95.55kN，則水平力

F1=cos60°×95.55=47.8kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強：47.8÷0.048=0.996MPa

0.996MPa<125Mpa（抗剪強度）

0.996MPa<215Mpa（抗壓、抗拉、抗彎強度值）

豎向力F2=sin60°×95.55=82.75kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強：82.75÷0.048=1.7MPa

1.7MPa<125MPa（抗剪強度）

1.7MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強度值）

7.2 內側兩點鋼絲繩拉力取122.52kN，則水平力

F3=cos60°×122.52=61.26kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強：61.26÷0.048=1.3MPa

1.3MPa<125MPa（抗剪強度）

1.3MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強度值）

豎向力F4=sin60°×122.52=106.1kN

受力面積：0.032×1.5=0.048m2，壓強：106.1÷0.048=2.2MPa

2.2MPa<125MPa（抗剪強度）

2.2MPa<215MPa（抗壓、抗拉、抗彎強度值）

由此可知鋼絲繩處鋼箱梁體不會變形、破損。

8 結語

通過驗算，機械設備及材料均滿足施工需要，鋼箱梁在吊裝過程中不會變形、破損，可以按照之前既定的施工方案進行施工。

參考文獻：

[1]龍馭球.結構力學教程[M].北京：中國教育出版社，2000.

[2]范欽珊.材料力學[M].北京：北京大學出版社，2009.

[3]楊建勇，成菲.城市高架橋梁鋼箱梁的吊裝施工技術[J].中國建材科技，2016（06）.endprint