預(yù)制梁定制鋼模板吊裝輔助裝置的研制與應(yīng)用

洪冬明

廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司 廣東 廣州 510600

1 工程概況

吳川市濱江路（省道S285線吳川市區(qū)段改建工程）片區(qū)綜合整治項目（K0＋000～K2＋547）位于廣東省湛江市吳川市博鋪鎮(zhèn)內(nèi)，為政府投資項目，屬當(dāng)?shù)刂攸c項目，同時袂花江大橋建成后作為當(dāng)?shù)匾?guī)模最大、長度最長的橋梁，其施工工藝要求高。該項目設(shè)置主線橋2座，小東江大橋為拆除重建橋，長286 m，孔跨布置為5 25 m＋45 m＋2 25 m＋2 20 m，左幅橋?qū)?6.5 m，右幅橋?qū)?8.3 m。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁、簡支T梁；袂花江大橋為新建橋，長度931 m，孔跨布置為27 25 m＋（32＋36＋32）m＋6 25 m，接入山腳橋之前左幅寬度16.5 m，右幅寬度18.3 m，接入山腳橋之后左右幅梁寬均為13.5 m，上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁和現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

本項目施工工期緊，工藝要求高。受限于改建項目的場地制約，預(yù)制梁場地建設(shè)面積小，而預(yù)制梁采用大型定制鋼模板生產(chǎn)，預(yù)制梁定制鋼模板屬大型鋼構(gòu)件，質(zhì)量大，外形不規(guī)則，場內(nèi)吊裝轉(zhuǎn)移運轉(zhuǎn)效率低。

2 吊裝輔助裝置研制與應(yīng)用

本機械裝置取代了人工輔助起吊的方法，創(chuàng)新地采用定位裝置、卡扣裝置對鋼模板進(jìn)行穩(wěn)固，防止在吊裝不規(guī)則大型定制鋼模板移動時出現(xiàn)晃動和重心不穩(wěn)等現(xiàn)象，能快速、安全、便捷、準(zhǔn)確地把預(yù)制鋼模板轉(zhuǎn)移到擬安裝或轉(zhuǎn)移的位置，確保預(yù)制梁定制鋼模板在吊裝過程中平穩(wěn)高效地轉(zhuǎn)移，提高了預(yù)制梁模板安裝、拆除效率，降低安全風(fēng)險。

2.1 吊裝輔助裝置的工藝介紹

配合預(yù)制梁定制鋼模板在場內(nèi)吊裝轉(zhuǎn)移的輔助裝置，主要由起重裝置、定位裝置、卡扣裝置3個部分組成。操作時，利用起重裝置進(jìn)行預(yù)制鋼外模板的吊裝轉(zhuǎn)移，利用定位裝置和卡扣裝置確保預(yù)制梁定制鋼外模板在吊裝過程中的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移。

該輔助裝置的具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 預(yù)制梁模板吊裝轉(zhuǎn)移輔助裝置立體示意

2.1.1 起重裝置

起重裝置采用1根140 mm 140 mm 6 mm的熱軋方鋼及3根不同長度的φ28 mm圓鋼筋彎制而成的拱弧形吊環(huán)焊接組合而成，方鋼和圓鋼采用現(xiàn)場人工電弧焊，焊縫必須滿焊。方鋼和吊環(huán)鋼筋的長度及具體規(guī)格可根據(jù)預(yù)制梁定制模板的具體大小及質(zhì)量情況選定。吊環(huán)必須采用未經(jīng)冷拉的熱軋光圓鋼筋制作。

起重裝置與定位裝置是主要受力構(gòu)件，為提高安全及整體性，可在裝置連接位置增設(shè)2塊厚10 mm的鋼板及φ28 mm螺紋鋼筋來提高整體性，焊接采用現(xiàn)場人工電弧焊，焊縫必須滿焊（圖2）。

圖2 起重裝置設(shè)計示意

2.1.2 定位裝置

-Re-1Δu + (u·)u +p - Sc curl B×B=f在Ω中，Sc Rm-1curl (curl B) - Sc curl (u×B)=g在Ω中，· u = 0在Ω中，·B=0 在Ω中。

定位裝置采用1根140 mm 140 mm 6 mm熱軋方鋼和1根140 mm 58 mm 6 mm熱軋槽鋼焊接組合而成，形狀如倒“T”字。方鋼和槽鋼采用現(xiàn)場人工電弧焊，焊縫需具有一定高度（圖3）。

圖3 定位裝置設(shè)計示意

定位裝置中的方鋼在整個裝置中起骨架作用，鋼模板的質(zhì)量通過卡扣裝置傳遞給方鋼，通過方鋼再傳遞到起重裝置。因此定位裝置中的方鋼是整個裝置的核心部件之一，必須具有一定的剛度和厚度，方鋼的長度必須超過預(yù)制梁模板的高度。

定位裝置中的槽鋼在鋼模板的吊裝過程中主要起穩(wěn)定模板的作用，其長度必須滿足不同長度規(guī)格鋼模板的起吊要求。

2.1.3 卡扣裝置

卡扣裝置采用2塊厚35 mm的鋼板加工而成，2塊鋼板的其中一邊按設(shè)計放線切割出一個小型倒梯形，用于扣緊翼緣板底部的型鋼骨架。鋼板焊接固定在定位裝置的方鋼上，方鋼和鋼板采用現(xiàn)場人工電弧焊，焊縫必須滿焊，鋼板加工形式及具體焊接位置根據(jù)預(yù)制梁的翼緣板長度及梁高情況而定（圖4）。

圖4 卡扣裝置設(shè)計示意

2.2 吊裝輔助裝置的操作要點

1）模板工人可直接將起重設(shè)備的吊鉤鉤住起重裝置的吊環(huán)開始吊裝作業(yè)，如圖5、圖6所示。

圖5 輔助裝置吊裝預(yù)制梁定制模板（T梁）三視圖

圖6 輔助裝置吊裝預(yù)制梁定制模板（箱梁）三視圖

2）模板工人配合起重設(shè)備把定位裝置移至預(yù)制梁鋼模板中間位置，通過卡扣裝置準(zhǔn)確扣緊預(yù)制梁翼緣板底部的縱向槽鋼（圖7）。

3）卡扣裝置扣緊后，將定位裝置緊貼在預(yù)制鋼梁中間位置的鋼骨架上，從而防止預(yù)制梁在吊裝時出現(xiàn)重心不穩(wěn)或者晃動。

4）通過起重裝置進(jìn)行預(yù)制梁鋼模板的安裝以及拆除施工，圖8為龍門吊通過起重裝置進(jìn)行預(yù)制梁鋼模板的安裝作業(yè)現(xiàn)場。

圖7 輔助裝置固定預(yù)制鋼模板

圖8 輔助裝置吊裝現(xiàn)場

3 實施效益

鋼模板吊裝轉(zhuǎn)移的輔助裝置在本項目實施后的效益主要體現(xiàn)在社會效益及經(jīng)濟效益方面。

3.1 社會效益

1）工藝操作簡單，便于推廣，與傳統(tǒng)的施工工藝相比，省去了模板工人每次吊裝模板都要穿拆鋼絞線的施工工序，節(jié)省了作業(yè)時間。

2）利用該裝置的定位裝置和卡扣裝置對模板進(jìn)行穩(wěn)固，防止在吊裝不規(guī)則大型定制鋼模板移動時出現(xiàn)晃動和重心不穩(wěn)等現(xiàn)象，能快速、安全、便捷、準(zhǔn)確地把預(yù)制鋼模板轉(zhuǎn)移到擬安裝或轉(zhuǎn)移的位置，達(dá)到提高預(yù)制梁模板安裝、拆除效率，降低安全風(fēng)險的目的。

3）本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，操作簡便，造價低，適用性強，適用于各種不同規(guī)格大小的預(yù)制梁定制模板的轉(zhuǎn)移。同時，該吊裝輔助裝置維護(hù)及維修方便，且可以重復(fù)利用。

3.2 經(jīng)濟效益

1）本項目如果采用傳統(tǒng)的用鋼絞線直接吊裝預(yù)制梁定制鋼模板轉(zhuǎn)移的工藝，預(yù)制梁架設(shè)工期預(yù)估為225 d，采用此輔助裝置后，實際架設(shè)時間為180 d。

2）減少人力資源、機具設(shè)備投入，平均每天可節(jié)省2個輔助工人的工費，工人工費按每人300元/d計，項目實施期為180 d，總共節(jié)約工費為108 000元。

3）加快施工進(jìn)度，減少管理、施工投入費用。項目實施后，節(jié)約工程工期45 d，減少了管理、施工投入費225 000元。

因此，本項目采用此輔助裝置后，直接經(jīng)濟效益為108 000＋225 000=333 000元。

4 結(jié)語

該預(yù)制梁定制鋼模板吊裝轉(zhuǎn)移輔助裝置通過工程應(yīng)用，驗證了其具備簡單、實用、成本低、效果好、安全風(fēng)險低的優(yōu)勢，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。該裝置能適應(yīng)各種不同規(guī)格大小的預(yù)制梁定制模板的轉(zhuǎn)移，維護(hù)及維修方便，可重復(fù)利用，拓寬了橋梁工程預(yù)制梁鋼模板吊裝的可選方案。