自行式吊車架設(shè)30m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支曲梁施工作法概述眾所周知，預(yù)制梁的安裝是裝配式橋梁施工中的關(guān)鍵工序；而自行式吊車架設(shè)橋梁，其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，不需要額外動(dòng)力設(shè)備，架設(shè)速度快。本文針對(duì)xx立交改建工程WN匝道U05聯(lián)30m預(yù)應(yīng)力砼小箱梁（曲梁）跨越xx高速公路主線這一特定的施工現(xiàn)場(chǎng)條件，采用150T履帶吊與150T輪胎吊聯(lián)合作業(yè)，雙機(jī)抬吊完成架設(shè)任務(wù)。平面簡(jiǎn)圖參見(jiàn)圖-1-a、b。工程概況2．1xx高速公路xx立交改建工程位于xx高速公路（xx段）xx立交入城立交的范圍，為完善該立交的互通功能，增加xx新城區(qū)與外界的溝通，新建xx北至xx市區(qū)（NE匝道）以及xx至xx北（WN匝道）。2．2WN匝道橋梁的上部結(jié)構(gòu)分為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁和預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁兩中結(jié)構(gòu)形式。橋梁的起終點(diǎn)樁號(hào)為：K0+301.15~K0+767.23；橋梁總長(zhǎng)466.08m（路線中心線長(zhǎng)度），全橋共分7聯(lián)，其中WN-U05聯(lián)S13、S14跨：30+30=60m，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼簡(jiǎn)支箱梁，橋面連續(xù)。該聯(lián)的30m預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁位于R=120m的平曲線上，每跨3榀梁，梁寬2.4m，其中箱梁底寬1.5m，兩側(cè)各懸臂0.45m，梁高分別為1.374m，1.50m，1.626m，梁與梁之間采用0.40m寬的現(xiàn)澆接頭，每根梁內(nèi)設(shè)置5道橫隔板，其中端部2道/一側(cè)，跨中一道，在梁的兩端均設(shè)計(jì)成牛腿。2．3設(shè)計(jì)支座形式為圓板式橡膠支座，每榀梁端下設(shè)單支座Φ40×5.5cm。該聯(lián)6榀箱梁，在PB13#現(xiàn)澆連續(xù)箱梁牛腿上、PB14#蓋梁倒T右翼（即S13跨）擱置3根，在PB14#蓋梁倒T左翼、PB15#現(xiàn)澆連續(xù)箱梁牛腿上（即S14跨）擱置3根。其中PB14#蓋梁為獨(dú)立柱懸臂蓋梁，非預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)，其計(jì)算懸臂長(zhǎng)4.0m，蓋梁高6.6m，位于xx高速公路中央分隔帶內(nèi)。參見(jiàn)圖2-a、圖3。2．4用AUTOCAD圖解法求出30m曲梁矢距，參見(jiàn)圖2-b，諸梁矢距見(jiàn)下表。梁C諸矢距梁B諸矢距梁A諸矢距X=1m0.11940.11930.1192X=2m0.23060.23020.2298…X=弦長(zhǎng)/40.70010.68410.6682X=15m0.93240.91110.8889X=弦長(zhǎng)/20.93250.91120.8901X=16m0.92960.90530.8801…X=28m0.26260.18830.1107X=29m0.15930.0741架設(shè)安裝的前期準(zhǔn)備工作3．1背景資料分析自1998年底全線通車以來(lái)，xx高速公路xx段的車流量以年均約15％的速度增長(zhǎng)，目前日均全程流量超過(guò)2．7萬(wàn)輛，已成為全國(guó)最繁忙的高速公路之一。xx高速公路xx段與xx段車流量難分伯仲，在如此重交通條件下采用自行式吊車架設(shè)橋梁勢(shì)必會(huì)涉及占道、引流、局部封閉交通等，架設(shè)期間交通安全組織措施的作用，可窺一斑。一方面要保證工程建設(shè)的質(zhì)量和進(jìn)度，另一方面要考慮到xx高速公路的正常運(yùn)營(yíng)，經(jīng)多方協(xié)調(diào)，市交警總隊(duì)審批同意局部封閉交通，但必須在雙休日48h內(nèi)完成架設(shè)任務(wù)。這無(wú)疑給架設(shè)施工增加了難度，因而架設(shè)施工的前期準(zhǔn)備的充分與否，直接決定了工程建設(shè)的成敗。3．2交通安全組織措施3．2．1明確架梁次序，倒排作業(yè)時(shí)間。預(yù)先制定交通安全組織措施，須將設(shè)計(jì)意圖貫穿于施工作業(yè)的始末。按設(shè)計(jì)施工圖紙要求，預(yù)制箱梁的架設(shè)順序，須嚴(yán)格按“中梁→內(nèi)梁→外梁”次序進(jìn)行，吊裝時(shí)須注意曲梁的重心，防止吊裝時(shí)發(fā)生梁的扭轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)。參見(jiàn)圖1-b。按圖1-b中①~⑥梁依次架設(shè)，其中①、②、③梁于一日內(nèi)架設(shè)完畢，④、⑤、⑥梁于翌日內(nèi)架設(shè)完畢。3．2．2設(shè)置分道口。選定高速公路中央分隔帶合理位置開(kāi)設(shè)分道口，為局部封閉交通時(shí)實(shí)現(xiàn)成功引流，分道口I至分道口II間距約1km。3．2．3本次架設(shè)作業(yè)前，采用半幅道路封閉，做到警示標(biāo)志明顯，按道路交管部門規(guī)定實(shí)現(xiàn)封交，正確使用施工護(hù)攔、指示牌、警示燈、將軍帽等施工標(biāo)志。具體設(shè)置參見(jiàn)圖4——右道封閉。3．2．4架設(shè)施工期，交警參與現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，疏導(dǎo)途徑車流，保證xx高速公路的暢通。架設(shè)完畢后，立即恢復(fù)交通。3．2．5夜間吊車?？颗c安全防范措施。按架設(shè)計(jì)劃當(dāng)日完成3榀箱梁架設(shè)后，夜間吊車?？吭趚x立交改建工程廢棄的老匝道上，并設(shè)置施工護(hù)攔，安裝警示燈。具體安裝的施工技術(shù)措施自行式吊車對(duì)于簡(jiǎn)支梁構(gòu)件的吊裝，無(wú)外乎起吊、縱移、橫移、落梁等工序。本次實(shí)踐亦如此，在落梁工序上稍有補(bǔ)充，設(shè)置了臨時(shí)鋼支座。4．1吊索具的確定4．1．1選擇鋼絲繩以待吊裝曲梁梁長(zhǎng)、梁重的最大者梁C為例，梁C重量約為102T，按104T計(jì)算，雙機(jī)抬吊，4組鋼絲繩，參見(jiàn)圖5，預(yù)先定制加工設(shè)置在箱梁兩端的高強(qiáng)鋼梁，從而使雙機(jī)抬吊呈“扁擔(dān)”挑梁模式，箱梁頂板預(yù)留孔距梁端弧長(zhǎng)為1.65m(該段弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的圓心角甚小，此處弧長(zhǎng)≈弦長(zhǎng)=1.65m)，計(jì)算簡(jiǎn)式如下：P=T·K，其中T=9.8×104/4=254.8KN，安全系數(shù)K=6帶入，得P=1528.8KN。按國(guó)產(chǎn)鋼絲繩規(guī)格（GB1102-74）Φ52mm（6×37+1，公稱抗拉強(qiáng)度1550Mpa），其[P]>P，故選用Φ52mm（6×37+1，公稱抗拉強(qiáng)度1550Mpa）。4．1．2選用卸扣號(hào)碼為32T，D型卸扣（安全負(fù)荷為3200KN）。4．2起吊4．2．1吊點(diǎn)設(shè)置，抗側(cè)向傾覆校驗(yàn)。4．2．1．1確定曲梁重心Ix軸，計(jì)算偏心距YS。參見(jiàn)圖6、7。ⅰ.計(jì)算箱梁頂板平面YS頂=[38.197·（R3-r3）·Sin（α/2）]/[（R2-r2）·（α/2）]=123.240mⅱ.計(jì)算箱梁底板平面YS底=123.239mⅲ.計(jì)算箱梁腹板平面YS腹，如圖7所示，分別計(jì)算YS上腹=123.866m，而YS下腹=122.609m；此時(shí)對(duì)軸IX腹取面積矩為：A上腹·a=A下腹·b，且a+b=YS上腹-YS下腹；得：a=0.625m，b=0.632m故，YS腹=123.234mⅳ.鑒于曲梁是頂板、腹板、底板構(gòu)成的組合構(gòu)件，是水平截面上每個(gè)微截面積沿垂直平面的Z軸的定積分組成?？紤]到小箱梁頂板上有4.5%的橫坡和布置吊點(diǎn)時(shí)的施工誤差，因而曲梁重心軸IX所對(duì)應(yīng)的偏心距YS=YS頂=YS底=YS腹=123.240m，科學(xué)可靠。4．2．1．2因而，β=1.65/124.75=0.0132rad=0.756。；故由圖5可見(jiàn)，|OB|=YS·Sec[（α/2）-β]=123.986m；那么e=R-|OB|=0.764m。故，從圖6的平面上看，D、D’即為雙機(jī)抬吊的吊點(diǎn)在梁頂面水平投影，由此圖5中D、D’點(diǎn)即為所確定的吊點(diǎn)。4．2．2試吊。吊點(diǎn)按圖6位置放樣，相應(yīng)圖5位置上設(shè)置，橫梁上的吊點(diǎn)套桿插銷可以左右微量調(diào)整，以適應(yīng)起吊時(shí)因雙機(jī)不完全同步而產(chǎn)生重心不穩(wěn)。按上述吊點(diǎn)位置掛鉤，使曲梁吊離平板車20~30cm，檢查機(jī)身是否穩(wěn)定，吊點(diǎn)是否牢固，是否有側(cè)向傾覆跡象。實(shí)踐證明，試吊、起吊過(guò)程中，梁C平穩(wěn)，未發(fā)現(xiàn)側(cè)向翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。4．3縱移、旋轉(zhuǎn)、橫移4．3．1確定工作半徑（WorkingRadius，即R）和提升長(zhǎng)度（BoomLength，即H，參見(jiàn)圖8）。本次吊裝實(shí)踐兩臺(tái)吊機(jī)，按廠家提供的設(shè)備不同H和不同R值，額定荷載可以查得：當(dāng)150T輪胎吊吊臂提升長(zhǎng)度H=12.5m，R=9m，額定荷載為51T；履帶吊旋臂長(zhǎng)18m，R=10m，額定荷載為70.2T；滿足吊裝作業(yè)要求。吊裝過(guò)程中必須嚴(yán)格控制R，150輪胎吊R<9m，150T履帶吊R<12m的工作要求，確保吊裝作業(yè)的安全。按簡(jiǎn)圖7中的幾何關(guān)系計(jì)算得：H=（8.6-2）×9.2/5=12.14m<12.5m；故，安全。4．3．2試吊無(wú)誤后，由150T輪胎吊轉(zhuǎn)臂，150T履帶吊前進(jìn)并配合轉(zhuǎn)臂，待履帶吊負(fù)重行使到達(dá)恰當(dāng)安裝位置，在專人統(tǒng)一指揮下，緊密配合，動(dòng)作要協(xié)調(diào)一致，將梁徐徐放置于安裝位置，并做好支墊。參見(jiàn)上圖9。4．4落梁就位4．4．1設(shè)置臨時(shí)支固措施。4．4．1．1設(shè)置臨時(shí)支座。顯然地，30m預(yù)應(yīng)力砼曲梁，架設(shè)時(shí)因設(shè)計(jì)支座中心線與箱梁重心軸之間偏心距影響，吊機(jī)脫鉤后，曲梁易發(fā)生翻翹現(xiàn)象，故考慮增設(shè)臨時(shí)支座。參見(jiàn)圖10?？紤]到利于施工，僅在矢距最大的兩榀外邊梁（④、⑥梁）下設(shè)臨時(shí)鋼支座2對(duì)，1對(duì)設(shè)在箱梁腹板底部，另1對(duì)設(shè)在箱梁翼板與蓋梁擋塊之間，確保2對(duì)臨時(shí)鋼支座支撐界面接觸緊密。其余內(nèi)梁、中梁僅設(shè)1對(duì)臨時(shí)鋼支座于外側(cè)腹板底部，此處從略。ⅰ.確定偏心距Δe。參見(jiàn)圖11。θ=90·(L’-0.8)/（3.1416·R’）=6.858。=6。51’30”Δe=R’·（1-cosθ）-（R’-YS10=0.570mⅱ.臨時(shí)支座的構(gòu)造形式。臨時(shí)支座B為上下兩塊鋼板間焊接3根Φ32鋼筋，長(zhǎng)度為35mm，鋼板尺寸為350×200×10mm；臨時(shí)支座C為上下兩塊鋼板間焊接4根10#槽鋼，長(zhǎng)度為500mm，鋼板尺寸為600×300×20mm。ⅲ.臨時(shí)支座受力分析。按圖10所示，先按簡(jiǎn)化為一次超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算支反力。由結(jié)構(gòu)力學(xué)力法方程Δ=(1/EI)·∫LM1·MXdx，建立方程ΔBG=ΔGB，經(jīng)圖乘法計(jì)算，分別求出單個(gè)RA=0.002G/2(↑)，RB=1.006G/2(↑)，RC=-0.008G/2(↓)。4．4．1．2設(shè)置鋼夾具，巧用千斤頂。此為額外促進(jìn)穩(wěn)定手段，旨在未進(jìn)行橫向連接時(shí)，人為增加曲梁橫向聯(lián)系。待曲梁基本穩(wěn)定，吊機(jī)脫鉤后，用鋼梁上下各一根，將梁C、梁B、梁A在跨中截面（中橫梁中截面）用高強(qiáng)鏍桿上下加緊固定，梁C內(nèi)側(cè)設(shè)置千斤頂。鑒于三個(gè)支撐截面的EI值不同，且曲梁頂板橫坡的影響，只能近似地估算，吊裝后須與中梁沿橫坡方向?qū)泳臀?，而支座C僅是用于使梁體完全按設(shè)計(jì)要求就位。實(shí)踐證明，吊機(jī)脫鉤后，曲梁在支座A、B上業(yè)已基本就位，為了滿足橋面橫向連接鋼筋焊接和橫坡順暢的要求，當(dāng)千斤頂加壓時(shí)，梁C外緣稍稍翹起，此時(shí)加入臨時(shí)支座C，使梁C完全按設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確就位，且滿足施工精度要求。隨后，放松千斤頂，拆除鋼梁。（此圖從略。）很顯然，此時(shí)，支座C的支反力為“+”值，與按一次超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算的RC為“-”值不同；但可以確定的是，支座C的支反力不大，不會(huì)由于剪力過(guò)大對(duì)箱梁翼板造成不利影響。4．4．2拆除臨時(shí)支固措施。最后，待橋面橫、縱向現(xiàn)澆接頭完成后，且砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，再拆除臨時(shí)支座，恢復(fù)成設(shè)計(jì)支座受力狀態(tài)，從而使組合箱梁全截面工作，大大增加了截面的抗彎慣矩和抗扭剛度。先拆除臨時(shí)支座C，再拆除臨時(shí)支座B。拆除臨時(shí)支座B時(shí)，用焊槍把臨時(shí)鋼支座內(nèi)部鋼筋燒斷后取出，須對(duì)稱進(jìn)行，先燒斷內(nèi)梁臨時(shí)支座，再中梁，最后外梁。結(jié)語(yǔ)5．1施工圖交底時(shí)，應(yīng)由有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師提出吊裝次序與反復(fù)封閉重交通道路之間的欠合理性，并向設(shè)計(jì)院及早提出PB14#蓋梁配筋相應(yīng)加強(qiáng)的變更申請(qǐng)。如此，既可使同跨內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)架設(shè)“中梁→內(nèi)梁→外梁”3榀曲梁后，再架鄰跨，又可大大減輕因吊機(jī)反復(fù)移位給封閉道路交通帶來(lái)的困擾，同時(shí)可以適當(dāng)降低工程造價(jià)。5．2小半徑簡(jiǎn)支曲梁安裝過(guò)程中，因曲梁矢距大，在單支座支撐條件下，重力力矩明顯，準(zhǔn)確就位困難。