人字扒桿雙釣魚法在互通立交橋架梁的應(yīng)用

 人字扒桿雙釣魚法在互通立交橋架梁的應(yīng)用

　　摘要：通過介紹人字扒桿雙釣魚法施工方法，對(duì)人字扒桿在工作中的受力計(jì)算與穩(wěn)定性分析，體現(xiàn)了該方法拆裝便捷、操作靈活、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，在高速公路互通立交橋、位于隧道群間的橋梁、位于非架梁主線上橋梁、中小橋上等均能適用，具有較大的推廣性。

　　關(guān)鍵詞：人字扒桿；雙釣魚法；架梁；應(yīng)用；

　　0引言

　　目前在國(guó)內(nèi)高速公路橋梁上采用架橋機(jī)架梁較為普遍。但在互通立交中往往由于橋梁上下交錯(cuò)，架橋機(jī)來回拆裝較為繁瑣。加之互通內(nèi)改線橋施工場(chǎng)地受制等因素，因而使得采用架橋機(jī)架梁非常困難，此時(shí)具有拆裝便捷操作更為靈活的人字扒桿雙釣魚法顯得更為適用。

　　1工程概況

　　某高速公路全長(zhǎng)16.218公里，設(shè)計(jì)為雙向四車道。合同段內(nèi)互通立交一座，與國(guó)道205線連接，主要為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)上下高速公路而設(shè)�；ネㄖ骶�范圍K135+010～K136+110，交叉樁號(hào)K135+612.191，長(zhǎng)1100m�；ネㄊ搅⒔还苍O(shè)匝道5條�；ネ�橋梁共6座，分別為主線1號(hào)橋、主線2號(hào)橋、C匝道橋、D匝道橋、205國(guó)道改線橋及村道改線橋。

　　其中國(guó)道改線橋依次下穿主線1號(hào)橋與D匝道橋，起始樁號(hào)為K0+283.5~K0+471，橋長(zhǎng)187.5米。橋型布置為5×20+4×20米預(yù)應(yīng)力混凝土連

　　續(xù)T梁，每片梁重45T。橋梁位于R=260米的圓曲線、緩和曲線和直線內(nèi)。設(shè)計(jì)縱向坡度為3%。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)，架梁從該橋9#臺(tái)方向開始，但由于9#臺(tái)緊臨現(xiàn)有205國(guó)道，無架橋機(jī)拼裝場(chǎng)地，且考慮到該橋不在架梁主線上，采用架橋機(jī)架梁無法實(shí)施，確定采用人字扒桿雙釣魚法進(jìn)行架梁。

　　2方案概述

　　雙釣魚法即在待架橋跨的二側(cè)橋墩蓋梁上均設(shè)立人字形鋼扒桿(鋼扒桿由纜風(fēng)繩固定)，每副人字扒桿下設(shè)一動(dòng)滑輪吊鉤。待運(yùn)梁設(shè)備將梁片運(yùn)至架梁現(xiàn)場(chǎng)，通過這兩組扒桿吊鉤來實(shí)現(xiàn)移梁、架梁，因而形象地稱為雙釣魚法。

　　人字扒桿雙釣魚法主要施工工藝如下：梁場(chǎng)起吊→炮車運(yùn)梁→運(yùn)梁至人字扒桿下→掛鉤移梁→雙釣魚吊梁過跨→橫向移梁→落梁就位→梁片臨時(shí)支撐。

　　2.1炮車運(yùn)梁

　　梁片采用自制炮車運(yùn)輸，炮車采用汽車驅(qū)動(dòng)。炮車高1.2m，每臺(tái)炮車容許承載50t，在梁的兩端(支座附近)各設(shè)一臺(tái)。在梁場(chǎng)內(nèi)移梁采用大型龍門吊吊梁，待T梁砼達(dá)到吊裝強(qiáng)度后，用鋼絲繩捆綁T梁兩端(鋼絲繩安全系數(shù)采用2.0)，吊點(diǎn)按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求在T梁預(yù)制時(shí)預(yù)留，從梁場(chǎng)縱向吊運(yùn)至運(yùn)梁通道，直接落到50t運(yùn)梁炮車上，經(jīng)運(yùn)梁通道縱將預(yù)制梁運(yùn)送到人字拔桿底。

　　在運(yùn)梁過程中梁片與炮車通過墊木相互接觸由牽引驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生摩擦阻力，梁體通過木撐與葫蘆對(duì)拉與炮車之間不會(huì)發(fā)生任何的滑移。以下計(jì)算運(yùn)輸過程中炮車的滑動(dòng)情況。

　　梁片、墊木與炮車間相互摩阻系數(shù)為：

　　T梁與墊木間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)：u1=0.6

　　墊木與炮車間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)：u2=0.4

　　炮車車輪軸套間的滾動(dòng)摩阻系數(shù)：u3=0.05

　　由此可知，梁片與墊木間、墊木與炮車間的滑動(dòng)摩阻系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于炮車車輪軸套間的滾動(dòng)摩阻系數(shù)�；炷�土梁與墊木，墊木與鋼平車間要產(chǎn)生相對(duì)滑移，其水平力最少要大于摩阻力=45×0.4=18t，而鋼平車的牽引力僅為45×0.05=2.25t小于以上滑動(dòng)摩阻力18t，故在牽引中不會(huì)在墊木與平車間發(fā)生任何滑移，因此兩平車間不需任何連接。

　　2.2雙鉤釣魚移梁過跨

　　梁片縱向前進(jìn)采用雙人字鋼扒桿移梁，每根扒桿由斷面為4×∠80×80×10mm角鋼組成的格構(gòu)式鋼構(gòu)件，扒桿高18m，二根鋼扒桿組成人字形為一副。架梁時(shí)，將兩組扒桿分別立于所架梁跨的二側(cè)墩頂，扒桿腳分別位于梁支座墊石上。

　　2.2.1雙鉤釣魚法架梁

　�、賂梁運(yùn)至人字扒桿下后，掛好主扒桿、副扒桿吊繩，主副吊繩用8噸卸扣鎖在一起，用角鋼進(jìn)行梁腹板邊角保護(hù)，防止吊裝時(shí)對(duì)梁腹板邊角產(chǎn)生損壞。同時(shí)檢查鋼絲繩之間的關(guān)系，防止其互相搭壓、交錯(cuò)在一起，待檢查完畢后收緊主扒桿吊繩，進(jìn)行起吊作業(yè)。待主副吊鉤完全受力后用卷揚(yáng)機(jī)將前端運(yùn)梁炮車?yán)�出。此時(shí)梁片由人字扒桿下的主副吊鉤與后端炮車兩點(diǎn)受力。

　　②收緊副扒桿吊繩，逐漸緩慢地放主扒桿吊繩，使梁體略低頭前移到位，但不要碰到結(jié)構(gòu)物。

　�、跿梁懸吊到位后，楔住后端運(yùn)梁炮車，收緊后保護(hù)鋼絲繩，確保此時(shí)受力由人字扒桿下的副吊鉤與后端炮車兩點(diǎn)受力后，放松主扒桿吊繩，拆鉤，回鉤至主扒桿下。

　　④把主扒桿吊繩移至梁尾端，起吊主扒桿吊繩，撤走后運(yùn)梁平車，緩放主扒桿吊繩，緩放后保護(hù)繩配合副扒桿吊繩使梁體就位。此過程梁片受力由人字扒桿下的副吊鉤與主吊鉤兩點(diǎn)受力。

　　2.2.2受力計(jì)算與穩(wěn)定性分析

　　在上述移梁過程中前后兩組扒桿隨著梁片位置的變化，受力也隨之變化。但梁體始終保持平衡水平前進(jìn)。以下對(duì)移梁過程受力與穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。

　　2.2.2.1架梁時(shí)的受力計(jì)算

　　由于起重機(jī)械在工作中可能出現(xiàn)突然停車等現(xiàn)象，將對(duì)起重設(shè)備產(chǎn)生動(dòng)力影響，為此計(jì)算時(shí)須考慮其產(chǎn)生的影響。查相關(guān)手冊(cè)得其動(dòng)力系數(shù)φ=1.3。在吊裝過程中，梁片吊裝至跨中時(shí)為受力最大情況。

　　由上可求得：G’=φG/2=1.3×450/2=292.5kN

　　T1=163kN，T2=177kN，T1’=87kN，T2’=103kN，T1max=292.5kN

　　架梁時(shí)，人字扒桿立于橋墩蓋梁上。經(jīng)計(jì)算，每根18m高的鋼扒桿承載力為73t，一副扒桿能承載能力為146t，由于一副扒桿吊一頭最大重量為45/2=22.5t，故扒桿安全系數(shù)k=146/22.5=6.49滿足規(guī)范要求；且蓋梁能滿足架梁時(shí)人字扒桿的荷載。

　　再進(jìn)行鋼絲繩安全性驗(yàn)算，鋼絲繩受力檢算公式：k=naFg/T(式中k為安全系數(shù)；n為鋼絲繩根數(shù)；a為換算系數(shù)取0.82；Fg為單根繩最小破斷力總合，查表可得；T為所檢算鋼絲繩最大受力)

　　分別將固定梁頭鋼絲繩、滑輪組鋼絲繩以及后拉鋼絲繩進(jìn)行安全性驗(yàn)算后可知，選用φ33mm的鋼絲繩滿足要求。

　　2.2.2.2架梁時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算

　　由于人字扒桿主要承受軸向壓力，為壓彎構(gòu)件，因此分析其穩(wěn)定性是否滿足即可。人字扒桿所用鋼格構(gòu)件的材料為Q235鋼，主肢由∠80×80×10mm角鋼構(gòu)成。通過計(jì)算得出其主要截面參數(shù)：截面積A=15.126cm2，自身軸慣性矩i0=88.43cm4，最大截面慣性矩：Imax=5.535×104cm4。

　　求得其長(zhǎng)細(xì)比：<150滿足要求。

　　查表得穩(wěn)定系數(shù)φ=0.970。

　　對(duì)其進(jìn)行壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，平面內(nèi)穩(wěn)定：

　　(軸向壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力疊加)

　　在上述受力計(jì)算過程中可知，人字扒桿所受的軸向壓力N=178.3kN，代入上面公式：滿足要求。

　　通過以上各項(xiàng)計(jì)算可知，在20米T梁吊裝過程中，各項(xiàng)設(shè)備能力均可滿足吊裝需要，因此該吊裝方案可行。

　　2.3橫向移梁就位

　　預(yù)制T梁縱向過跨到位后，須對(duì)梁片橫向平移。以邊梁為例進(jìn)行介紹：梁

　　圖3人字扒桿雙釣魚法橫向移梁示意圖

　　片縱向完全被移至跨位后，豎向落梁時(shí)速度須控制好，確保與蓋梁間有一定空間。在梁片落至合適高度時(shí)，將5T的葫蘆一端系于T梁端，一端系于蓋梁上。在梁片兩端各設(shè)置一個(gè)葫蘆，通過同時(shí)收緊梁片端頭的葫蘆并緩慢放松人字扒桿吊鉤的鋼絲繩，直到梁片橫向移至最外側(cè)的支座墊石上(如圖3所示)。

　　3施工要點(diǎn)

　　3.1為確保施工安全，在大風(fēng)或臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)不可進(jìn)行架梁，并在臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)將人字扒桿平放至安全位置。

　　3.2雙鉤移梁過程中速度不宜過快，保持與炮車牽引速度相同，同時(shí)在換鉤時(shí)作好炮車的防溜措施。

　　3.3架設(shè)首跨梁片時(shí)，須為橋臺(tái)側(cè)人字扒桿的纜風(fēng)繩設(shè)置地錨，地錨的混凝土基坑根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置，基坑深度應(yīng)不小于1m，混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于C30。且應(yīng)在地錨混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可進(jìn)行梁片架設(shè)工序。

　　3.4架梁時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查纜風(fēng)繩與卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩是否有破損及打結(jié)現(xiàn)象，不得使鋼絲繩和堅(jiān)硬物體摩擦，防止出現(xiàn)意外。

　　3.5雙鉤吊梁過程中應(yīng)采用如角鋼之類的物品對(duì)梁肋加以保護(hù)，防止架梁時(shí)對(duì)梁片混凝土造成損傷。

　　3.6由于人字扒桿須立設(shè)在橋墩蓋梁上，因此應(yīng)在扒桿腳址部位墊設(shè)木板或木楔并楔緊，確保不對(duì)蓋梁或支座墊石混凝土造成破壞，并防止扒桿產(chǎn)生滑動(dòng)。

　　3.7橫向移梁時(shí)應(yīng)保證兩個(gè)葫蘆收緊幅度同步。

　　4經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)

　　雖然目前架橋機(jī)使用較為普遍，但由于其體積、拼裝場(chǎng)地、拆裝煩瑣等因素，在多數(shù)情況下必須有順暢的架梁通道作為保證。而人字扒桿雙釣魚法架梁則更為靈活方便。此方法因不受場(chǎng)地限制，拆裝簡(jiǎn)單，成本較低，在許多場(chǎng)合能得到應(yīng)用。除本方案介紹的施工橋梁與現(xiàn)有國(guó)道平交情況外，在下面兩種情況的應(yīng)用也較為合理：

　　5.1兩座隧道間的橋梁架梁。由于受到隧道貫通的影響，夾在兩隧道間或隧道群中的橋梁架梁可采用本方法。如本工程中位于黃山嶺隧道與陳坑隧道間的黃山里2號(hào)大橋。

　　5.2由于一些橋梁緊臨隧道，橋臺(tái)往往受隧道施工影響不能及時(shí)完成的情況。如在本工程中的下王1號(hào)大橋左幅第一跨，由于0#橋臺(tái)與隧道洞口里程只相差2m，導(dǎo)致樁基只能在隧道主體工程完成后才能施工，所以在架橋機(jī)架完該橋其他跨后由人字扒桿雙釣魚法來第一跨梁片架設(shè)。

　　總之，人字扒桿雙釣魚法架梁可與架橋機(jī)架梁相輔相成，可起到節(jié)約成本、縮短工期的作用�！　�

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