重庆建工集团股份有限公司长洪路前段道路及管网工程 跨线桥箱梁吊装专项施工方案
根据重庆市场上吊车情况,本着经济使用、安全可行的原则,先拟定桥下这台吊车为240吨吊车。240吨吊车在吊车回转半径为10m,臂杆长度为21.5m时,吊装能力为70吨。吊车回转中心距尾部为5 m,梁的长度为26 m,所以需要两台吊车共同传送的直线距为20 m(200吨吊车回转中心的距离5 m+梁的长度26 m-梁的另一端吊点到端头的距离1.0 m-10 m回转半径)桥台这台吊车也定为240吨,桥台上的吊车即需要将梁的前端送10米,桥台上240吨吊车吊装半径为10 m,臂杆长度为21.5m时,吊装能力为70.0吨。最不利的位置是桥下吊车在回转半径10米时,桥台吊车回转半径为21米,这时箱梁停止前进,以便进行吊点的转换。
二、箱梁吊装计算
(一) 桥下240吨吊车计算 1、 吊装半径计算
如上图所示,A点为吊车的回转中心,B点为吊装第一片预制梁(边梁)时吊点在地面的投影,C点为吊每二片梁时,吊车臂杆和第二片预制梁的
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边的交点在地平面的投影,AE为吊车回转中心离第二梁的垂直距离,AD为吊装回转中心离第一片预制梁的吊点截面的垂直距离。
设定AD为7.48m(吊车回转中心离第二片预制梁边的距离3.36 m+第二片梁的宽度2.24 m+梁与梁之间的距离0.5 m+第一片梁一半的宽度1.38 m),设定吊车中心离1号墩的距离(即DB的长度)为9m.
此时安装第一片箱梁(边梁)时,吊装半径为AB的距离,在△ADB中,AD=7.48 m,DB=9 m,AB约为11.7 m约为12 m,即桥下240吨吊车的吊装半径约为12 m。
在接送箱梁时,吊车来回接送距离为9+12=21 m,站在桥台上的吊车只需要将梁的一端送出21m即可。此时桥台上的200吨吊车的自身回转半径为5 m+16m=21m,桥台上240吨吊车回转半径为21m。
2、 桥下200吨吊车最不利位置臂杆长度计算
一次吊车摆位吊装两片,吊车臂杆选择时,只计算吊装时所需最长臂杆长度。
如下图所示:
根据吊装半径计算分析AB为240吨吊车在该跨中位于最不利位置,吊装半径AB=12 m,BE=5+1.5+1.6+0.1=8.2 m,根据以往经验,吊装钢丝绳所占高度不低于4 m,吊钩和走绳所占高度不低于3 m,即EC≥7 m, AC即为吊车最短臂杆长度。 在△ABC和△DEC中,
D
三角形相似,有AB/DE=BC/CE,则DE=AB×CE/BC=12×7/(8.2+7)=5.53m 即吊车臂杆距离箱梁边安全距离为5.53-2.77/2=4.145 m 根据直角三角形BC2+AB2=AC2,有AC=19.37 m 根据240吨吊车起升性能表,支腿全伸,吊装半径为12 m、臂杆长度21.5m吊装重量为55.5t﹥箱梁一端荷载46 t,满足吊装要求。 (二) 吊装动载总载荷计算 1、 装车时200吨吊车吊装载荷计算
吊装载荷P=(Q+q)×K=(46+0.8)×1.2=56.16t P:吊车动载吊装时动载总荷载;
Q:26 m边梁一半的重量;q:吊钩吊具索具重量;
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K:动载系数,取1.2。
查200吨吊车吊装性能参数表,200吨吊车10 m的作业半径,起重量为66.5 t能满足动载56.16 t的吊装要求。
2、240吨吊车吊装载荷计算
此时P为56.16 t,查240吨吊车吊装性能表,作业半径在10m,臂杆长度为21.5m时起重量为70吨,能满足运载56.16t的要求。
(三) 钢丝绳的选择
箱梁上没有设置吊环,一端采用一根钢丝绳并成两道兜底吊装(边梁梁顶反预留20cm*30cm吊装孔,中梁在翼板上留30 cm缺口供穿绳)
吊装箱梁采用两根钢丝绳兜吊的方式,以吊钩为对象,计算钢丝绳的受力,其平衡力系如下图,
P=Q/COS30 =56.16/0.866=64.85t
作用在梁一端的钢丝绳支数n=2支,故单根钢丝绳的受力为64.85/2=32.43 t 钢丝绳安全系数K=8,单根钢丝绳的破断力应不小于8×32.43=259.4t
查钢丝绳规格表,钢芯钢丝绳φ62-6×37+1抗拉强度1770MPa,其破断拉力为258.0t,能满足吊装要求。
考虑琵琶头预留长度等因素,一端的一根兜绳约16m长,在箱梁上捆2道。
(四) 地承载力计算
240吨吊车自重72吨,配重75吨,所吊箱梁重为56.16吨,吊车对地面的总荷载为72+75+56.16=203.16吨,全部分配在4个支腿上,吊车的每一个支腿下各垫一个2×2m的钢制垫箱,四个垫箱与地面的接触面积为4×2×2=16m2,地面单位面积受力为203.16/16=12.70t/ m2,由于吊
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车吊装车时受力方向发生改变,当吊车转到后支腿的后侧方45角时由一个支腿承受所吊物件的重量,故对地承载力的要求发生变化,此时地承载力要求应不小于(72+75)/16+75/16=13.88 t/ m2。由于13.88 t/ m2大于12.70 t/ m2,故地基处理时,按不小于138.8KPa作为地基承载力。
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(五) 抗倾覆计算
根据起重机作业状态主要技术参数表,240吨吊车基本臂最大起重力矩为7797KNm,而本次吊装的回转半径为10m,吊重为56.16吨,力矩为5616 KNm,因实际力矩远小于额定力矩,故吊装时,吊车是安全的。抗倾覆系数为7797/5616=1.39。
预制场200吨吊车基本臂最大起重力矩为6774KNm,而本次吊装的回转半径为9m,吊重为56.16吨,力矩为5054.4 KNm,抗倾覆系数为6774/5054.4=1.34大于抗倾覆系数1.3。故吊装时,吊车是安全的。
(六) 吊装第一跨时,运梁平车经第二跨箱梁上行走计算
吊装第一跨箱梁时,2台240吊车安放于高速路上,运梁平车经第二跨箱梁将梁运输到待吊位置。运梁车行走时,骑2榀箱梁行走。采取将荷载分布到2榀已安好的箱梁上。
运梁平车采用ZXLC120运梁平车,自重约7.5吨,轴距为182cm,总的荷载为91+7.5=98.5吨。考虑冲击系数1.2,总的荷载为98.5*1.2=118.2吨,一端荷载为59.1吨。分配到一个箱梁上的荷载为59.1/2=29.55吨。 而此箱梁设计荷载为城-A级,跨度在20~150米跨时,允许集中荷载为300KN,即30吨,故运梁平车在2榀箱梁上行走是安全的。
第八章 吊车起升性能表附录
240吨吊车、200吨吊车技术性能附后
第九章 施工措施图
1、高速公路交通组织图
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