桥面吊机试验方案

第一部分桥面吊机试验整体方案-2-1.1、概述1.1.1工程简介嘉绍跨江大桥主航道桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680米。桥面最大纵坡为0.45%，位于R=142666.667m、切线长T=642m、外矢距E=1.445m的圆弧竖曲线上。图1.1北侧主桥总体布置图1、梁段结构、尺寸及梁段划分钢箱梁采用分幅形式，单幅箱梁为栓焊流线形扁平钢箱梁，外侧全梁段设置风嘴，内侧除70m边跨和索塔无索区外其余设置斜拉索检修道。梁高4.0m（箱梁内侧内尺寸），单幅梁宽24m，两幅梁间横梁长9.8m，全幅总宽55.6m。根据构造及施工架设的需要，全桥钢箱梁除刚性铰外，划分为A～J共13种类型梁段。其中D1、E1、F、G类梁段又根据风嘴及内侧斜拉索工作箱设置张拉孔与否及梁段是否设置压重槽分为若干类型。内侧设置斜拉索检修道，梁高4.0m（中心线位置箱梁内尺寸），整幅梁宽55.6m（含风嘴和拉索检修道）。对于不设横梁梁段（A、E1、E2、F、J类梁段）分为左右幅两部分预制，设置横梁梁段（B1、B2、C、D1、D2、G、H、I）分为左右幅和横梁三部分预制。全桥共计374个梁段（单幅），71个箱形横梁以及32道工字形横梁。标准梁段长度15.0m，边跨梁段最大吊装重261.98t（H类梁段，单幅），悬臂施工最大吊装重对于Z5塔中跨侧为222.35t（J1梁段，单幅），Z6塔中跨侧为263.11t（J1梁段，单幅），其余塔为218.48t（G类梁段，单幅），刚性铰合拢梁段最大吊装重373.94t（单幅），其余合拢梁段吊重118.96t（单幅），横梁除了B2类梁段吊装重27.23t，跨中部分箱形横梁吊装重18.45t，工字形小横梁吊装重7.92t。-3-2、钢箱梁吊装施工要求⑴钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌，河床变迁剧烈，兼有灾害性天气影响，施工条件恶劣。钢箱梁运输以及抛锚定位困难。根据2009年5月武船出具的适航报告，钢箱梁运输到位后，必须在50分钟内将钢箱梁起吊离船，船舶退出。否则船舶将搁浅。因此吊装施工难度大，要求科学组织，精心施工。⑵嘉绍大桥钢箱梁为分幅式，部分钢箱梁设有横梁。采用分幅吊装方式，因此左右幅箱梁与前段梁的匹配接口、以及两幅梁与横梁的匹配接口要求精度高，线型控制较为复杂，施工要求高。⑶由于桥位区水文条件复杂，大型浮吊无法进入施工，因此无索区及塔周梁段采用变幅式步履吊机吊装，吊机起吊吨位大，变幅距离长，吊机本身的尺度也大，需要在支架上高空安装，安装难度较大。1.1.2桥面吊机试验内容桥面吊机试验内容包括结构设计验算、桥面吊机现状检测、结构荷载试验。1、结构设计验算根据吊机设计图纸，对结构进行设计复核与检算，包括设计荷载、结构特征及材料性能等参数选取的合理性，同时根据施工状况对设计结构进行结构整体受力检算（强度、挠度）。2、桥面吊机现状检测吊机现状检测主要包括以下内容：构件的油漆和锈蚀、连接螺栓的松紧情况、主桁杆件及其连接板是否有局部变形及裂纹、滑轮的运转状况、电机的工作状况等。3、结构荷载试验根据结构设计检算结果，对结构受力关键部位粘贴弦式应变计和电阻应变计进行应力测试。荷载试验的内容为：⑴、应力测试应力测试主要是测试桥面吊机在负载状态下，各关键杆件的实际应力水平。考虑到桥面吊机最大吊装重量为280T，荷载试验按照试吊荷载不小于最大吊装重量的1.25倍(350T)的要求进行试吊。其目的在于发现潜在加工和拼装问题,确保各系统间的协调、技术接口的吻合以及能相互之间的兼容以便验证桥面吊机的性能。⑵、挠度测试-4-挠度测试测试桥面吊机在负载状态下各杆件的竖向挠度。⑶、变幅式吊机吊臂变幅测试变幅测试主要测试桥面吊机将吊臂变幅至61°，起吊重物350吨（1.25倍），离地面50mm，悬停5分钟，检查是否有异响，检查是否有溜钩。卸去载荷，检查各杆件有无明显变形，连接螺栓有无松动。检测变幅系统协调性和工作稳定性能。1.2、吊装设备根据钢箱梁的起重要求和桥位区的施工环境和现有条件，钢箱梁吊装采用4台280吨变幅式步履吊机及8台固定式步履吊机施工(其中4台为杭州湾大桥曾经使用的320吨步履CQ-320型步履式桥面吊机，另4台为中铁科工集团机械成套分公司生产的DQ280BL步履式桥面吊机)。边跨70m无索区及三个主塔塔周梁段均采用变幅式步履吊机吊装，每个墩布置一台；标准梁段及合拢段主要采用步履式桥面吊机吊装，两幅钢箱梁独立吊装。1.2.1280吨变幅式桥面吊机280吨桥面吊机主要用于无索区及三个主塔塔周梁段的吊装作业，吊机的吊臂有效长度30m，通过变幅机构，可带载实现水平夹角46～76°的变幅，吊臂最大幅度22m，最小幅度8.6m，方便墩顶梁块吊装作业。主要由底架、斜支撑、立柱、吊臂、吊具、卷扬机、滑轮、支锚机构、前移机构、横移机构、液压系统、电气系统、司机室、安全保障系统等组成。吊臂主梁有效长度30m，幅度范围22m～8.6m，较大的幅度专为吊装墩顶梁设计。臂身采用Q345b材料制造，臂头有变幅机构的动滑轮箱和起升机构的定滑轮箱。臂尾通过Ф250mm销轴与底架铰接，销轴材料为40Cr。起升定滑轮绳尾处安装重量传感器，吊臂臂身安装角度指示牌，司机室配备数显力矩限制器，指示吊臂当前仰角和吊重，并能作出相应超载报警和动作保护。每套软连接装置由吊具横梁连接座、8片滑轮和4根无接头绳索组成，其中4片滑轮直接安装在连接座上，另4片滑轮由两个吊轴与箱梁临时吊点连接。本设备共有4台16吨45kW卷扬机，其中两台用于起升机构，两台用于变幅机构。280吨桥面吊机结构图如下：-5-图1.2280吨变幅式式吊机专门为本次钢箱梁吊装施工设计的吊具，能适用于本桥梁所有钢箱梁的起吊。吊具与钢箱梁采用软连接，方便施工操作。通过调节连接座的位置，可以解决钢箱吊点中心偏移钢箱重心的问题。通过调节拉杆长度，调整钢箱梁的纵度。桥面吊机工作时的机架水平调整，采用顶升油缸顶起，在底架分配梁下垫合适高度垫块，同时调节后锚固拉杆长度，调整方便灵活，不受地形影响，可满足桥面吊机在横坡上架梁的需要。桥面吊机为整机前移专门设计滑道和推拉油缸，利用顶升油缸配合推拉油缸的伸缩，实现步履式前进，移动方便快捷。吊机还专门设计了横移装置，当整机前移走行出现偏出时，可以利用横移装置实现整机的复位，保证正常、准确的起吊作业。1.2.2280吨步履式桥面吊机(DQ280BL步履式桥面吊机)该吊机由中铁科工集团机械成套分公司生产DQ280BL步履式桥面吊机用于嘉绍大桥D1-1、D1-2、D1-3、E1-1、E1-2、F1-1、F1-2、F1-3、G-1、G-2、G-3、G-4、J、-6-J2、J3梁段架设。280t步履式桥面吊机结构主要由主体、起升、微调、行走、锚固系统、电气及液压系统、安全装置等部分组成。其额定起重量280t，起升高度60m、最大起升速度1.0m/min。总功率74Kw。设计前单支点最大支承反力292t，后单支点最大支承反力100t，抗倾覆稳定系数为1.96。图1.3280吨固定式桥面吊机结构图图1.4280吨固定式桥面吊机吊具结构图1、主体结构主体结构由两片双三角形桁架、横联和平联组成；2、起升机构起升机构由2台安装在机架底梁尾部兼作配重的12t卷扬机、起重钢丝绳、定滑-7-轮组、动滑轮组组成。2台卷扬机可同时联合工作和单独工作。3、微调对位装置微调对位装置由可调三角吊架、垂直微动提升装置、水平微动牵引装置组成。在吊装钢箱梁时，可调节梁面坡度、纵横桥向高差。4、后锚装置桥面吊机后锚系统由后锚固支座焊接件、锚固耳板、插销等组成。通过φ24高强螺栓直接锚固在钢箱梁临时吊点处的钢箱梁预留孔上面。5、行走系统行走机构由行走油缸，滑座，滑道和液压系统等组成。桥面吊机步履行走原理为机架向前移动时，轨道相对固定，轨道向前移动时，机架相对固定，二者交替向前滑移，实现步履行走，桥面吊机的轨道通过钢箱梁上的预留螺栓孔，用高强螺栓连接。桥面吊机行走步骤为：用安装在机架底部的四只油顶将桥面吊机顶起，在用两只水平油坩将水平导轨推到位并与钢箱梁固定→将桥面吊机放下、水平油柑将起重机水平向前推移行走→导轨向前移动一次、桥面吊机前移6m，每个工作循环导轨移动4次、桥面吊机移动15m。6、起重安全装置桥面吊机设置有重量限制器，起升高度限位器，急停等安全装置。1.2.3CQ-320型步履式桥面吊机CQ-320型步履式桥面吊机(4套)是从最初的湛江海湾大桥用完后改装到杭州湾跨海大桥使用，目前的桥面吊机是在杭州湾的基础上进行小的改动用再用到嘉绍跨江大桥。与杭州湾相比，杭州湾的标准梁段长15m，吊点横桥向间距17m，嘉绍大桥标准梁段长15m，吊点横桥向间距9.6m，因此，仅将杭州湾的桥面吊机的中间长7.2m的平联拆掉即可用到嘉绍大桥。（拆除后，将滑轮组少穿一个，即将间距调整为9.6m，其余结构不变，主结构是按320吨设计，嘉绍大桥按280吨即可。与280吨步履式桥面吊机(DQ280BL步履式桥面吊机)相比，两个吊机运行方式相同、主体结构相似。-8-图1.5320吨步履CQ-320型步履式桥面吊机1.3、桥面吊机试验方案桥面吊机安装好后，起吊梁段前，根据要求按最大起重重量的1.25倍荷载进行静载试验，检验桥面吊机的加工拼装质量及各种参数指标。待塔周梁段安装完毕并验收合格后开始进行桥面吊机的荷载试验，其目的是检验桥面吊机及其各部分的结构承载能力，为桥面吊机即将进行的桥面吊装进行试验验证，保障桥面吊机的正常运行。1.3.1支架试验支架试验主要是保证支架在桥面吊机的巨大荷载作用下的承载和使用性能，特别是桥面吊机的前支点300～400吨的竖向压力，支架局部压力较大，荷载量非常大，后后支点的拉力，在保证承载能力时，还有对变形要求，从而满足桥面吊机正常使用的要求。1.3.2试验的准备工作各部件按图纸要求在支架上进行总拼。整机试拼后，对机架、各机件位置进行检测，使各部分的规格和状态符合图纸要求。目测检查所有部件的规格和状态是否符合要求，合格后方可进行试验。1、金属构件的拼装和各机构的安装须准确到位，并符合设计图纸的技术规定；2、金属构件的连接必须牢固可靠，连接焊缝质量需全部符合技术规定，连接螺栓必须拧紧，连接销轴必须安装到位。3、各转动或滑动机构均不得有卡滞现象。4、制动器调整应松紧适度，灵敏可靠。其他安全装置和防护装置都应安全可靠。-9-5、钢丝绳死头固定必须牢固可靠，钢丝绳在各卷扬机及滑轮中穿绕应正确无误。6、润滑系统应畅通，各润滑点应按规定加足润滑油。7、液压系统安装正确，不得有渗漏现象。8、电气线路应符合图纸设计要求，电气元件动作灵敏准确。整个电气线路的绝缘电阻应满足有关规定。1.3.3空载试验空载试验主要进行以下内容：1、起重机整体抬起、下降试验，调平试验此项试验主要是检验起重机顶升液压系统工作是否正常；抬起、下降过程是否平稳，有无倾斜现象；调平时是否平稳、准确、方便。2、行走试验此项试验主要是检验行走液压系统工作是否正常；步履行走是否畅通、平稳，是否倾斜；走道是否有卡滞、不同步现象。3、起升试验此项试验主要是检验起重机两个吊钩上升、下降速度是否一致，能否满足同步要求；卷扬机四台联动、两台联动、单独动作及各卷扬机紧急刹车情况是否达到设计要求；起升高度限位器及制动器动作是否灵敏可靠。1.3.4步履式桥面吊机的加载流程步履式桥面吊机采用的加载流程和加载荷载量。1、50%额定荷载静载试验：用两条驳船装重物，单幅上下游间距9.6米，通过驳船垫档使装重物的两只驳船正好在桥面吊机大钩正下方，落下大钩，将重物（约140T）吊起距甲板50cm，慢、快速上下运行并随时制动，检查卷扬机及各部分功能是否运行正常。2、80%额定荷载静载试验：吊起重物224吨左右，作起升、下降、制动等试验。持荷时间不少于15分钟。检查卷扬机及各部分功能是否运行正常。3、100%额定荷载静载试验:80%静载试验完成后，继续将荷载增加至额定荷载的280吨，持荷时间不少于15分钟，试验中密切注意整机运行及卷扬机等各部