预制梁运输、架设施工方案

1乐广高速公路T10标预制梁运输、架设专项施工方案编制：审核：审批：中铁隧道集团有限公司乐广高速公路T10标项目经理部二O一一年九月2一、工程概况乐昌至广州高速公路坪石至樟市段T10合同段，全长11.253Km，K87+747-K99+000，施工范围内设计有马渡互通特大桥、乳源河大桥、江湾河大桥、拼宽小桥。马渡互通主线桥上部结构除了与六条匝道口处设计为现浇砼箱梁外其余设计为20m、25m、30m、40m预应力砼箱梁，乳源河大桥、江湾河大桥上部结构设计为25m、30m预应力砼箱梁，拼宽小桥上部结构设计为8m空心板。马渡互通特大桥、乳源河大桥、江湾河大桥共有预制箱梁1190片，其中20m箱梁345片，25m箱梁616片，30m箱梁173片，40m箱梁56片，拼宽小桥有8m空心板24片。梁片的基本情况及参数见下表：预制梁片的基本情况及参数序号梁片类型单位数量梁高(m)梁宽(m)每片梁重（t）120m小箱梁片3451.2中梁2.4m；边梁2.85m60225m预制梁片6161.481330m预制梁片1451.6102430m预制梁片282121540m预制梁片562162标准化预制梁场设置在G323线乳源往韶关方向的左侧距离马渡互通主线桥约4公里处，梁片在预制场集中预制统一装运、架设。二、总体思路存梁区梁片达到架设条件后采用SH200型运梁拖车运输到现场，从国道G323线进入施工区域的运梁通道，将梁运输至马渡互通桥尾路基上后采用双导梁架桥机进行架设。架设步骤为：台后路基上拼装架桥机，牵引导梁过孔→梁片水平运输→逐片安装、临时支撑→横隔板焊接→一孔架设完毕。简支梁结构落梁前安装永久支座。先简支后连续结构落梁前先在靠近永久支座处设置临时支座，首先将梁体落在临时支座上，待桥面湿接缝施工完后根据体系转化次序进行体系转换，将荷载转换到永久支座上。三、施工方法3.1运梁通道修建3从G323线到马渡互通桥尾路基新修一条运梁通道并满足《运梁车安全操作规程》（）内规定的纵坡≤5%、横坡≤4%、最小转弯半径。一般规定最小转弯半径是总车长的1.5倍，但根据车头的配置和轮胎性能以及司机的技术会有所浮动，考虑运输40m梁时总车长达到50m，运梁通道修建时转弯半径按总车长的2倍100m来设计。G323线路侧有电信、移动、国防等各类光缆，运梁通道与G323相接时要对光缆采取安全保护措施：挖槽埋设光缆后上铺钢板再浇注砼进行防护。马渡桥尾的路基现已填筑至96区，纵坡达到了4.6%，为了使运梁通道线路更优化防止出现爬坡困难，采取路基拉槽40m的方式降低纵坡。3.2预制梁运输路线预制梁场→G323国道→运梁通道→桥尾路基3.3预制梁的吊装运梁车就位前后量测的中心间距等于箱梁允许起吊间距，同时前后两车的纵轴线要重合。预制梁的吊间距应与前后车承重点间距错开，同时箱梁的纵向重心线也要与两车的纵轴线重合。箱梁在运梁车上就位后用手拉葫芦将箱梁与车架捆成一体。梁底铺设具有防滑移、防冲击特性的方木及橡胶垫，在橡胶垫上铺一层草垫以防止因在运输过程中刹车的作用带来的梁片滑移或冲击，同时也防止对梁底的污染和损坏。箱梁的起吊采用兜底法，在箱梁台座制作时，设置箱梁起吊时所须的活动底模板。箱梁预制时在翼板上预留穿索孔洞，吊点位置距梁端1.0米，箱梁吊装时为防止梁底混凝土损坏，在钢丝绳和梁底混凝土间安放20厘米长内直角外圆弧形的钢制抱角，抱角内垫橡胶垫。龙门吊吊带采用δ=40mm钢板外委托加工，上扁担梁2[25b与吊带采用Φ60销子连接，吊带与龙门吊采用Φ80销子连接，Φ60、Φ80销子须符合检验要求。3.4预制梁的运输由于梁场设在G323线路侧离桥址距离有4km，在既有线上运输箱梁，保证梁体运输安全及既有线上的行车安全是重点、难点。箱梁运输前的准备工作：⑴运梁车的车况检查。运梁前对运梁车进行全面的检查，防止箱梁运输过程中出状况；加强对运梁车的定期保养。⑵箱梁起吊至运梁车上后，在箱梁腹板两侧设置临时支撑。4箱梁在G323线上运输时必须做好交通安全疏导工作，控制行驶速度每小时不超过3km，运输过程中做好防护工作如下：⑴箱梁吊装加固好后从预制梁场出口进入G323拐弯时，请交警协助在G323线上1和2位置临时封闭交通5min，待运梁车顺利的进入国道安全行驶时恢复正常通车。1、2号位置间距1.0km。示意图如下：⑵当运梁车从G323国道进入运梁通道时，请交警协助在G323线上3和4位置临时封闭交通5min，待运梁车顺利的进入运梁通道安全行驶时恢复正常通车。3、4号位置间距400m。⑶运梁车前后方均安排一辆安全警报车带路，前车引导，后车殿后，防止运梁车在G323线上正常行驶时其他车辆的撞击。⑷运梁车行驶过程中在运梁车两侧各安排两名交通安全协管员，身穿黄马褂，手持信号旗、高音喇叭紧随协助，发出安全信号提醒。⑸运梁期间在1和4位置的前端来车方向100m处设置安全标识，更新施工信息，提醒过往车辆控制行驶速度，服从交警的统一指挥。⑹运梁期间临时性的交通封闭会对G323线的通车有影响，加派安全疏导员并请交警协助做好司机的安抚解释工作。3.5支座安装永久支座的安装，先清除垫石顶面浮砂，保证顶面清洁、平整。凿毛连续段范围内的梁板表面，并用水冲洗干净，以便新浇连续段砼与梁板结合紧密。将支座用环氧树脂粘贴在支撑垫石上使支座就位，两个十字中心线重合。架梁、落梁时操作要平稳，防止支座偏心受压或产生初始剪切变形。临时支座的安装，临时支座采用钢箱砂桶装砂，制作简单，操作方便，上下套筒分离，轻便，易于在高空作业搬运、操作、安装。此支撑仅起到临时支撑作用，待桥面张拉连续后，进行体积转换后，卸载时只要把下筒的螺丝扭开，把砂子卸出，4321运梁通道往乳源往韶关G323线梁场5上顶筒下沉缩下即可以拆除，永久支座进行受力。临时支座安装时，表面一定要水平，并左右两块一定要在同一平面上，以保证梁底在同一水平面上。3.6架桥机稳定性验算预制梁均采用JQG200T型架桥机架设。架桥机主要由导梁、天车纵梁、横梁支腿、天车、前部平车总成、中部平车总成、尾部平车总成等组成。导梁采用贝雷片拼装式，动力部分全部采用电动操作。架桥机导梁底部由前部平车总成、中部平车总成、尾部平车总成组成。分三种施工情况对架桥机稳定性进行分析验算。㈠施工工况1分析：架桥机完成拼装或一孔箱梁吊装后，前移至前支点位置时，悬臂最长，处于最不利情况，须验算的主要内容：⑴抗倾覆稳定性；⑵支点反力；⑶主桁内力；⑷悬臂末端挠度；施工工况1基本验算如下（见计算模式图一）：图一：工况一计算模式图（单位：m）a．施工中的荷载情况：①主桁梁重：q1=26.4kN/m（八排双层加强贝雷片，含钢枕、钢轨，其中：贝雷片=2700N/片，贝雷销=30N/套，支撑架=520N/片，支撑架螺栓=6.9N/套，加强弦杆=800N/根，弦杆螺栓=20N/个，枕木=1000N/m，钢轨=500N/m）q2=16kN/m（八排单层加强贝雷片，含钢枕、钢轨）②前部平车总成自重p1=7t=70kN③1套天车横梁总自重（包括横梁、天车、横梁纵移平车等）p2=15t=150kN④尾部平车总成自重（含尾部连接架）p3=3.5t=35kN6⑤由于移跨时架桥机前端悬臂，此时为了生产安全，移跨之前应对架桥机尾部适当的配重，设计过程中以p4=35t计算b．抗倾覆稳定性验算：取B点为研究对象，此时C点为悬空状态，此结构为静定的悬臂梁结构，倾覆力矩：210.526.420.270.51623.26(20.2723.26/2)7043.214383.47MkNm平衡力矩：220.526.412.730.51615.74(12.7315.74/2)(215035350)25.4722180MkNm211.541.5MM，即平衡力矩大于倾覆力矩，抗倾覆稳定性满足要求。c．支点反力验算去掉支座A，以支反力RA代替，由力矩平衡方程得：220.526.420.270.51623.26(20.2723.26/2)7043.225.470.526.412.730.51615.74(12.7315.74/2)(215035350)25.47AR解得：306.111944.1ABRkNRkN，RA远大于零，故是安全的；RB满足支点处支撑面的应力要求。d．主桁内力验算贝雷桁架各构件允许荷载如下：四排双层加强贝雷桁架：[]13500,[]1962MkNmQkN销子双剪状态允许剪力：[]55.0xQt①主桁弯矩验算中支点处断面所受弯矩最大：14383.47MkNm由于是贝雷片和加强弦杆共同受力，所以有：14383.472[]13500227000MknmMkNm即贝雷片抗弯强度满足施工要求。②销子抗剪验算销子所受剪力为：194.41/824.3[]55.0xQtQt，满足施工要求。③贝雷桁架抗剪验算贝雷桁架所受剪力为：1944.1/2972[]1962QkNQkN，满足施工要求。7e．悬臂端挠度的验算悬臂端在架桥机前移最大时挠度最大，挠度等于弹性及非弹性挠度之和。①弹性挠度计算前部平车总成产生挠度：mEIf395.032.4370131主桁自重（含钢枕、钢轨）产生挠度：mEIEIf264.089.3126.2316827.204.26122242所以弹性挠度：mfff659.0264.0395.021弹式中：42414.9192510;6.2309737;206cmIcmIGPaE②非弹性挠度计算销子与销孔理论间隙为1.00mm，考虑到材料使用时间较长，以及贝雷片的变形，实际取2.00mm来计算非弹性挠度。)14(5.532.49.36.33.337.24.21.28.15.12.19.06.03.0112sin300141ncmfi非即悬臂挠度：mfff194.1535.0659.0非弹，满足施工要求。施工工况2分析：架桥机运送现浇梁至梁中心位于中部平车正上方时，中部支点的支点反力达到最大值，须验算的内容：⑴支点反力；施工工况2基本验算如下（见计算模式图二）a、施工中的荷载情况：此时已卸去配重p4，40m预制梁预制梁设计重200t=2000kN，中点位于支点B正上方，由于风荷载对结构本身作用不大，故不考虑风荷载的影响，其他荷载参数参照工况一。8图二：工况二计算模式图（单位：m）b、支点处的支承反力验算：此结构为超静定结构，按连续梁计算各支点反力：174.33343.02382.88ABCRkNRkNRkN（注：此处省略计算过程，软件分析结果）所以，3343.02BRkN，满足支点处支撑面的应力要求。施工工况3分析：架桥机吊梁至梁中心位于跨中正上方时，须验算内容：⑴前方支腿强度及稳定性⑵主桁跨中内力⑶主桁跨中挠度施工工况3基本验算如下：（见计算模式图三）图三：工况三计算模式图（单位：m）a．施工中的荷载情况此时预制梁中点位于前部横梁中跨BC的正上方，受力为最大，其他荷载参数参9照工况一。b．前支腿强度及稳定性验算此结构为超静定结构，按连续梁计算各支点反力：02470.091360.11ABCRRkNRkN（注：此处省略计算过程，软件分析结果）单根前支腿由400*400的箱型梁组成，截面积2186.24Acm，则正应力：34/=1360.1110/186.241073.03[]140cRAMpaMpa截面惯性矩4467.76Icm，支腿高度h=3.85m,按两边铰支考虑：/467.74/186.241.585RIAcm3.85/1.585242.9100所以此压杆为长柔度杆。其临界压力为：tlEIFlj58.64122前支腿的安全系数为：