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概述
藍王路上跨藍煙線立交橋,為1-30m后張法預應力混凝土空心板梁橋,混凝土梁共計8片,每片板梁:中梁重54.94噸、邊梁重58.26噸。該橋于藍煙線K7+185跨越鐵路,與鐵路斜交角度為38°41′31″,采用步履式雙導梁架橋機跨運營線架梁。上跨藍煙線封鎖2小時以內的大型上跨鐵路結構物施工,施工等級為Ⅱ級施工。
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架橋機的選型
架橋機的選擇主要是根據起重荷載、跨度、場地要求考慮。我們選擇了DF40/130Ⅲ型步履式雙導梁架橋機,適用于40米以下跨徑,斜交角度為45°以下,梁重130噸以下的混凝土預制梁的安裝;架橋機最大起重量130噸,最大起升高度4.5米,起升速度0.9m/min,適用最大縱坡±3%,總重約165噸。為了安全起見,我們對架橋機在架梁過程中的最不利工況,即架橋機過孔,進行了抗傾覆穩定性檢算。
根據《起重機設計規范》,結合本架橋機的結構特點,對架橋機最不利工況,即架橋機縱向前移時整機穩定性進行校核計算,整機穩定系數應Kw≥1.5,具體檢算資料如下:
起重機風荷載:P
W=CK
hP
ⅡA
C —風力系數查《表16》 C取1.4
K
h —風壓高度變化系數查《表19》 K
h取1
P
Ⅱ —計算風壓查《表15》 P
Ⅱ取250N/m²(風壓為7級風的最大風壓)
A —迎風面積A=7m²
P
W=1.4×1×250×7=2450 (N )=2.45KN H=6m
架橋機單桁架主梁自重6.0KN/m
A側傾覆力矩: M
傾=G
1(前支腿重)×31.786+ G
2(前桁架主梁重)×16.54+ P
W×6
=40×31.786+198.5×16.54+2.45×6.0
=4569(KN.m)
A側穩定力矩 : M
穩= G
3(后桁架主梁重)×18.46+ G
4(前天車重)×31.578+ G
5(后天車重)×35.069+ G
6(后支腿重)×29.991+ G
7(后頂高重)×31.914
=221.5×18.46+75×31.578+75×35.069+20×29.991+20×31.914
=10326(KN·m)
A側穩定系數: Kw=M
穩/M
傾=10326/4569=2.26>1.5 符合要求!
B側傾覆力矩: M
傾=G
6(后支腿重)×29.991+ G
3(后桁架主梁重)×18.46+ P
W×6
=20×29.991+221.5×18.46+2.45×6
=4703(KN·m)
B側穩定力矩: M
穩= G
1(前支腿重)×31.786+ G
2(前桁架主梁重)×16.54+ G
4(前天車重)×31.237+G
5(后天車重)×27.719+ G
7(后頂高重)×27
=40×31.786+198.5×16.54+75×31.237+75×27.719+20×27
=9516(KN·m)
B側穩定系數: Kw=M
穩/M
傾=9516/4703=2.02>1.5 符合要求!
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臨時工程
3.1.臨時工程情況
為了達到架橋機的作業要求我們根據機械說明書對現有的施工場地重新進行了整理。
架橋機拼裝場地:架橋機拼裝在0#臺橋臺后路基上進行,在橋頭填筑長70米、寬12米的架橋機拼裝場地,填土密實度不小于95%,尤其對橋臺尾填土尾表面50cm厚采用三七灰土分層夯填,達最佳密實度的95%以上。0#橋臺臺后3米范圍內三七灰土上鋪設30cm厚C25混凝土,然后再鋪設30cm厚碎石道碴,采用搗鎬搗固密實,高度與所架設橋面高度一致,以保證橫向軌道鋪設平穩。如下圖:
3.2.地基承載力驗算
架橋機拼裝平臺是架梁施工中一項十分重要的臨時設施,這項工作直接影響架梁的安全、速度、效率。處理后的路基能否滿足施工要求,具體驗算如下:
架橋機地基承載力計算,根據按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》(GB50007)有p≤f
a
式中:p —基礎底面的平均壓力(N/mm
2), p=N/A;
N —上部結構傳至基礎頂面的軸向力設計值(N);
A —基礎底面面積(mm²);
f
a —修正后的地基承載力特征值(kpa) ;
f
ak — 地基承載力特征值(kpa)。
根據架橋機各階段工況,進行試吊時僅1#和2#支腿受力,受力面積最小,為架橋機拼裝平臺最大受力工況,根據架橋機使用說明書架橋機總重165噸,典型工況支腿荷載表中中支腿即1#支腿單腿反力107噸,(此時的梁最大重量130噸折算),折合為1048.6KN則
p=N/A=1048.6/2.5*2.5= 167.78 Kpa(支腿下的枕木面積2.5*2.5m)
又f
a =f
ak =200Kpa(臺后填土路基承載力)
故p= 167.78 KPa≤fa=200KPa 滿足施工要求!
2#支腿單腿反力112噸,(此時的梁最大重量130噸折算),折合為1097.6KN則,同樣計算結果為:
故p= 175.62Kpa≤f
a=200KPa 滿足施工要求!
而本橋的單片梁重最大值為58.26噸,是130噸的一半不到,因此支腿地基承載力滿足要求!
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架橋機組拼、安裝、檢測
按照架橋機說明書要求完成架橋機組裝,其控制的關鍵是橋梁的中心線與架橋機的中心線一致性。
對拼裝好的架橋機檢查非常關鍵,我們根據說明書控制要求制表,逐一對照檢查。其中橫向走行軌的檢測最為關鍵,必須符合要求。而機械自身的情況由技術監督局完成檢查合格后進行使用。
5、架橋機過孔、架梁、退場
架橋機的過孔,是架橋機架梁的重要一步,控制的關鍵是對動力腿支墊平衡穩固,輔助支腿支墊穩定。并做好高程、橫坡、縱坡控制的檢查工作。本橋的架橋機動力腿是2#腿,放置在橋臺后3米寬的混凝土上保證受力均衡、運行平穩。如圖: 過孔成功后開始梁的架設。為了便于控制我們對8片預制梁從煙臺端向藍村端依次編號,并先架設2片中梁,然后架設一側邊梁,再依次架設兩片中梁、一片邊梁和兩片中梁。架梁順序為:④→⑤→①→②→③→⑧→⑦→⑥。
在具體架梁過程中嚴格按照說明書操作,架設完成后嚴格按照要求架橋機退場。
6、小結
1)、本工程采用的架橋機缺少風力測速設備。
2)、目前這樣類型的架橋機平衡問題全靠現場人員操作感知,設備自身缺少監控設備。不能科學監控過程中設備的變化情況,使用中真的有問題不能有效控制。
3)、本類型的架橋機使用中的疲勞控制沒有,設備狀態僅靠目測判斷,缺少科學完整的檢測措施。
4)、臨時工程中對地基要求高,投入多。
參考資料
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《DF40/130Ⅲ型架橋機說明書》
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本橋《架橋施工組織設計》
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《起重機設計規范》GB/T3811-2008
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基礎工程學中承載力資料
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施工現場的檢測記錄