跨既有桥梁的钢箱梁吊装工法.docx
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跨既有桥梁的钢箱梁吊装工法
跨既有桥梁的钢箱梁吊装工法
1、前言
我国依靠基础建设飞速发展,城市道路与桥梁工程建设是城市基础设施中的重要组成部分,其直接关系到市民的日常工作和生活,还关系到城市形象。
随着城市交通爆发性增长,原有城市路网满足不了交通需求,城市桥梁建设成为进一步优化城市路网的重要途径,并开始成为景观建筑和城市标志。
既有跨河道桥梁往往也需要增加交通流量,为此也会发生跨既有桥梁架设新建桥梁的情况。
钢箱梁桥,以其自重轻、跨度大、强度高且对施工环境影响小等特点,被越来越多的应用于既有道路改造提升工程,特别是跨越既有路线的桥梁工程。
针对跨越既有桥梁的钢箱梁吊装作业,由于工况的复杂性,同时还要考虑既有建筑设施的保护这都给这项施工任务带来了巨大的挑战。
为了确保跨既有桥梁钢箱梁吊装的高效、快捷以及安全的目标,克服河道影响,吊装半径大,梁体分箱分段较多,吊装工程量大等不利因素,采用双机抬吊、甚至三机抬吊的吊装方法,为使得此方法得以推广,特编制本施工工法。
2、工法特点
(1)方便灵活
(2)工作效率高
(3)转场快
(4)提高工作效率
(5)节约成本
3、适用范围
适用于市政工程、公路工程等跨既有桥梁的钢箱梁吊装。
地面环境应保证具有一定承载力,且应平整。
4、工艺原理
经过勘察现场环境确定既有道路、桥梁无法站立起重设备,结合项目本身钢箱梁采用大分块加工方法,吊装工程量大并且钢箱梁块需按照梁体深化设计顺序就位,更加增加了吊装难度。
如起重设备在既有桥梁下方进行,水平与垂直距离无法满足起重设备的最佳作业半径且地基承载力也无法满足起重设备站立。
为此在桥梁俩侧进行围堰修筑,围堰修筑后地基承载力满足起重设备站立,起重设备站立后是最佳起重状态。
结合吊装工程量及吊装顺序在减少起重设备站立次数完成吊装任务。
5、施工工艺流程及施工工法
施工场地的勘察→吊装物的重量计算→吊装方案的确定→吊装设备的选取→吊装设备所用地面的处理→吊装设备到场→吊装设备检查→吊装设备吊绳的选取→吊装设备挂钩的选取→吊装设备站位→交通疏导→吊装物到场→吊装物站位→吊装物就位→吊装物起吊→吊装设备的配合→吊装物吊装完毕。
5.1施工工艺及操作要点
(1)施工场地的勘察:
勘察现场的工况环境,地基承载力是否满足起重设备的站立,对既有建筑进行详细统计及绘制简图,标明距离,。
(2)吊装物的重量计算:
根据设计要求及施工方案,算出最重吊装物的重量。
(3)吊装方案的确定:
在勘察完现场后,根据吊装物的重量及设计要求,确定吊装方案。
(4)吊装设备的选取:
根据吊装物的重量及现场的工况环境选取适合自身的起重吊装设备,根据500t汽车吊性能表及吊装半径、吊装高度,选择吊装工况为:
全配重180t、支腿全伸9.6m、主臂长47.3m、工作半径16m—34m。
主臂+超起工况起重性能表图表5-1平衡重180t,支腿全伸9.6m,超起安装角15°选取300T、500T汽车吊进行吊装。
臂长
半径
31.7
36.9
42.1
47.3
52.5
57.7
63
68.2
73.4
78.6
84
16
93.1
93
86.1
86
82.2
79
74.1
67.1
59.4
52
44.6
18
83.1
83
79.8
77.4
74.3
71.9
69.4
64.6
57.3
50
43.2
20
73.1
74
71.7
69.6
67.2
64.8
62.7
59.1
54.7
47.9
41.5
22
65.1
67
64.7
62.8
61.1
59.6
57.2
55
52.1
45.8
39.2
24
59
60
59.2
57
55.2
54.4
52.7
51.8
49
44.2
37.3
26
51.9
54
54
52.4
51.3
50.3
48.7
48
45.6
42.1
35.6
28
46.4
48.4
49
48.4
47.3
46.1
45.2
44.6
42.1
40.5
33.9
30
26.2
42.9
44.5
44.2
43.4
43.1
42.2
40
39.1
38.1
32.3
32
35
38.7
40
40.5
39.4
39.6
36
36.2
35.1
30.9
34
27.3
33.6
35.6
37.3
37.2
36.8
34
33.6
32.1
29.7
36
29
31.1
33.3
34.5
33.5
32
30.5
30.4
28.4
38
25
27.2
29.4
31.6
31.4
29.9
28.3
28.9
26.5
40
21.2
23.6
25.9
28.1
28.3
27.9
26.1
26.5
25.5
42
20.4
22.7
25
26.4
26.1
24.7
24.7
24.2
图表5-1超起工况起重性能表
(5)吊装设备所用地面的处理:
对于不满足起重设备的地基,进行换填、填筑、修筑围堰图5-2等方法进行处理,处理完成后检测其地基承载力图5-3使其满足吊装设备的站立及起重。
图5-2围堰修筑
图5-3使用轻型触探仪检测围堰地基承载力
(6)吊装设备站位:
根据选取的吊装方案,现场量取出起重设备的站立位置进行标记,起重设备站立后重新检查站立位置是否与吊装方案位置一致。
(7)交通疏导:
起重设备站立后,对需要进行吊装路段进行交通疏导,起重设备作业半径下禁止行人及车辆通行。
(8)吊装物站位:
根据确定的吊装施工方案,吊装物到场后进行位置确定,确定后进行检查。
(9)吊装物就位:
待检查吊装物站位与吊装方案确定位置一致后撤离非特种作业人员及车辆。
(10)吊装物起吊:
在一切都准备就绪后,进行如下工作,进行吊装图5-4。
①汽车吊机驶入指定位置就位。
②钢箱梁进入吊车回转半径内。
③将支腿支出,如果地质松支腿下沉增加,在每个支腿下设置路基板钢板,吊装时测10分钟支腿沉降度。
④校好水平,串好吊钩。
⑤安排撤离吊装作业面内非吊装操作人员,封闭吊装作业面。
⑥试吊:
起吊后离地面10cm确认重量、确认半径量,检查钢丝绳,检查卸扣,检查结束后由技术人员指导起吊、安装就位。
⑦完成下一节段安装的汽车吊就位、试吊与安装就位等工作。
图5-4起吊物预吊
(11)吊装设备的配合:
根据确定的吊装方案,在双机图5-5或三机图5-6抬吊时,应依据起重机的类型和设备特点,选择绑扎位置和吊点,对多台起重机进行合理的荷载分配,其吊重应小于多台起重机额定起重量之和的75%,任意一台起重机械负荷量不超过额定起重量的80%,并采取如下措施:
①参与起重作业的所有人员必须经过培训持证上岗;
②参与施工人员须熟悉工作内容,做到“四明确”,即工作任务明确、施工方法明确、起重重量明确、安全事项及技术措施明确;
③尽可能使用同类型或性能相近的起重机械,并严格要求起重机驾驶人员听从指挥,操作并密切配合;
④双机机正式抬吊前,一定要经过试吊,试吊时需要做好详细记录,使指挥、驾驶操作人员经过试吊后,能熟练掌握起重机械在抬吊过程中的配合程序;
⑤采用双机抬吊时,起重机械应严格在规定的回转半径以内站位,起重臂间要保持足够的安全距离,吊装过程中不能发生碰撞。
当各起重机械的起升速度不一致时,应对升速快的起重机械作间断停顿,停顿的时间和时刻应使升速快的起重机所增加的吊荷重不超过额定起重量的20%;
⑥吊装过程中,双台起重机的动作必须互相配合,指挥人员要随时注意观察起重机械的吊钩滑轮组、吊索是否倾斜,如发现倾斜要及时调整,以防一台起重机失稳而使其他起重机超载;
⑦双机抬吊时,每台起重机械应设置一名副指挥,其主要目的是监视、观察各自起重机,起重机支腿在作业过程中是否有异常情况。
图5-5双机起吊
图5-6三机起吊
(12)吊装物吊装完毕:
按照设计图纸,施工方案要求有序进行吊装。
5.2吊车吊装的技术规定
(1)单吊车吊装、吊装载荷应小于其额定起重能力;
(2)吊车吊装时吊装偏角不得大于3°;
(3)吊装水平安全净距离不得少于200mm;
(4)吊装安全净高度不得超过生产厂规定值,如无资料可查时,应不得小于2.5~3m;
(5)吊车起吊作业时,臂杆最大仰角不得超过生产厂规定,如无资料可查时,不得超过78°。
(6)吊装作业环境风力不得大于五级、吊装作业环境温度不得低于-25℃;
(7)吊车吊装作业时,吊装载荷或吊装计算载荷均不得超过吊车的额定起重量;
(8)吊车压脚处的地耐力必须大于吊装作业中吊车压脚所受的工作压力,否则应采取措施满足承载吊车压脚所需的工作压抑力;
(9)试吊时,工件吊离支撑面(或地面)距离不得大于100mm;
(10)吊装用吊索与水平面夹角应为60°且不得小于30°。
6、材料设备
序号
设备名称
用途
1
500t汽车吊
500t
2
缆风绳
稳定吊装物
3
路基板
吊车站位
4
钢尺
吊车定位
5
钢丝绳
起吊吊装物
6
卡环
连接吊装物
7
手拉葫芦
定位吊装物
8
对讲机
通讯
9
撬棍
定位吊装物
7、质量控制
7.1钢箱梁分段吊装方法及精确定位调整
吊装前在分段上系设好2根缆风绳,以控制分段在空中时的状态。
当分段挂钩与钢梁顶板吊点挂好结束后,安全员对其进行检查验收,合格后,再由吊装指挥员指挥吊车司机将分段缓慢起升。
在达到预定起升高度时(超过临时支架顶表面1m以上),吊装指挥指挥吊车缓慢转动吊臂到预定安装位置上方后,吊车缓慢落钩将分段吊运至临时支架顶面10cm左右停下,然后人工参照事先放出钢梁底板边线、中心线将钢梁初步定位后吊车在继续缓慢落钩至安装位置。
钢箱梁临时就位后,在钢箱梁两侧设置挡块,防止钢箱梁滑移、倾覆。
在钢箱梁分段接口位置利用码板和法兰对就位的梁段进行临时固定,防止钢箱梁分段位移。
待吊装完毕栓接完成后对临时固定措施进行拆除。
7.2钢箱梁吊装的测量方法
钢箱梁安装过程中,项目测量人员进行全过程检测。
钢箱梁吊装前,测量人员提前在临时支架顶部放出钢梁边线及中心线,便于钢梁吊装定位;同时复核临时支架顶部高程(即钢梁底板高程)是否准确,如误差超过规范要求,及时进行调整,以免耽误钢梁吊装。
钢梁每拼装完毕一节后,测量人员对安装完毕的钢箱梁顶板进行十字测量放线,同时进行高程测量,复核钢梁平面方向和垂直方向是否安装正确,如误差超过规范要求,及时进行调整。
钢梁安装后的允许偏差
8、安全措施
8.1起重设备操作安全设备
(1)起重工经专门安全技术培训,考试合格持证上岗;严禁酒后作业。
(2)起重工应健康,两眼视力均不得低于1.0,无色盲、听力障碍、高血压、心脏病、癫痫病、眩晕、突发性昏厥及其他影响起重吊装作业的疾病与生理缺陷。
(3)作业前必须检查作业环境、吊索具、防护用品;吊装区域无闲散人员,障碍已排除;吊索具无缺陷,捆绑正确牢固,被吊物与其他物件无连接,确认安全后方可作业。
(4)起重机作业时确定吊装区域,并设警戒标志,必要时派人监护。
(5)大雨、大雪、大雾及风力5级以上(含5级)等恶劣天气,必须停止露天起重吊装作业。
(6)作业人员进入施工现场必须佩带安全防护用品,禁止疲劳、酒后、带病作业。
服从现场管理人员的管理、安全生产,预防为主。
避免违章作业、违章指挥、违反操作规程。
(7)起重吊装的指挥人员必须持证上岗,作业时应用操作人员密切配合,执行规定的指挥信号。
作业人员应按照指挥人员的信号进行作业,当信号不清或错误时,操作人员可拒绝执行。
(8)起重机作业前,应检查吊车支点是否平稳。
(9)吊机启动前重点检查项目应符合下列要求:
①金属结构和工作机构的外观情况正常;
②各安全装置和各指示仪标齐全完好;
③各齿轮箱、液压油箱的油位符合规定;
④主要部位连接螺栓无松动;
⑤钢丝绳磨损情况及各滑轮穿绕符合规定;
⑥供电电缆无破损。
(10)开工前和操作中吊钩接近人时必须打铃或鸣笛,得到指挥信号方可进行操作。
使之注视吊钩工作的范围;不得带病、超疲劳作业。
(11)地面没有指挥或指挥信号不清时不得开机。
对于紧急停车信号,不论何人发出,都应立即执行。
(12)送电前,各控制器手柄应在零位。
当接通电源时,应采用试电笔检查金属结构部分,确认无漏电后,方可上机。
(13)作业前,应进行空载运转,试验各工作机构是否运转正常,有无噪声及异响,各机构的制动器及安全防护装置是否有效,确认正常后方可作业。
(14)司机必须严格按随机起重性能表中规定的幅度和起重量进行操作,不得超复杂使用。
起吊重物时,重物和吊具的总重量不得超过起重机相应幅度下规定的起重量。
(15)应根据起吊重物和现场情况,选择适当的工作速度;操纵各控制器时应从停止点(零点)开始,依次逐级增加速度,严禁越挡操作。
在变换运转方向时,应将控制器手柄扳到零位,待电动机停转后再转向另一方向,不得直接变换运转方向、突然变速或制动。
(16)在吊钩、起重小车或行车大车运行到限位装置前,均应减速缓行到停止位置,并应于限位装置保持一定距离。
严禁采用限位装置作为停止运行的控制开关。
(17)提升重物作水平移动时,应高出其跨越的障碍物0.5m以上。
(18)作业中,当停电或电压下降时,应立即将控制器扳到零位,并切断电源。
如吊钩上挂有重物,应稍松稍紧反复使用制动器,使重物缓慢地下降到安全地带。
(19)提升重物,严禁自由下降。
重物就位时,可采用慢就位机构或利用制动器使之缓慢下降。
(20)不得歪拉斜吊物品,并禁止吊不明重量的物品。
(21)工作中爬梯上严禁有人,并不得进行高速攀登或机械维修等作业。
(22)工作中严禁闲人走进吊装范围内。
(23)制动器、限位开关等安全阀的控制数值一旦调整好不允许随意更动,特殊情况(如失灵等)应立即上报请求调整,不得私自调整。
(24)司机在当班期间不得擅离工作岗位,有必要离开工作时应使所有的控制器手柄置零位,尔后切断电源;工作中如遇电源突然中断,也应将所有的控制器手柄扳回零位;在重新工作前,应检查起重动作、方向是否都正常。
(25)如遇载体需要现场维修和升降作业等,司机必须在岗位上配合。
(26)司机在操作上要做到稳、准、快、安全、合理。
刚起钩和物体就位落钩的短时间微动作时必要的,听清指挥信号,看准物体附近有无人时才允许控制手柄,确认在无障碍的空间时方可加速升降。
(27)当风力大于5级时,一般应停止工作(下班时同样操作),升起吊钩,天车停在横移轨道端部,切断总电源。
(28)司机或维修人员进行维护保养时应切断主电源,挂上标志牌或电箱加锁。
如有为消除的障碍,应通知接班司机。
(29)司机下班时应检查交接班和机械动作情况记录簿,按实填写情况,正确反映当班设备的工作状况和发生、解决问题的情况。
(30)起重机的变幅指示器、力矩限制器、起重量限制器以及各种行程限位开关等安全保护装置,应完好齐全、灵敏可靠,不得随意调整或拆除。
严禁利用限制器或限位装置代替操纵机构。
(31)严禁起吊重物长时间悬停在空中。
作业中遇突发故障,应采取措施将重物降落到安全地方,并关闭发动机或切断电源后进行检修。
在突然停电时,应立即把所有控制器拨到零位,断开电源总开关,并采取措施使重物降到地面。
(32)操纵室远离地面的起重机,在正常指挥发生困难时,地面及作业层(高空)的指挥人员均应采用对讲机等有效的通讯联络进行指挥。
(33)作业完毕后,起重机应停放在轨道固定位置,吊钩直升到离起重臂顶端2~3m处。
(34)停机时,应将每个制动器拨回零位,依次断开各开关,下班后,应锁紧夹轨器,使起重机与轨道固定,断开电源总开关,打开高空指示灯。
(35)检修人员上门架高空部位检查或修理时,必须系好安全带。
(36)吊装时进行试吊,试吊高度不超过30cm。
8.2钢丝绳安全技术措施
(1)吊装、机械用钢丝绳应符合现行国家标准《钢丝绳》(GB/T8918)的规定。
(2)用于走行的钢丝绳不得有接头、扭结、变形。
(3)起重用钢丝绳接头,必须采用插接,其插接长度不得小于钢丝绳直径的20倍,总长不得短于300mm;非起重用钢丝绳接头,可用索卡连接,但必须经常检查紧固情况;与绳径匹配的卡子数量和间距应按表8-1中的规定执行。
钢丝绳直径
10以下
10~20
21~26
28~36
36~40
45~55
最少绳卡数(个)
3
4
5
6
7
21(卡板)
绳卡子间距(mm)
80
140
160
220
240
10
表8-1与钢丝绳匹配的卡子数量和间距
(4)钢丝绳有磨损或锈蚀时,应按表8-2中的规定进行折减并按折减结果决定降低使用等级或更换。
当钢丝直径与公称直径相比减小7%或更多时,即使未断丝,该钢丝绳亦应报废。
钢丝绳表面锈蚀或磨损量(%)
10
15
20
25
30~40
大于40
折减系数
85
75
70
60
50
报废
表8-2钢丝绳锈蚀或磨损时报废标准的折减系数表
9、环保措施
吊装完成后对所占用场地进行清理,恢复原貌。
施工所用施符合环境要求,并接受当地政府及有关部门的监督。
施工现场严禁吸烟,注意现场防火。
施工现场必须按照要求配置干粉灭火器。
10、效益分析
跨既有桥梁钢箱梁采用双机配合吊装具有较多优点,主要有以下几点:
10.1、采用双机围堰上站位,有效规避了对既有桥梁产生破坏的风险。
10.2、采用双机配合缩减了吊车行进范围,缩短了施工周期,提高了施工效率。
10.3、双机平衡起吊中跨梁段,提高吊装精度,缩短梁段就位时间。
11、应用实例
呼和浩特市海拉尔东街-海拉尔西街-金海路改造提升工程第26联钢箱梁架设,26联钢箱梁在海拉尔东街与东河交汇处横跨东河,下方为既有如意河大桥,如意河大桥分三幅布置,中间为机动车道主桥,两侧为非机动车道及人行道辅桥,主辅桥桥跨布置均为5*20+5*20m先简支后连续预应力混凝土小箱梁桥。
26联钢箱梁与如意河大桥上下双层平行布置,新建桥桥墩立柱设置于既有桥主辅桥之间的分隔带内,桥墩盖梁上跨既有桥主桥,26联钢箱梁底板距离既有主桥桥面高度在8.0-8.2m之间。
第26联为等宽等高连续钢箱梁,跨径为60+80+60m,钢箱梁全宽25.5m。
断面,单箱六室,中心梁高采用3.2m等高设计,横坡通过调整腹板高度形成。
单个钢箱梁节段的最大长度约16m,最大宽度为5m,重量最大为48吨。
钢箱梁吊装施工中,结合该工程特点和难点,采用两台500t履带吊分南北站位分别起吊边跨梁端,同时中跨梁段采用两台吊车进行平衡起吊,解决了场地有限,吊车站位不便,梁段就位高度高,单梁段重量重的吊装问题。
通过该项目实施,总结出了跨既有桥梁的钢箱梁吊装方法,为今后推广在既有桥梁上进行钢箱梁吊装施工提供了可靠的技术保证。
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