既有高速公路拼宽桥跨铁路段架梁荷载工况检算与分析

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1、既有高速公路拼宽桥跨铁路段架梁荷载工况检算与分析摘要：因高速公路拼宽桥梁需要跨越铁路架梁，而拼宽桥的宽度无法满足架桥机架梁施工，所以考虑利用既有高速公路及架设好的拼宽桥邻跨作为基础支撑，采用汽车吊双机抬吊架梁施工方法。经验算，高速公路老桥完全能够承受汽车吊架梁时全部荷载。该施工方法具有施工周期短，对高速公路、铁路影响较小，施工工艺科学合理。关键词：拼宽桥；汽车吊；架梁；荷载工况；工况验算；中图分类号：F407文献标识码：A1工程概况乍嘉苏高速公路嘉兴1号枢纽A匝道为绍兴往苏州方向的主交通流匝道，A匝道在乍嘉苏高速上设置400m长加速车道、4⑻m长辅助车道、350m

2、长渐变段，乍嘉苏高速沪昆公铁立交位于上述路段，需进行拼宽改建。该段乍嘉苏高速公路按照远期6车道预留进行拼宽。本工程为既有乍嘉苏高速公路桥拼宽桥，拼宽段盖梁宽度为6.89m，铁路主跨跨度为30m,梁片为5片1.2m高的板梁，最重一片边梁约为62.5t。1-1嘉兴1号枢纽7号桥拼宽桥1-2嘉绍跨江公路通道北岸接线跨越沪昆铁路立交7号桥桥型布置2架梁方案的选择若采用架桥机架桥，拼宽段桥梁总宽度不足，盖梁仅有6.89m，架桥机2个纵梁中心间距为7.7m，临时支腿和尾支腿都有一支腿悬空，架桥机处于不稳定状态。因此拟采用汽车吊架梁的施工方案，2台吊机分别为130T和100T,

3、此方案需对吊机作用的老桥孔跨进行检算。3施工工艺拼宽桥每跨有5片梁，梁片较轻（最重30m边梁为62.5T），因此可以借助原高速公路用双台吊机进行架梁，即方便快捷又可保证铁路安全。吊装采用130T和100T的两台吊机。一台130T吊机停放在高速公路上，另一台100T吊机停放在架好梁片的第14跨拼宽桥上。施工时封锁沪昆上下行线、接触网停电，高速公路半幅全部封闭。钢丝绳选用2根6X37+1-170-4）52,单根长度8m。3-1双机抬吊架梁图4架梁工况验算本次架梁工况验算主要从钢丝绳的选用，汽车吊的作业工况以及老桥受荷验算等几个方面进行。4.1架梁吊装钢丝绳验算采用2台

4、汽车吊吊装，最重边梁约62.5t，负荷平均分配，即单机承担31.25T的荷载。考虑捆绑钢丝绳和吊钩待索具重量共lt，所以单机实际承担的理论载荷为31.75to由于采用了双机抬吊，考虑动载系数1.2,安全吊装梁片的全重（单机承担的）=32.5X1.2=38.1T。查《实用五金手册》得知：该型号的钢丝绳的钢丝破断拉力总和为152t。单机采用2股绳吊装，双机2个吊点，钢丝绳夹角不大于60°。单机总的钢丝绳破断拉力总和为2X152t=304to理论安全倍数K=304+38.1=7.98（倍）。符合安全吊装规范的要求，钢丝绳选择正确。（《公路工程施工安全技术规范》表8.8.

5、1，用于捆绑吊装钢丝绳安全倍数不小于6）4.2吊机作业工况验算4.2.1130t吊机作业工况主吊臂臂杆长度21.28m,最大回转半径（幅度）10m，支腿全伸。查130t吊机性能表知：该工况的最大额定吊装负荷为45.3T。该值大于38.1T，作业在安全范围内，符合吊装规范。4.2.2100t吊机作业工况主吊臂臂杆长度22m,最大回转半径（幅度）8m，支腿全伸。查100t吊机性能表知：该工况的最大额定吊装负荷为41To该值大于38.1T，作业在安全范围内，符合吊装规范。4.3桥梁荷载验算对汽车吊架梁的不同工况，计算出最不利情况下汽车吊支腿反力即老桥梁板的支腿反力。最不

6、利情况即吊机就位，安装完配重，吊装梁板阶段。该阶段桥梁封闭，只计入吊机、配重及梁板重。本次验算以安装主跨边梁（边梁重62.5t）为例，对25m老桥空心梁板及盖梁，受荷载进行验算。计算采用空间软件MIDASCivil2010进行结构分析，计算时按平面杆系进行计算。4.3.1起重机支承反力计算根据汽车吊架梁施工工艺，需要对各步骤架梁时对应的起重机型号以及梁板类型进行起重机的支腿反力计算。参照《起重机设计手册》（张志文等主编，中国铁道出版社1997）对起重机支承反力进行计算。刚性车架各支承点在静止状态的垂直反力分别为：（4-1）式中：G1—起重机不旋转部分自重；G2—起

7、重机旋转部分（包括货物、臂架）自重；Mx、My_旋转部分载荷向旋转中心转化的力矩在x、y方向的分力矩；Mx=G2•ecos+MHxMy=G2•esin+MHyMHx、MHy—x、y方向水平载荷引起的倾覆力矩;1一轨距；B—轮距；e—旋转部分重心到旋转中心水平距离；屯一臂架水平与X轴夹角。因无法收集到各部分的准确参数。计算时假定起重机臂架自重为旋转部分总重的一半，100T吊机各部分重力按比例参照130T吊机选用。各支承反力是臂架方位角巾的函数，当=arctan,即臂架垂直于支承平面的对角线AC时，RB达到最大值，此时RD为最小值。将=arctan带入式2.1-1即可

8、求出最大支