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1、Y形钢主塔吊装施工技术刘太明朱光华(重庆桥梁工程有限责任公司重庆400060)摘要:针对重庆嘉悦大桥主塔钢锚箱体积大、吊装高度大的特点,因地制宜采用桅杆吊机方案,不光节省了工期,也节约成本,对类似工程施工有一定指导意义。关键词:斜拉桥Y型主塔桅杆吊机一、工程概况重庆嘉悦大桥为主跨250m的矮塔斜拉桥,大桥主塔高度126m,外观为Y型,双肢间距约60m,单肢外倾角度为22º,上塔柱有索区为钢砼结构,采用钢锚箱代替传统的塔柱拉索区锚固段环向预应力,索区钢锚箱根据拉索分个13节段,每段钢锚箱为箱体结构,位于塔柱内壁,设计吊装重量约14t,箱宽1.6m
2、,长4.4m,高1.6m。图1嘉悦大桥二、方案比选针对钢锚箱的吊装提出了多种方案,最后认为可行的方案有以下三种。1.大塔吊方案在0#节段上布置两台250t以上的大塔吊。优点是施工安全,操作简单。缺点是设备通用性差,费用昂贵,经济性差。2.门架方案在0#节段上拼装万能杆件吊装门架,门架上再敷设吊重及行走系统。优点是成本节约。缺点是悬臂太大,高空拼装难度大、有一定风险,且工期较长。3.塔式桅杆吊机方案在第二种方案基础上进行优化,用桅杆吊机替代门架大悬臂。优点是费用合理,工期节约,缺点是由于钢锚箱需要由上游转移至下游,操作稍复杂。经过比较,方案1费用
3、高,经济性差;而方案2施工难度大及安全性差,方案3是方案1和方案2的折衷,工期上和经济上都是可以接受的,结构安装难度也不大,为最终采用方案。三、方案设计利用已浇筑的0号块主梁,在其上拼装万能杆件塔架,作为桅杆吊机安装平台,其意义在于增加桅杆吊机高度,使其满足最高一段钢锚箱的吊装要求。在塔架上下游各安装一台桅杆吊,设计起吊能力20吨,提升系统采用两台10t卷扬机作动力,一台负责提升,另一台负责变幅。由于起吊高度超过100m,为便于空载吊钩下落,吊钩设置少量配重。万能杆件塔架高34米,宽8米,高度上设两道横联,下横联同时兼作钢锚箱转移支架,上横联处
4、设置桅杆吊,为控制塔架变形及受力,在上下游塔顶各拉两根φ32.5钢丝绳至上横联上,在吊装前进行预拉,使塔架储备一定反向预应力,从而有效改善塔架吊装时的受力。桅杆吊桁架采用角钢焊接而成,总长22.6米,变截面布置,最大截面800×800mm,为便于运输,分4段制作,最长节段5.8米,各节间采用螺栓连接,单个桅杆总重约4吨。根据构造布置,桅杆吊变幅角度控制在36.74°-72°之间即可满足要求,同时设置限位措施,保证桅杆吊不超出设计变幅角度工作。横桥向布置如图示2,实施全景如图3。图2横桥向布置图图3实施全景四、计算分析1.计算荷载:设计吊重P=g
5、×1.3(动载系数)=18.2t桅杆自重G1=4t塔架自重G2=100t根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)风荷载计算公式4.3.7-1有Fwh=K0K1K3WdAwh计算得桅杆风荷载Fwh=0.8346t2.静力计算控制计算工况:单侧起吊,桅杆吊最小角度,在该种工况下,塔式桅杆吊机受力最不利。计算图示见图4。图4桅杆计算图示根据以上图示,有3.稳定计算塔架横桥向宽20m,顺桥向宽8m,并设有两道横联,根据经验,可不作稳定分析,桅杆为长细压弯构件,需作稳定分析。桅杆为桁架式变截面,两端截面小,中间大,其计算长度应按下式计算:,
6、式中为截面换算系数,根据大小截面惯性矩的比值确定。计算得桅杆长细比为构件截面中垂直与X轴的各斜缀条毛截面面积之和换算长细比:查得稳定系数欧拉临界力:在弯矩作用平面内柱上端有侧移,取相应的等效弯矩系数:故桅杆稳定计算满足要求。五、系统试吊装试吊装采取吊装钢筋形式,吊装时先对吊装设备进行全面检查,然后准备钢筋进行分级试吊,试吊分为三级,分别为50%、100%、120%进行分级试吊,检查桅杆系统的稳定性、卷扬机制动器的可靠性、重物的平衡性、吊点绑扎的牢固性,同时测量万能杆件塔架的变形情况是否在设计允许的范围内,使桅杆在载重情况下完成变幅角度36.74
7、-72度,观察在各个控制工况下的桅杆系统的变形等情况是否满足设计要求。根据现场试吊观测结果,应力均在设计范围内,仅塔架实测变形比计算变形略偏大,分析原因有以下两点,一是万能杆件塔架非弹性变形影响较大,二是后缆风采用钢丝绳,无法对缆风的拉力作准确测定,实际操作中对后缆风的预拉力与设计预拉力存在偏差。六、钢锚箱定位安装钢锚箱第一节段的安装定位十分重要,要求平面偏差控制在5mm以内,如果第一节段钢锚箱就位偏差过大,将影响后续钢锚箱的准确定位,第一节钢锚箱的定位采取在塔柱钢锚箱上一节段施工过程中预埋型钢形成钢锚箱的初始定位平台,预埋型钢布置在塔柱主钢筋
8、和钢锚箱剪力钉的空隙范围内。钢锚箱定位支架采用型钢焊接而成,相应的连接均采取焊接形式,钢锚箱起吊到安装位置之后借助链条葫芦将钢锚箱准确安装定位。由于钢