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概述
藍(lán)王路上跨藍(lán)煙線立交橋,為1-30m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋,混凝土梁共計(jì)8片,每片板梁:中梁重54.94噸、邊梁重58.26噸。該橋于藍(lán)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(dǎo)梁架橋機(jī)跨運(yùn)營(yíng)線架梁。上跨藍(lán)煙線封鎖2小時(shí)以內(nèi)的大型上跨鐵路結(jié)構(gòu)物施工,施工等級(jí)為Ⅱ級(jí)施工。
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架橋機(jī)的選型
架橋機(jī)的選擇主要是根據(jù)起重荷載、跨度、場(chǎng)地要求考慮。我們選擇了DF40/130Ⅲ型步履式雙導(dǎo)梁架橋機(jī),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(yù)制梁的安裝;架橋機(jī)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(jiàn),我們對(duì)架橋機(jī)在架梁過(guò)程中的最不利工況,即架橋機(jī)過(guò)孔,進(jìn)行了抗傾覆穩(wěn)定性檢算。
根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》,結(jié)合本架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)架橋機(jī)最不利工況,即架橋機(jī)縱向前移時(shí)整機(jī)穩(wěn)定性進(jìn)行校核計(jì)算,整機(jī)穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)Kw≥1.5,具體檢算資料如下:
起重機(jī)風(fēng)荷載:P
W=CK
hP
ⅡA
C —風(fēng)力系數(shù)查《表16》 C取1.4
K
h —風(fēng)壓高度變化系數(shù)查《表19》 K
h取1
P
Ⅱ —計(jì)算風(fēng)壓查《表15》 P
Ⅱ取250N/m²(風(fēng)壓為7級(jí)風(fēng)的最大風(fēng)壓)
A —迎風(fēng)面積A=7m²
P
W=1.4×1×250×7=2450 (N )=2.45KN H=6m
架橋機(jī)單桁架主梁自重6.0KN/m
A側(cè)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(cè)穩(wěn)定力矩 : M
穩(wěn)= 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(cè)穩(wěn)定系數(shù): Kw=M
穩(wěn)/M
傾=10326/4569=2.26>1.5 符合要求!
B側(cè)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(cè)穩(wěn)定力矩: M
穩(wěn)= 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(cè)穩(wěn)定系數(shù): Kw=M
穩(wěn)/M
傾=9516/4703=2.02>1.5 符合要求!
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臨時(shí)工程
3.1.臨時(shí)工程情況
為了達(dá)到架橋機(jī)的作業(yè)要求我們根據(jù)機(jī)械說(shuō)明書(shū)對(duì)現(xiàn)有的施工場(chǎng)地重新進(jìn)行了整理。
架橋機(jī)拼裝場(chǎng)地:架橋機(jī)拼裝在0#臺(tái)橋臺(tái)后路基上進(jìn)行,在橋頭填筑長(zhǎng)70米、寬12米的架橋機(jī)拼裝場(chǎng)地,填土密實(shí)度不小于95%,尤其對(duì)橋臺(tái)尾填土尾表面50cm厚采用三七灰土分層夯填,達(dá)最佳密實(shí)度的95%以上。0#橋臺(tái)臺(tái)后3米范圍內(nèi)三七灰土上鋪設(shè)30cm厚C25混凝土,然后再鋪設(shè)30cm厚碎石道碴,采用搗鎬搗固密實(shí),高度與所架設(shè)橋面高度一致,以保證橫向軌道鋪設(shè)平穩(wěn)。如下圖:
3.2.地基承載力驗(yàn)算
架橋機(jī)拼裝平臺(tái)是架梁施工中一項(xiàng)十分重要的臨時(shí)設(shè)施,這項(xiàng)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(yàn)算如下:
架橋機(jī)地基承載力計(jì)算,根據(jù)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007)有p≤f
a
式中:p —基礎(chǔ)底面的平均壓力(N/mm
2), p=N/A;
N —上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值(N);
A —基礎(chǔ)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(jù)架橋機(jī)各階段工況,進(jìn)行試吊時(shí)僅1#和2#支腿受力,受力面積最小,為架橋機(jī)拼裝平臺(tái)最大受力工況,根據(jù)架橋機(jī)使用說(shuō)明書(shū)架橋機(jī)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(shí)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(tái)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(shí)的梁最大重量130噸折算),折合為1097.6KN則,同樣計(jì)算結(jié)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(jī)組拼、安裝、檢測(cè)
按照架橋機(jī)說(shuō)明書(shū)要求完成架橋機(jī)組裝,其控制的關(guān)鍵是橋梁的中心線與架橋機(jī)的中心線一致性。
對(duì)拼裝好的架橋機(jī)檢查非常關(guān)鍵,我們根據(jù)說(shuō)明書(shū)控制要求制表,逐一對(duì)照檢查。其中橫向走行軌的檢測(cè)最為關(guān)鍵,必須符合要求。而機(jī)械自身的情況由技術(shù)監(jiān)督局完成檢查合格后進(jìn)行使用。
5、架橋機(jī)過(guò)孔、架梁、退場(chǎng)
架橋機(jī)的過(guò)孔,是架橋機(jī)架梁的重要一步,控制的關(guān)鍵是對(duì)動(dòng)力腿支墊平衡穩(wěn)固,輔助支腿支墊穩(wěn)定。并做好高程、橫坡、縱坡控制的檢查工作。本橋的架橋機(jī)動(dòng)力腿是2#腿,放置在橋臺(tái)后3米寬的混凝土上保證受力均衡、運(yùn)行平穩(wěn)。如圖: 過(guò)孔成功后開(kāi)始梁的架設(shè)。為了便于控制我們對(duì)8片預(yù)制梁從煙臺(tái)端向藍(lán)村端依次編號(hào),并先架設(shè)2片中梁,然后架設(shè)一側(cè)邊梁,再依次架設(shè)兩片中梁、一片邊梁和兩片中梁。架梁順序?yàn)?④→⑤→①→②→③→⑧→⑦→⑥。
在具體架梁過(guò)程中嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)操作,架設(shè)完成后嚴(yán)格按照要求架橋機(jī)退場(chǎng)。
6、小結(jié)
1)、本工程采用的架橋機(jī)缺少風(fēng)力測(cè)速設(shè)備。
2)、目前這樣類型的架橋機(jī)平衡問(wèn)題全靠現(xiàn)場(chǎng)人員操作感知,設(shè)備自身缺少監(jiān)控設(shè)備。不能科學(xué)監(jiān)控過(guò)程中設(shè)備的變化情況,使用中真的有問(wèn)題不能有效控制。
3)、本類型的架橋機(jī)使用中的疲勞控制沒(méi)有,設(shè)備狀態(tài)僅靠目測(cè)判斷,缺少科學(xué)完整的檢測(cè)措施。
4)、臨時(shí)工程中對(duì)地基要求高,投入多。
參考資料
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《DF40/130Ⅲ型架橋機(jī)說(shuō)明書(shū)》
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本橋《架橋施工組織設(shè)計(jì)》
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《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T3811-2008
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基礎(chǔ)工程學(xué)中承載力資料
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施工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)記錄