人字扒杆提梁架梁施工方法
人字扒杆提梁架梁施工方法
一、工程概况
XX桥属于XX水电站右岸过境改线公路Ⅰ标段的一座中桥，桥长63.93m，设计荷载为公路Ⅰ级，挂-300，桥上纵坡：3%上坡，桥面横坡为2%。XX桥位于云南省大理州云龙县旧州镇，为跨XX而设。位于R=350m的圆曲线上。大桥的第二跨跨越XX。
设计概况为：梁部采用3×（4－20m）先简支后连续T梁结构。下部采用钢筋混凝土双柱式墩及肋板式桥台，基础采用钻孔桩基础。
二、施工方案的比选及确定
XX桥共有20mT梁12片，梁体最大自重为边跨边梁45.8T，而且桥墩较高，最高为16.50m，加上地势起伏较大，一般吊车无法完成吊装任务，在施工方案的选择上不利于吊车架梁，同时如果选择吊车架梁，将要对现场的场地及便道进行高标准的施工准备，这在经济上是不划算也是不合理的，故吊车架梁的方案弃用；而采用架桥机架梁，XX 桥T梁数量较少，仅为12片，架桥机进场及安装使用费用高，这在经济上也是很不合理的，故架桥机架梁的方案弃用；如使用龙门吊架设，将需要投入1台60吨跨度为20m，高度大于17m的大型龙门吊和一台大型龙门吊提梁，这样大大的增加了成本的投入。而且大桥两侧基础极不平整，这给龙门吊铺轨带来很大的麻烦。因此，我公司本着按期保质、经济实用的原则，拟采用钢扒杆双钓鱼法单幅架梁，使用人字扒杆提梁。双钓鱼法设备简单，调遣方便，成本低，在现代架梁施工中得到了广泛应用，以下具体介绍架设方案。
三、方案概述
受场地限制，在0#桥台和梁厂的之间征用一块长30m，宽8m的空地,3#桥台往大里程方向征用一块长30m，宽8m的空地。在距0#、3#桥台30m处各打设2个混凝土地锚，地锚尺寸为3*2*2m，完全能够满足架梁的需要。将人字扒杆立在混凝土平台上，当T 梁提升到高于桥台以后，通过放长缆风绳而实现T梁的水平移动，使用人字扒杆架设第1跨，在第1跨处将T梁提升到桥面上。
双钓鱼法与传统的钓鱼法有相似之处，但又有本质的区别。在待架桥跨的二侧桥墩上都立人字扒杆，用这两组扒杆吊抬梁、架梁前进。前后两组扒杆随着梁位置的变化，受力也随之变化，梁始终保持平衡水平前进，比钓鱼法在超过半跨时梁的前端突然低头，扒杆受力突然增大的危险有无可比拟的优点，双钓鱼法彻底消除了钓鱼法存在的不安全因素。（见图1）
1、
根据现场场地实际情况及已有设备情况，T梁横移船板横移的方式，具体为先用千斤顶将T梁顶升，顶升过程中注意两端同时顶升，避免T梁顶升过程中由于受力不均匀造成T梁倾覆。然后用方木将地面铺平，形成一个平面，上铺Ⅰ43钢轨，然后上面铺设自制简易船板，T梁坐落在船板上，为减少横移车与钢轨间的摩擦力，在钢轨上涂抹黄油。用5t的手拉葫芦将T梁横移至移梁线路上。
2、T梁在梁场内运输至架梁位置
T梁横移至移梁线路时，用千斤顶顶升T梁，顶升过程中注意两端同时顶升，避免T梁顶升过程中由于受力不均匀造成T梁倾覆。顶升至一定高度时，取出船板，横移用钢轨，放置上特制运梁台车，高0.4m，平车每台容许承载50T，在梁的二端（支座附近）各设一台，平车在轨道上由5t电动卷扬机驱动。
在牵引中梁与车体通过垫木相互接触,产生摩阻力，而使梁体与车体不会发生任何的滑移。物体间相互摩阻系数为：
混凝土梁与垫木间的滑动摩阻系数：u1=0.6
垫木与钢平车间的滑动摩阻系数：u2=0.4
钢平车车轮轴套间的滚动摩阻系数：u3=0.05
以上表明，混凝土与垫土木间、垫木与钢平车间的滑动摩阻系数远远大于钢平车车轴轴套间的滚动摩阻系数。
混凝土梁与垫木，垫木与钢平车间要产生相对滑移，其水平力最少要大于摩阻力=45×0.4=18T而钢平车的牵引力仅为45×0.05=2.25T,小于以上滑动摩阻力18T，故在牵引中绝不可能在垫木与平车间发生任何滑移，因此两平车间不需任何连接。
3、架梁
采用双人字钢扒杆架梁，每根扒杆由断面为4×∟80×80×10组成的格构式构件，扒杆高18m，二根钢扒杆组成人字形为一副。在所架梁的二侧墩顶各立一副钢人字扒杆。经计算，每根18m高钢扒杆承载力为73T，一副扒杆能承载能力为146T，由于一副扒杆吊一头最大重量为45.8/2=22.9T，故扒杆安全系数K=146/22.9=3.29(未包括钢材本身还有1.4的安全系数)。
架梁时，将扒杆立于墩顶，扒杆脚分别位于梁支座中心，因扒杆脚对其承载物的压力仅为22.9/2=11.45T,远小于单头自重，故不会对梁及墩产生破坏。
4、计算
4.1、架梁时的受力静力分析
由于起重机械在工作中可能出现突然停车等现象，将对起重设备产生动力影响，为此计算时必须计入该影响。根据《起重机械》上海交大出版社出版其动力系数Φ=1.3。
4.1.1吊装过程中，实际起吊重量为30mT梁的一端，
即：G’=G/2=45.8/2=22.9T
4.1.2滑轮组总拉力最大值T
1
max计算
当梁体刚起吊及落梁瞬间，滑轮组总拉力最大T
1
max=22.9T
4.1.3扒杆受压最大值p
l max=T
1
max=22.9t
4.1.4后拉方总拉力最大值T
2
max计算当梁体吊装到跨中位置时，为最大力
A=53° B=27° C=72°
滑轮组拉力T
1计算 T
1
=T
2
T
1
cosB+T
2
cosB=22.9T
解以上方程得：T
1=T
2
=15.66T
后方拉力T
1, T
2
,计算 T
1
sinB=T
1
,sinA T
2
sinB=T
2
,sinC
解以上方程得：T
1,=8.89T T
2
,=7.43T
4.1.5设备能力检算:
钢丝绳能力检算选用公式:
k=n.aFg/T
式中 K----安全系数
n-----钢丝绳根数
a-----换算系数选用a=0.82
F
g
----单根绳最小破断力总合,查表得到
T-----所检算钢丝绳最大受力
4.1.6固定梁头钢丝绳能力检算,选用Φ33mm钢丝绳
n=4 Fg=72.55 T=15.66T
K=4×72.55×0.82/15.66=15.2(可)
4.1.7滑轮组钢丝绳能力检算
n=12 Fg=17.25t
T=T
1
max=15.66T
K=12×0.82×17.25/15.66=10.84(可)
4.1.8滑轮组端头钢丝绳能力检算
n=8 Fg=27t T=T
1max
=15.66T
K=8×0.82×27/15.66=11.31(可)
4.1.9后拉力钢丝绳能力检算
n=4 Fg=27.0t T
1,=8.89T T
2
,=7.43T
K=4×0.82×27.0/8.89=9.96>3.5(可)
K=4×0.82×27.0/7.43=11.92>3.5(可)
4.1.10卷扬机利用率
单根钢丝绳受力:Tmax=(15.66/12)×1.1=1.44
利用率n=1.44/5=28.7%(可)
4.1.11格构式不扒杆起重能力检算
在本吊装方案中,每端选用2根格式扒杆.根椐计算每根扒杆承载力为 73T。
扒杆安全系数K=2×73/22.9=6.38(可)
4.2 结论
通过以上各项计算可知，在20mT梁吊装过程中，各项设备能力均可满足吊装需要，因此该吊装方案可行。
四、30mT梁安装工法及作业指导:
1、30mT梁安装施工工艺流程
20mT梁安装施工工艺流程图
2 移梁至运梁台车上
后张法预应力20mT梁在预制梁场预制后，待砼强度达100%以后，进行预应力张拉作业，张拉作业采取两头张拉，按图纸设计张拉力及引伸力双控进行张拉控制，张拉完毕用水泥进行封锚，在48小时内进行预留波纹管孔道压浆，待水泥浆强度达到85%时即可移离台座，梁场内移梁采用人工横移，先用千斤顶将T梁顶升，然后用方木将地面找平，上铺设钢轨，横移车，T梁坐落于横移车上，用钢丝绳捆绑T梁两端确保T梁在横移时不发生倾覆。从梁场横移至梁场左侧运梁线上，直接落到50T运梁台车上，经轨道纵向运送到桥下的提升架下。
3 双钩钓鱼法架梁
3.1 T梁运至提架下后，挂好主扒杆，副扒杆吊绳，主付吊绳用8吨卸扣锁在一起，用型钢进行梁腹板边角保护，防止吊装时对梁腹板边角产生损坏，同时检查钢丝绳之间的
关系，禁止其互相搭压、交错在一起，待检查完毕后收紧主扒杆吊绳，进行起吊作业，并撤去前端运梁平车推至梁场进行装梁。
3.2收紧副扒杆吊绳，逐渐缓慢地放主扒杆吊绳，使梁体略低头前移到位，但不要碰到梁体。
3.3T梁悬吊到位后，楔住后运梁平车，收紧后保护钢丝绳到梁体向后微动.放松主扒杆吊绳，拆钩，回钩至主扒杆下。
3.4把主扒杆吊绳至梁尾端，起吊主扒杆吊绳，撤走后运梁平车，缓放主扒杆吊绳，缓放后保护绳配合付扒杆吊绳使梁体就位，放在横移梁船板上.
3.5架梁时应注意，有专职安全员随时检查缆风绳，地锚，主吊钢丝绳，卷扬机地锚，钢丝绳受力情况，不得使钢丝绳和坚硬物体摩擦，及时发现并更换损坏钢丝绳滑轮，绳卡等器件.架子脚下用坚实木板垫水平，并随时检查架子脚受力，架子脚须立在梁体中间，架每片梁之前专人检查所有受力构件，并做好记录，签字。
4、横移就位落梁
4.1T梁落好后，打好前后支承方可拆钩。
4.2检查横移道路，是否平整，收紧横移5吨导链，使梁体横移，注意统一指挥，T梁两端前后错位不得超过10mm。在梁体横移过程中根据梁体横移情况逐渐放松保护导链，防止梁体溜放，滚杠采用Φ40mm圆钢，间距15～20cm。
4.3横移到位后，经各方检查位置正确后，打好楔木利用导链保护好方可用扁千斤顶落梁。
4.4利用扁千斤顶落梁时，须落完一端落一端，落好后打好斜撑和导链，前后保护导链，梁体焊接牢固后方可拆去支撑。
五、机械设备
主要施工机械设备见下表：
1、建立健全安全质量管理机构和 QC小组，配齐人员持证上岗，完善安全质量保证体系。由专职安全人员具体负责吊装现场的安全质量管理工作。安全质量人员随时检查施工安全质量，每天上班前召开一次安全质量会议，分析事故易发点情况，制定防范措施和安全规划，把事故消灭在萌芽之中。
2、加强安全质量教育，提高安全员安全质量意识与知识水平，开工前将根据该桥各项吊装工程的特点编制安全措施及各项作业细则，组织全体人员学习，并严格遵守。
3、建立健全岗位责任制，把安全质量作为一项重要管理工作来抓，制定各种安全质量措施，使安全质量工作深入人心，贯穿到整个吊装过程，做到安全质量责任到人，做好详细的工程日志，做到谁做谁负责。
4、对主受力件扒杆进行强度计算、荷载试验和安全检查都需达到安全标准才可进入施工阶段。
5、施工所需各种起重机械须购置有安全技术监督检验合格证书的产品。开工前对其进行一次全面的安全检查和维修。各起重机械和索具如卷扬机、导链、千斤顶、钢丝绳、滑车、卸扣等严格按照操作规程操作和使用（各操作规程见附录）。每天需对卷扬机制动器、离合器、钢丝绳、滑轮组、控制器、千斤顶、卸扣等安全关键位置，进行一次检查，发现异常立即更换维修。
6、施工过程中专人指挥，统一指挥信号，向有关人员明确交待各信号的含义，各操作过程的目的和方法，及紧急情况的处理方法等。
7、各缆风绳地锚需根据现场情况，选择适当的地方进行埋设，并进行受力计算和拉力试验。达到安全标准后方可使用。每次吊装都需派专人对地锚、缆风绳进行看护、检查，发现异常立即停止一切作业。
8、使用千斤顶起落梁时，每次只允许顶落一端，且随顶随保护，未保护距离不得超过2cm，另一端必须稳妥垫实，防止走动。千斤顶上面或下面如需扩大承压面积应垫以枕木、钢轨、厚钢板、杂木板等。为防止滑动，应在千斤顶上面和梁座之间或所垫钢板之
间加垫硬木板。千斤顶使用前应通过检查，油压千斤顶应检查阀、活塞等是否良好，油液是否干净，千斤顶负荷不得超过其额定能力，顶高不得超过有效行程。
9、在移梁过程中，两端须配有稳妥的斜支护，并配以5t导链保护，下坡时，后部必须具备保护绳，整个吊装过程中，都必须有专业人员指挥，所有人员操作都需在安全位置，防止一切闲杂人进入吊装场地。
10、所有进入吊装场地人员都必须戴红色安全帽，穿防滑鞋，高空作业必须戴安全带，并把安全带打到安全位置。
11、及时观测天气情况，如遇大风、雨、雪停止一切吊装作业。
12、施工现场配备发电机，并配一名专职的发电机操作人员，防止在吊梁或起吊的过程中，发生停电。