扒桿施工技術(shù)在高速公路橋梁架設(shè)中的應用

「簡  介」介紹運用扒桿架設(shè)橋梁的施工技術(shù)，為同類橋梁施工提供有益的經(jīng)驗和借鑒。
　　「關(guān)鍵字」扒桿 施工技術(shù) 橋梁架設(shè)

　　1　工程概況
　　大坑大橋位于京珠南高速公路粵境段20標，全橋長約170米，分為左右兩輻建造，橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計為8孔20m先張法空心板梁，共有256片空心板梁，其中邊板32片，安裝重量為28200kg；中板224片，安裝重量為23900kg.考慮到板梁的重量不大，同時綜合施工的可行性與經(jīng)濟性，施工方案經(jīng)過反復論證和比選，最后確定整座橋的板梁安裝采用扒桿架設(shè)完成，以下介紹架梁過程中的扒桿施工技術(shù)。
　　2　人字扒桿架設(shè)板梁施工技術(shù)
　　2.1　人字扒桿拼裝工藝參數(shù)人字形扒桿用角鋼加工而成。其中，主桿采用63×5角鋼焊接而成；平桿采用50×5角鋼；斜桿采用40×5角鋼。分為兩節(jié)制作，節(jié)長為5m.桅桿豎立后底寬4m，可安裝3片梁。
　　起重系統(tǒng)由滑輪組、導向滑輪、卷揚機組成?；喗M采用14門滑輪（定、動滑輪各7門）、Φ12.5鋼絲繩花穿法聯(lián)結(jié)，鋼絲繩跑頭通過導向滑輪連接卷揚機。卷揚機采用30kN慢速卷揚機，單頭牽引力30kN，吊空心板梁時最大牽引力17kN.纜風繩采用Φ12.5鋼絲繩，每副人字扒桿安裝前后纜風各2根，主拉背索纜風2根，由滑輪穿繞。利用大橋橋墩樁頭作為纜風繩地錨，待第一孔吊裝后，利用空心板（4片一聯(lián)）作為人字扒桿架后纜風地錨，采用挖埋鋼木地錨作為人字扒桿架前纜風地錨（見圖1）。
　　2.2　第一孔梁體運輸空心板運輸采用兩臺自制30000kN無軌龍門吊運載，運梁時無軌龍門吊對場地道路要求較高，要求從預制場至最先架梁一端的橋臺中線兩側(cè)各8m范圍內(nèi)的路基均填筑至臺帽梁頂標高，以便運梁車能平穩(wěn)行進，空心板梁由運梁車運至距臺帽20m處，由人定扒桿提離地面約20cm起吊。
　　2.3　人字扒桿吊裝第一孔梁體人字扒桿吊裝第一孔梁體如圖1所示，其具體施工步驟如下：1）運梁車將梁運到位后，退出前車；2）前、后兩個人字扒桿的吊勾同時起吊梁的前端，使梁離開地面，梁端水平；3）前面人字扒桿的吊勾進，后面人字扒桿的吊勾放松，使梁緩慢前移；4）梁接近前墩時（距設(shè)計位置約3m）在梁后端掛淄繩，后車退出，后面人字扒桿的吊勾移至梁后端，把梁吊起；5）控制淄繩使梁到縱向設(shè)計準確位置；6）運用手動葫蘆橫移梁端，使梁到達橫向設(shè)計位置；7）調(diào)整好梁的支座并落梁到位；8）該孔梁鋪完后，拆除后面的人字扒桿并移到前墩，開始下一孔梁體安裝。此時，按如下步驟運輸并將待架設(shè)的板梁就位：1）運梁車吊裝梁體是利用已架好的梁板作鋪墊，直接把梁體運至剩余梁板待架孔位置；2）在梁下擺好橫移軌道及滾杠，落梁后運梁車退出；3）人工用手拉葫蘆使梁橫移到臨時支架位置；4）利用運梁車外部三角架把梁吊起安裝到位，拆除臨時支架、落梁。
　　2.4    板梁吊裝施工安全措施考慮架設(shè)梁板的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，以及人字扒桿架梁的特點，在制定施工安全措施時，特別強調(diào)以下幾點：1）運梁時無軌龍門吊走行道路必須滿足施工設(shè)計的要求；2）吊裝第一孔板梁時，為保證前、后兩個人字扒桿的吊勾同時起吊，必須指派有起重經(jīng)驗的人員在現(xiàn)場統(tǒng)一指揮；3）卷揚機操作人員必須服從現(xiàn)場指揮員的操作指令，并高度集中注意力；4）在梁的橫移就位過程中，梁體的橫移速度應保持緩慢，千萬不能操之過急；5）必須派專人盯守纜風繩，發(fā)現(xiàn)較大幅度的擺動時，應及時提醒指揮人員注意；6）所有現(xiàn)場施工人員必須戴安全帽，高空作業(yè)人員還須配帶必要的防護設(shè)備。
　　3   人字扒桿結(jié)構(gòu)驗算
　　3.1　人字扒桿受力分析按一幅人字扒桿吊裝空心板梁一端計算，計算位置取空心板吊至跨中計算，扒桿受力如圖4所示。此時，滑輪組、纜風受力最大，且吊點A處板梁自重荷載為G/2=234.2/2=117.1kN.根據(jù)圖中梁吊裝過程中所處的位置，以及人字扒桿結(jié)構(gòu)高度、纜風繩的布設(shè)位置，經(jīng)過簡單計算可以得出：連接卷揚機的牽引鋼絲繩與水平向的夾角為39.7°；纜風繩與水平向的夾角為25.4°。于是可得出牽引鋼絲繩拉力：F1=117.1/sin39.7°=183.3kN，牽引鋼絲繩水平向分力：F2=117.1/tan39.7°=141.0kN. 2根纜風繩拉力F3=F2/cos25.4°=156.1kN，則單根纜風繩拉力為78.05kN，人字扒桿受豎向荷載N=117.1×2=234.2kN. 3.2　人字扒桿受力驗算3.2.1　滑輪組理論牽引力驗算由Q=q/a=30/0.098=306kN 可知：Q>183.3kN，滿足起重要求。
　　式中，Q為滑輪組理論牽引力；q為卷揚機單根鋼絲繩跑頭牽引力；a為滑輪花穿組成滑輪組荷載系數(shù)。
　　3.2.2　纜風繩受力驗算纜風繩采用Φ12.5mm鋼絲繩，它能承受的最大拉力為135.4kN>78.05kN，能夠滿足使用要求。
　　3.2.3　人字扒桿鋼桅桿驗算鋼桅桿計算長度l=10000mm，角鋼截面積A= 4×614.3=2457.2mm2，截面回轉(zhuǎn)半徑ix=iy=250/2=125mm，長細比λ=l/ix=10000/125=80，查表得：ψx=0.6892.由此可以得知，梁吊裝過程中鋼桅整體穩(wěn)定性滿足要求。
　　4　結(jié)語
　　人字扒桿是一種較為常用的施工機具，它具有輕巧、經(jīng)濟、易于加工安裝、操作簡便等諸多優(yōu)點。本文介紹了人字扒桿的拼裝工藝參數(shù)、板梁的運輸和吊裝方法，最后對人字扒桿做了結(jié)構(gòu)受力分析與驗算。所有這些說明，只要扒桿的設(shè)計、加工和安裝（包括纜風繩的設(shè)置）合理，完全可以用于中小跨徑橋梁梁體的架設(shè)。

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