85m组合梁整跨吊装吊具设计

 

    非通航孔桥采用85m整墩分幅钢混组合梁结构，共64孔，56孔一联。主梁采用单箱室钢一混凝土组合箱梁，高4.3m，单幅桥面宽16.3m，混凝土标2.185m组合梁节段划分浅水区非通航孔组合梁桥采用单幅运输，逐跨分幅安装，先简支后连续施工工艺。安装顺序由珠海口岸人工岛向西人工岛方向进行。

 

    浅水区非通航孔85m组合梁共计128跨，单跨构件长约85m，构件*大自重约1900t，梁顶至水面高度约40m，要求船舶吃水深度应不超过5m.中外公路2.2传统吊具情况表1为国内已建大节段箱梁吊装吊具使用情况。

 

    同时列出相对于该项目的优缺点。

 

    所示。

 

    吊具结构如表1大节段箱梁吊装吊具桥梁名称*大节段长度/m*大吊重/t吊具结构形式吊具优点吊具缺点苏通长江大桥轻型拉压杆吊具吊具高度小、重量轻、安装拆卸方便刚度小上海长江隧桥桁架式吊具自身刚度大，长距离运输稳定性好吊具自重大，达700t杭州湾跨海大桥海上水中区引桥桁架式吊具自身刚度大，长距离运输稳定性好吊具自重大青岛海湾大桥分离式吊具自重轻，安装方便刚度小江苏崇启大桥自平衡吊索具自重轻、自身调节能力强刚度小（c）分离式吊具（d）自平衡吊索具吊具结构形式针对该工程，85m组合结构箱梁在吊装过程中，由于混凝土桥面板与钢槽梁只中间部分结合成整体，端部仍为开口槽形断面，因此自身刚度较小，在运输和安装中钢槽梁容易变形，对结构造成损害，不利于端部钢梁定位匹配。因此吊具选择时，重点考虑吊具自身刚度，弥补组合梁自身刚度小、易变形的缺陷。传统的轻型拉杆吊具、分离式吊具、自平衡吊索具显然无法满足吊装需求。而现有的桁架式吊具虽然具有刚度大，大节段海上长途运输稳定性好等优点，但吊具自重大，达700t，再累加组合梁自重，吊重达2600t，从而限制了起重船的选择，经济性差。综上所述，结合该工程特点和充分利用施工单位自有设备，需研发新型吊具，新吊具设计要求如下：1）自重轻；2）自身刚度大；3）安装拆卸方便。

 

    3吊具设计3.1吊点布置吊点布置采用原设计布置，同时考虑以下因素吊点着力点位于空腹式横梁处，可保证组合梁受力和变形以及稳定要求；2）吊点对称布置；3）在预制桥面板预设留孔，孔间距115m；）各种梁型吊点设置一致，可满足所有组合梁吊装施工；5）考虑安装过程中存在纵坡影响，*大高差近3.0m，拟采用浮吊双钩通过调整钢丝绳长度进行纵坡调整。

 

    吊点布置如所示。利用现有设计图中提供的吊点局部加固方案进行加固，如所示。

 

    3.285m组合梁对吊具的要求85m组合梁采用两点起吊，受原设计制约，采用原设计吊点布置，吊点间距达60m.由于吊点间距大，对吊具结构合理性和轻型化都提出了要求。此外，浅水区非通航孔组合梁多达128跨，吊具安装及拆卸必须保证高效率，尽量为起重船抛锚定位及组合梁安装调位腾出时间。为此，专门设计新型吊具，该吊具具有自重轻、安装拆卸方便等特点。

 

    3.3吊具结构形式考虑85m组合梁自身结构特点及现场吊装条件，85m组合梁吊装拟采用专用主桁大扁担和托梁小扁担及其附件组合吊具。大扁担采用Q345优质结构钢，长60m，宽15.8m，高6.5m；小扁担采用Q390优质结构钢，吊具结构总重约360t（其中主桁大扁担320t，托梁小扁担40t）比传统桁架式吊具轻240t.非通航孔85m组合梁吊装使用托梁小扁担，吊具结构如所示。

 

    吊具随整跨组合一起由出梁码头出运。组合梁吊装就位后，主桁大扁担上的卷扬机拉紧小吊索，拆除吊杆，然后卷扬机启动，慢慢下放托梁小扁担至下方运输船，*后由运输船运至出梁码头，进行下跨梁段出运。3.4吊具受力分析（1）荷载吊具结构设计过程中考虑的荷载如下：恒载：整个吊具自重约360t；活载：组合梁自重约1900t；风荷载：设计风速i=25m/s（工作风速），则计算模型采用Ansys建立，主桁大扁担结构全部采用Beaml88单元；钢丝绳采用linkl0单元；托梁小扁担采用梁单元；托梁小扁担自重及组合梁在中跨以集中载荷加载于主桁大扁担主横梁吊杆点处。

 

    吊具计算分析结果在荷载基本组合作用下，主桁架扁担梁材料为Q345钢材，相对*大竖向位移变形为0.*大应力出现在下弦杆上，为273MPa<295MPa，满足规范要求。

 

    托梁小扁担1、2的相对竖向位移为19.托梁小扁担1、材料均为Q390钢材，*大应力分别为302MPa（<335MPa）和足规范要求。

 

    中外公路枝城长江大桥公路桥维修加固设计方案研究李令喜（青海交通职业技术学院，青海西宁810003）还在不断发展。该桥主桥公路桥部分被鉴定为四类桥梁，亟需进行大修或改造。该文重点对公路桥面板产生的典型病害进行了成因分析，提出了更换桥面板的维修加固方案，并对加固后的结构进行了验算分析，结果表明：加固后结构满足原设计荷载通行要求，并具有定的安全储备。

 

    1概述枝城长江大桥位于湖北省宜都市，建成于1971年。它是继武汉、南京长江大桥之后，长江上的第三座大桥。该桥铁路桥全长1742.3m，公路桥全长1744.796m.主桥孔跨布置为4X160+5X128m钢桁架桥，桥横断面布置为6.95m（公路桥）+10m（双线铁路桥）+6.95m（公路桥），公路桥横断面布置为5m（车行道）+1.45m（人行道）。公路桥位于铁路桥主桁外侧悬臂伸出的托架之上，每侧托架上设置4片纵梁，桥面板采用12cm厚钢筋混凝土预制板，纵梁顶处利用承托加厚至22cm.主桥横断面如所示。

 

    经过40余年的通行运营和风雨剥蚀，枝城长江大桥主桥公路部分病害不断出现。2011年7月进行了桥梁全面检测，结合病害情况以及桥梁技术状况评定3.5组合梁吊装过程中局部受力分析根据现有吊点布置方案，采用Ansys有限元软件，通过实体单元、壳单元、梁单元结合的方式对混凝土桥面板、钢梁板件、桁架斜撑等进行模拟。在吊点布置处设约束，考虑自重及施工荷载作用。

 

    在荷载标准组合作用下，计算了整跨吊装过程中梁体变形、钢梁应力、桥面板应力。从分析结果可以看出，两点吊装过程中，梁体*大下挠为41mm；除吊点局部，其余钢梁应力都不超过87MPa<295MPa，局部应力*大值为171.7MPa<295MPa，出现在吊点加固板与钢槽梁底板加劲肋区域，满足规范要求。

 

    吊装过程中混凝土桥面板主拉应力*大值达到99MPa，满足规范要求，出现在吊点布置区域；主压应力*大值为3.7MPa，出现在跨中。

 

    4结语配合投标，为85m组合梁吊装设计的主桁大扁担和托梁小扁担及其附件组合吊具，结构轻型化，自重360t，比传统桁架式吊具轻240t.受力合理，主桁杆件*大应力为273MPa<295MPa，托梁小扁担*大应力为303MPa<335MPa，均满足规范要求。大扁担采用桁架式结构，自身刚度大，吊装过程中，*大变形0.179m，满足组合梁吊装要求。吊具随组合梁一起出运，吊具可在出运码头安装，不占用施工工期，桥位处托梁小扁担由卷扬机下放，1h内可完成下放（而传统吊具拆除较为麻烦，约需78h），为上部结构调位腾出了时间，节省工期，综上所述，该吊具能够胜任85m组合梁吊装。