京张高速公路K54+604分离式立交为25+30+25m三孔T型梁桥,该桥中跨跨越运行国际列车的京包线,为先简支后连续结构,设计交角为斜交135°,单跨每半幅由7片梁组成,全桥共计42片梁。每片梁高1.70米,梁间距1.85米,湿接头部分梁高1.50米,混凝土强度标号为C40,成型后梁顶面距地面高差11米。由于施工工期及北京铁路局给的施工点都比较紧,为了不影响京包铁路线列车的正常运行及行车安全,加快了T梁吊装的速度,因此在包括人为因素等多种原因影响下,造成在T梁就位后有24片梁就位出现误差,为满足《公路桥涵施工技术规范》的要求,必须进行调整移梁(主要是指横向移动)。
一、移梁方案的比选。
1施工方案。
方案一:采用150t的吊车进行调整。
方案二:设计一个兜底的移梁方案。
方案三:利用龙门吊的结构及原理,设计一个小型的移梁器。
2施工方案比选。
对于方案一,由于T梁已全部吊装完毕,T梁调整的幅度较小,吊车不易控制调整的幅度,且采用吊车进行施工其所占用的空间较大,在中跨调整时影响铁路的行车安全,从转移速度来看,其配重还要专车配给,转移较繁锁,另外其租用费较高。因此该方案不宜采用。对于方案二,施工的空间要求较大,但盖梁上空间较小,对施工材料要求较高,否则一顶就会报废,而材料不易解决,另外T梁顶起后横向移动的问题不易解决。因此该方案也不宜采用。对于方案三,移梁器结构简单,在狭小的施工空间内便于布置。通过对比分析各方案的优缺点,拟采用方案三进行施工。通过试验发现两个难题:
钢丝绳的柔性。由于其柔性大,致使在顶镐行程已到位而T梁却未顶起。
上侧的小横梁在顶镐顶起后,不稳定,易造成倾覆。经过攻关,在梁底用两块切成两半的旧钢轨,把钢丝绳直接套到钢轨上固定,就大大减小了直接用钢丝绳穿梁所造成的行程增长的问题。横梁倾覆的问题较难解决,原先设计是在柱顶焊四个角钢固定,经过比较在顶镐头的位置上设计了两个镐窝,经试验横梁很稳定。
二、移梁器的设计原理及检算。
1设计原理。
首先用两根立柱顶住一根横梁。
把钢丝绳吊兜住T梁并固定在滑块上。
同时起顶镐a、b,使T梁离开支座1-2cm. 4用横顶镐顶住滑块,移动T梁(利用横梁上加焊的光滑钢板和滑块光滑钢以及在滑块中间加注黄油以减少摩擦阻力)。
移梁到位,顶镐a、b同时泄油落梁。
2使用的主要材料。
槽钢22b.
钢丝绳2根,GB(1102-74)允许拉重18t.
顶镐三个,三个50t的立式顶镐,一个铁路工务段用来抬钢轨用的横向顶镐50t.
磨光的4mm厚的钢板两块。
放顶镐的镐窝采用2个2cm厚的钢圈。
3应力检算。
弯曲应力检算。
横梁采用槽钢22b对扣焊连,梁重56T,则若中部受力为每侧14T按中截面为最薄弱点:M=14×0.325=4.55kNm按每次横移2cm计算:其受力图为:其最大弯距为Mmax1 x2=〔0.345×14+(0.345+0.4)×14〕/ 1.05=14.53t x1=28-14.53=13.47t Mmax1=13.47×(0.345+0.02)-14×0.2 =4.54t×M Mmax1<Mmax从《土木工程手册》查得槽22b其惯性矩I=2848cm4,y值为79cm.〔δ〕=Mmax/I=4.55×105×7.9/2848 =1262.1kg/cm2〔δ〕<允许应力1700kg/cm2(A3钢)
摩擦力的检算。
经检算钢与钢磨擦系数为0.11. fv=28×0.11=3.08t远远小于所使用的横向50t顶镐。
横梁的抗剪(槽钢的横截面面积为36.24cm2)
τ=14×103/36.24/2 =193kg/cm3远远小于1700kg/cm3.
柱的抗压计算。
14×103/36.24/2 =193kg/cm3远远小于1700kg/cm3.
三、注意事项。
由于高空作业,施工人员必须系好安全带,安排专人进行防护。
移梁前要把梁与梁之间的联接断开,因此必须用倒链与相邻T梁拉紧,避免引起T梁侧翻造成安全事故。
顶进过程中由于钢丝绳有柔性,因此顶镐需要有足够的行程,或同时增加顶镐垫块。
钢丝绳兜梁位必须焊两个圆角钢(角钢外焊接两个半圆钢管)以免损梁。
移梁时在初春,风力有时可达7级,这时一定停止作业,以免造成人身或梁的伤害,且影响调梁的准确性。
四、结语。
经过半月的施工,T梁都安全快速地移到位,在实际施工中此方法简便易行,且每套移梁器成本较低,经济实惠。在今后对此相似的工程起到示范的作用。(考试大二级建造师编辑整理)